Современные тенденции в развитии ОС

ТЕМА 7. РАБОТА С ОПЕРАЦИОННЫМИ СИСТЕМАМИ. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Лекция 10. Перспективы операционных систем и сетей.

План занятия:

1. Операционные системы других крупных фирм.

2. Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun.

3. MacOS.

4. HP-UX.

5. Современные тенденции в развитии ОС.

6. Новые ОС семейства Windows.

7. Новые тенденции в развитии ОС.

8. Графические оболочки ОС.

9. Поддержка параллельных вычислений.

10. Развитие беспроводных сетей.

11. Перспективы развития ОС

В данном курсе рассмотрены как теоретические основы современных ОС, так и наиболее распространенные семейства ОС – Windows и Linux, а также дан обзор ОС для мобильных устройств и ОС для облачных вычислений. Имеется целый ряд весьма интересных и распространенных линий развития ОС, не нашедших подробного отражения в курсе. Это прежде всего операционные системы крупных фирм:

· IBM – в 1960-х – 1970-х гг. гг. разработала OS IBM 360 / 370; затем – ОС для персональных компьютеров OS/2; в настоящее время наиболее современными ОС этой фирмы являются z/OS и z/VM;

· Apple – с начала 1980-х гг. развивает семейство ОС MacOS, характеризующееся улучшенным графическим пользовательским интерфейсом (см. раздел MacOS);

· Oracle / Sun – c начала 1980-х гг. фирма Sun развивает ОС Solaris, развитие UNIX (см. раздел Solaris);

· Hewlett-Packard – развивает собственный диалект UNIX – систему HP/UX (см. раздел HP-UX);

· Novell – одна из ведущих фирм в области сетевых технологий; развивает семейство сетевых операционных систем: NetWare; в настоящее время - Open Enterprise Server (сетевая ОС, включающая все сетевые возможности NetWare и возможности распространенного диалекта Linux - openSUSE).

Это далеко не полный перечень коммерческих и исследовательских ОС, включающий сотни наименований.

Solaris – операционная система разработки фирмы Oracle / Sun

Она является развитием UNIX (линия Solaris 1.x – развитием диалекта UNIX BSD, линия Solaris 2.x – развитием диалекта UNIX AT&T SVR4). Автор имеет 10-летний опыт работы в системе Solaris, которая, по нашему личному опыту, весьма удобна и надежна и имеет удобные инструменты разработки программ. В различных разделах курса мы уже касались многих особенностей Solaris, таких, как поддержка многопоточности. Аппаратные платформы, поддерживаемые ОС Solaris: SPARC, x86, IA-32 и x64. В 1990-х гг. многие фирмы-пользователи предпочитали использовать именно Solaris как серверную ОС, а в качестве серверов – компьютеры SPARC фирмы Sun. Важным преимуществом Solaris является используемое в этой системе семейство оптимизирующих компиляторов Sun Studio (C, C++, Fortran), в разработке которых в 1990-х гг. автор принимал активное участие. В настоящее время компиляторы Sun Studio работают также на ОС Linux. Весьма интересным и мощным инструментом, доступным в системе Solaris, является отладчик распределенных приложений DTrace. Новая файловая система ОС Solaris - ZFS (Zetabyte File System поддерживающая большие объемы файлов и возможность криптования информации в файлах с целью ее защиты. Система Solaris имеет мощную поддержку многопоточности и синхронизации потоков, а также удобную поддержка симметричного мультипроцессирования (SMP -архитектур). Используемые в системе Solaris графические оболочки - Common Desktop Environment (CDE), GNOME, Java Desktop; в 1990-х гг. использовалась также графическая оболочка OpenWindows.

Для студентов, аспирантов и преподавателей поддерживается проект OpenSolaris – академический исследовательский проект по ОС на основе открытых исходных кодов Solaris. Его результаты дадут возможность улучшить новые версии коммерческой ОС Solaris.

MacOS

Разработчиком MacOS является фирма Apple - законодатель мод в области GUI, начиная с 1980-х гг. Ключевой идеей MacOS с самого начала является разработка и развитие ОС только на основе графического пользовательского интерфейса - "ОС без командной строки". Аппаратная платформа MacOS – всевозможные семейства компьютеров Macintosh фирмы Apple (наиболее популярные среди рабочих станций в США), а также PowerPC – рабочая станция RISC -архитектуры, совместно разработанная Apple, IBM и HP. Диалекты (версии) MacOS различаются по своему подходу к реализации, хотя для пользователя, благодаря удобному графическому интерфейсу, эти различия могут быть незаметны. Классическая MacOS (classic MacOS) - оригинальная разработка фирмы Apple; новая линия MacOS X – развитие ОС MacOS Classic и ОС NeXTSTEP (UNIX -подобной ОС), т.е. она является UNIX -совместимой.

HP-UX

Разработчиком ОС HP-UX является компания Hewlett-Packard. Это UNIX -подобная 64-битовая ОС (одна из первых 64-битовых ОС в истории). Ее аппаратная платформа - рабочие станции фирмы HP. В системе HP-UX используется оригинальная виртуальная файловая система: Veritas File System (Vx-Fs) использующая представление файлов на основе расширений (extents).

Современные тенденции в развитии ОС

На основе опыта использования многих современных ОС, можно выделить следующие основные тенденции в их развитии.

Графические оболочки. Любая современная ОС имеет графический пользовательский интерфейс, причем (по вполне понятным причинам острой конкуренции между фирмами-разработчиками) графические оболочки для всех ОС примерно одинаковы по возможностям. Подчас пользователю трудно сориентироваться, в какой именно ОС он работает, хотя для конечных пользователей (непрограммистов), по-видимому, такая унификация удобна.

Поддержка новых сетевых технологий и Web-технологий. Сети и Интернет активно развиваются. Появляются новые стандарты и протоколы – IPv6, HTML 5 (для облачных вычислений) и т.д. Современные ОС развиваются в направлении поддержки всех новых сетевых технологий.

Усиленное внимание к механизмам безопасности и защиты. Во многом благодаря инициативе Trustworthy Computing, начатой фирмой Microsoft в 2002 г. (она подробно рассмотрена в предыдущих лекциях), а также ввиду все усиливающейся киберпреступности, все современные ОС уделяют повышенное внимание безопасности: при просмотре веб-страниц браузеры выполняют их проверку на отсутствие phishing; загрузки и инсталляции программ из сети выполняются только с явного согласия пользователя и т.д.

Поддержка многопоточности и многоядерных процессоров. Ввиду широкого распространения многоядерных процессоров, все современные ОС имеют библиотеки программ, поддерживающие эту возможность аппаратуры. Именно благодаря многоядерной архитектуре, становится реально возможным параллельное выполнение потоков (threads).

Поддержка распределенных и параллельных вычислений. Современные ОС имеют в своем составе высокоуровневые библиотеки, позволяющие разрабатывать параллельные алгоритмы решения задач – например, поддерживающие стандарты параллелизма OpenMP и MPI.

Виртуализация ресурсов и аппаратуры. Современные ОС имеют в своем составе средства виртуализации, позволяющие выполнять приложения для других платформ в изолированных виртуальных машинах, в которые могут быть инсталлированы другие операционные системы.

Развитие файловых систем с целью защиты информации и значительного увеличения размера файлов (для мультимедиа). Современные требования обработки мультимедийной информации приводят к тому, что старые файловые системы (например, FAT) оказываются недостаточными для хранения мультимедийных файлов. Например, максимальный размер файла в системе FAT – 4 гигабайта – легко может быть превышен при переписи на компьютер цифровой видеопленки длительностью 10-15 минут. Поэтому разрабатываются новые файловые системы, допускающие хранение очень больших файлов, например, система ZFS в ОС Solaris. Другим требованием является обеспечение конфиденциальности информации, которое приводит к необходимости реализации в файловых системах возможности криптования (которая реализована, например, в файловой системе ZFS).

Поддержка облачных вычислений – совсем новая тенденция в развитии ОС, начало которой положила "облачная" ОС Windows Azure фирмы Microsoft.