Aujourd'hui, une grande partie de la population mondiale interagit régulièrement avec des ordinateurs, certains sont obligés de travailler, certains recherchent des informations sur Internet et certains passent simplement du temps à jouer à des jeux. Chacun a ses propres besoins, ce qui signifie que l'ordinateur doit y répondre. Et si nous parlons de « matériel » (le composant technique d'un ordinateur), alors tout est plus ou moins clair : plus c'est récent, mieux c'est. Mais la partie « logiciel » requiert une attention particulière.

Chaque ordinateur exécute un système d'exploitation spécifique, il en existe un grand nombre, chacun étant adapté à certaines tâches, à l'équipement disponible, etc. Par conséquent, le choix de ce système d’exploitation est un facteur important.

Il existe une liste assez longue de systèmes d'exploitation, mais cet article se concentrera sur trois piliers qui ont grandement influencé l'industrie et occupent la plus grande part parmi tous les systèmes d'exploitation : Windows, MacOS et Linux.

Systèmes d'exploitation propriétaires

Pour commencer, il convient de préciser qu’il existe des systèmes d’exploitation propriétaires, ceux qui sont distribués sous licence du fabricant. Il s'agit notamment de Windows, dont la liste est donnée ci-dessous, et de MacOS. Même si les deux systèmes peuvent être téléchargés sur Internet (volés), la bonne chose à faire est d'acheter une licence auprès de la société de distribution et de l'activer.

L'avantage de tels systèmes réside dans leur développement, une énorme quantité de logiciels de haute qualité et un support technique compétent qui vous aidera en cas de problème.

Systèmes d’exploitation « gratuits »

Ceux-ci incluent la quasi-totalité de la famille Linux, à l'exception de quelques développements avec des logiciels de comptabilité ou autres logiciels professionnels. Ces systèmes d’exploitation peuvent être téléchargés tout à fait gratuitement et installés sur n’importe quel ordinateur sans un pincement au cœur.

De tels systèmes sont créés par des développeurs indépendants en collaboration avec la communauté. Dans la plupart des cas, la qualité des programmes laisse beaucoup à désirer, mais ces systèmes sont beaucoup plus sécurisés et fonctionnent de manière plus stable que leurs concurrents propriétaires.

les fenêtres

Absolument tous ceux qui ont déjà utilisé un ordinateur connaissent ce produit Microsoft. Cela concerne notamment la version très réussie de Windows 7. La liste des systèmes d'exploitation Microsoft remonte à une douzaine de générations. Ils sont extrêmement populaires partout dans le monde et occupent près de 90 % du marché. Ce qui témoigne d’un leadership sans précédent.

• Windows XP;
• Windows Vista;
• Windows 7;
• Windows 8;
• Windows 10 ;

La liste commence intentionnellement par Windows XP, car il s'agit de la version la plus ancienne encore utilisée aujourd'hui.

Système d'exploitation Chrome

Un produit sous-développé de Google, qui se limite uniquement aux applications Web et au navigateur du même nom. Ce système n'est pas compétitif par rapport à Windows et Mac, mais il est conçu dans une perspective d'avenir, lorsque les interfaces Web pourront remplacer les « vrais » logiciels. Installé par défaut sur tous les Chromebooks.

Installation de plusieurs systèmes et utilisation de machines virtuelles

Chaque plateforme ayant ses propres avantages et inconvénients, il devient souvent nécessaire d’en travailler plusieurs à la fois. Les développeurs informatiques le savent et offrent donc aux utilisateurs la possibilité d'installer deux ou trois systèmes sur un disque à la fois.

Cela se fait simplement. Tout ce dont vous avez besoin est un kit de distribution système (un disque ou un lecteur flash sur lequel est chargé le matériel d'installation) et de l'espace libre sur votre disque dur. Tous les systèmes d'exploitation modernes proposent d'allouer de l'espace lors de l'installation et de créer un mécanisme de démarrage qui affichera une liste des systèmes d'exploitation au démarrage de l'ordinateur. Tout se fait de manière semi-automatique et peut être fait par n'importe quel utilisateur.

Les ordinateurs Apple disposent d'un utilitaire spécial - BootCamp, conçu pour une installation simple et transparente de Windows à côté de MacOS.

Il existe un autre moyen : installer un système virtuel dans un système réel. A cet effet, les programmes suivants sont utilisés : VmWare et VirtualBox, capables d'émuler le fonctionnement d'un ordinateur à part entière et de lancer des systèmes d'exploitation.

Au lieu d'une conclusion

La liste des systèmes d'exploitation pour un ordinateur ne se limite pas à ce qui précède. Il existe de nombreux produits de différentes sociétés, mais ils sont tous assez spécifiques et ne méritent pas l'attention de l'utilisateur moyen. Le choix vaut la peine entre Windows, MacOS et Linux, car ils peuvent couvrir la plupart des besoins et sont assez faciles à prendre en main.

Famille de systèmes d'exploitation les fenêtres est un système d'exploitation 32 bits qui permet le traitement d'applications multitâches et multithread. Ils prennent en charge une interface utilisateur graphique conviviale, une capacité de mode protégé, une compatibilité avec les programmes en mode réel et des capacités de mise en réseau. Windows inclut une prise en charge matérielle Plug and Play, des noms de fichiers longs et une robustesse améliorée.

32 bits signifie que les opérations sur les données 32 bits sont ici plus rapides que sur les données 16 bits. Les applications Windows 32 bits s'exécutent dans leur propre espace d'adressage, qui n'est pas accessible aux autres programmes. Cela protège les applications des erreurs des autres. Si une application échoue, l'autre continue de fonctionner normalement. Une application ayant échoué peut être interrompue.

Multitâche offre la possibilité de travailler en parallèle avec plusieurs applications. Pendant que l'un d'eux est occupé, par exemple à imprimer un document ou à recevoir des e-mails depuis Internet, l'autre peut recalculer une feuille de calcul ou effectuer d'autres travaux utiles.

Multithreading permet aux applications conçues d’une manière spécifique d’exécuter simultanément plusieurs processus qui leur sont propres. Par exemple, lorsqu'il travaille avec une feuille de calcul multithread, l'utilisateur pourra recalculer dans un tableau tout en en imprimant un autre et en chargeant un troisième en mémoire. Pendant qu'un thread attend, par exemple, de terminer une opération de communication avec un périphérique lent, l'autre peut continuer à faire son travail.

Une caractéristique distinctive de Windows est son approche orientée objet de la conception du système. Au niveau de l'utilisateur, l'approche objet s'exprime dans le fait que l'interface est un semblant du monde réel, et le travail avec la machine se réduit à des actions avec des objets familiers. Ainsi, des dossiers peuvent être ouverts, mis dans une mallette, des documents peuvent être consultés, corrigés, déplacés d'un endroit à un autre, jetés à la poubelle, un fax ou une lettre peut être envoyé au destinataire, etc. L'utilisateur travaille avec des tâches et candidatures de la même manière qu’avec les documents sur son bureau. L'approche orientée objet est implémentée à travers le modèle ordinateur de bureau– objet Windows principal. Après le démarrage de Windows, il s'affiche à l'écran. Divers objets peuvent être localisés sur le bureau : programmes, dossiers contenant des documents (textes, images, tableaux), raccourcis vers des programmes ou des dossiers.

Raccourcis fournir un accès à un programme ou à un document à partir de plusieurs emplacements sans créer plusieurs copies physiques du fichier. Sur le bureau, vous pouvez placer non seulement des icônes d'applications et de documents individuels, mais également des dossiers. Les dossiers sont un autre nom pour les répertoires.

Une innovation significative dans Windows a été barre des tâches. Malgré sa petite fonctionnalité, il rend le mécanisme multitâche clair et accélère considérablement le processus de commutation entre les applications. Extérieurement, la barre des tâches est une bande, généralement située en bas de l'écran, qui contient les boutons d'application et le bouton Démarrer. Sur le côté droit, il y a généralement une horloge et de petites icônes des programmes actuellement actifs.

Windows vous permet de travailler avec des fichiers audio et vidéo de différents formats. Une réalisation importante de Windows réside dans ses programmes de communication informatiques intégrés. Les outils de communication Windows sont conçus pour les utilisateurs ordinaires et ne nécessitent aucune connaissance particulière. Ces outils incluent la possibilité de travailler sur des réseaux locaux et étendus, de configurer des modems, de se connecter au courrier électronique et bien plus encore.

Dans le système d'exploitation Windows, la souris est largement utilisée pour travailler avec Windows et des applications. En règle générale, la souris est utilisée pour sélectionner des morceaux de texte ou des objets graphiques, cocher et décocher des cases, sélectionner des commandes de menu, sélectionner des boutons de barre d'outils, manipuler des contrôles dans des boîtes de dialogue et « faire défiler » des documents dans des fenêtres.

Sous Windows, le bouton droit de la souris est également activement utilisé. En plaçant le pointeur sur l'objet d'intérêt et en cliquant avec le bouton droit, vous pouvez développer menu contextuel, contenant les commandes les plus courantes applicables à cet objet.

Lors de l'arrêt, vous ne pouvez pas simplement éteindre l'ordinateur sans arrêter correctement le système - cela peut entraîner la perte de certaines données non enregistrées. Pour arrêter correctement, il est nécessaire de sauvegarder les données de toutes les applications avec lesquelles l'utilisateur travaillait, de fermer toutes les applications DOS précédemment en cours d'exécution, d'ouvrir le menu du bouton « Démarrer » et de sélectionner la commande « Arrêter ».

Module3 .

LOGICIEL DU SYSTÈME INFORMATIQUE

Conférence 2. Système d'exploitation Windows

Cours 2. Système d'exploitation Windows. 3

Caractéristiques des systèmes d'exploitation Windows. 3

Avantages du multitâche prioritaire et du multithreading. 3

Technologie Plug-and-Play. 4

Interface utilisateur graphique. 5

Notion Windows XP. 5

Interface utilisateur Windows XP. 7

Éléments de base de l'interface à l'écran. 7

Le menu Démarrer. dix

Barre des tâches. 15

Raccourcis pour les programmes, fichiers et dossiers. 19

Lancement des programmes.. 20

Démarrage et arrêt de Windows XP. 20

Windows dans le système Windows. 22

Fenêtre d'application et fenêtre de document. 22

Fenêtre de dialogue. 23

Gestion des fenêtres. 24

Fonctionnalités supplémentaires de Windows XP. 26

Travailler avec des CD. 26

Travailler avec des photographies numériques. 28

Système d'aide de Windows XP. 29

Moteur de recherche Windows XP. 31

Applications Windows XP intégrées. 34

Programme de calculatrice. 35

Editeur graphique Paint 37

Éditeurs de texte Notepad et WordPad. 39

Lecteur Windows Media. 40

Créez un film de diapositives à l'aide de Windows Movie Maker. 43

Caractéristiques des systèmes d'exploitation Windows

Les systèmes d'exploitation de la famille Windows, à commencer par Windows 95, ont des fonctionnalités communes, les principales étant :

· facilité d'utilisation obtenue grâce à l'utilisation d'une interface graphique, de la technologie de support Plug-and-Play pour les équipements auto-configurables, du support réseau intégré, d'un système de formation et d'aide amélioré, de la possibilité d'utiliser des noms de fichiers longs, etc. ;

· performances accrues grâce à des propriétés Windows telles que le multitâche préemptif et le multithreading, une tolérance accrue aux pannes, une impression plus rapide, la présence de composants multimédias hautement efficaces, etc. ;

· compatibilité avec les applications MS-DOS existantes et les versions précédentes de Windows, prise en charge de tous les pilotes de matériel et de périphérique, compatibilité réseau avec d'autres systèmes d'exploitation réseau (ci-après dénommés OS).

Examinons plus en détail les principes et technologies de base de Windows.

Avantages du multitâche prioritaire et du multithreading

Le système d'exploitation Windows offre la possibilité d'effectuer plusieurs tâches simultanément. Chacune des tâches, de contenu différent, est résolue presque simultanément dans sa propre fenêtre (d'où l'origine du nom même de fenêtres - « fenêtres »). Des informations sur les programmes appelés sous forme d'icônes sont affichées sur Barres des tâches. Cependant, malgré cette impression, en réalité, les ordinateurs ordinaires (équipés d’une seule unité centrale) ne peuvent pas exécuter un grand nombre d’applications différentes en même temps. En règle générale, les ordinateurs effectuent une seule tâche à la fois. Toutefois, certaines opérations peuvent être réalisées à une vitesse très élevée. De cette manière, le système d'exploitation peut passer très rapidement d'une application à une autre, donnant à l'utilisateur l'impression que les applications s'exécutent simultanément.

Les premières versions de Windows (telles que Windows 3.11) exigeaient que chaque application transfère « volontairement » le contrôle de l'unité centrale à différents moments au cours d'une tâche, permettant au système d'exploitation de transférer le contrôle à un autre programme en cours d'exécution. Ce mode de fonctionnement est appelé mode multitâche coopératif. De plus, chaque application pouvait prendre autant de temps CPU qu'elle le jugeait nécessaire, et souvent telle ou telle application « ne voulait pas » partager les ressources du processeur central, c'est-à-dire le système d’exploitation n’a pas pu « rétablir l’ordre ».

Les versions modernes de Windows prennent en charge le mode multitâche préventif, ce qui est plus parfait. C'est basé sur priorités. Une priorité est une valeur qui reflète l’importance de l’application.

Chaque application a une certaine priorité. Le système d'exploitation alloue du temps processeur à l'application en cours d'exécution en fonction des priorités actuelles. Le système d'exploitation n'a pas besoin d'attendre qu'une application ou une opération qu'elle contient abandonne le contrôle des ressources du processeur pour transférer le contrôle à un autre programme plus prioritaire. Ils disent que l'application a une priorité plus élevée déplace moins de priorité. Cela vous permet d'éviter ce qu'on appelle se fige systèmes.

Windows utilise également le principe de multithreading.

Multithreading - Il s'agit d'un mécanisme spécial fourni pour les applications 32 bits qui permet de créer et d'exécuter plusieurs threads au sein d'une seule application. Couler ( thread) fait partie d'un programme auquel du temps processeur et un partage de ressources peuvent être alloués avec d'autres parties du programme pour une exécution simultanée. Par exemple, un éditeur de texte composé de plusieurs threads peut augmenter considérablement la vitesse de traitement des opérations individuelles et simplifier le travail de l'utilisateur : un thread peut contrôler la saisie de texte à partir du clavier et l'afficher sur l'écran d'affichage, tandis que l'autre effectue simultanément une opération en arrière-plan. , par exemple, la vérification orthographique , et le troisième imprime le document sur une imprimante.

La répartition du temps entre les applications actives dans Windows est effectuée par le noyau du système d'exploitation, et la prise en charge du multitâche préemptif garantit une commutation fluide entre les applications exécutées simultanément et ne permet pas à une application d'occuper toutes les ressources système.

Technologie Plug-and-Play

La technologie Plug-and-Play (« plug and play »), utilisée sous Windows, permet de connecter de nouveaux appareils à l'ordinateur, par exemple une imprimante ou un lecteur laser, sans configuration manuelle. Il se concentre sur la prise en charge de tout type de périphérique, notamment les moniteurs, les cartes vidéo, les imprimantes, les cartes son, les modems, les lecteurs de CD-ROM et divers contrôleurs de disque dur.

Le système d'exploitation crée et modifie indépendamment les fichiers de configuration, reconnaît un dispositif technique spécifique et le configure automatiquement. Il sélectionne automatiquement un pilote pour le fonctionnement de cet appareil.

Conducteurs(pilote - pilote, pilote) - programmes système qui assurent le fonctionnement des imprimantes, lecteurs de disque, écrans, claviers et autres périphériques informatiques externes.

Microsoft fournit des pilotes 32 bits pour tous les principaux appareils Plug-and-Play. Les fabricants d'équipements spéciaux développent eux-mêmes de tels programmes. Si vous installez un périphérique nécessitant un pilote non inclus avec Windows, vous serez invité à insérer une disquette d'installation contenant le pilote requis pour ce périphérique. Des appareils supplémentaires sont connectés à l'aide de programmes de master, qui reconnaissent eux-mêmes l'appareil ou demandent rapidement des informations supplémentaires, simplifiant ainsi le processus de connexion des appareils.

système opérateur est un ensemble de programmes qui permettent de contrôler le fonctionnement de l'ordinateur et son interaction avec l'utilisateur.

D'un point de vue humain, le système d'exploitation sert d'intermédiaire entre les humains, les composants électroniques de l'ordinateur et les programmes d'application. Il permet à une personne d'exécuter des programmes, de transférer et d'en recevoir toutes sortes de données, de contrôler le fonctionnement des programmes, de modifier les paramètres de l'ordinateur et des appareils qui y sont connectés et de redistribuer les ressources. Travailler sur un ordinateur, c'est en réalité travailler avec son système d'exploitation. Si vous installez uniquement un système d'exploitation (OS) sur votre ordinateur, vous ne pourrez pas non plus faire quoi que ce soit de significatif sur l'ordinateur. Pour saisir et formater des textes, dessiner des graphiques, calculer des salaires ou écouter un disque laser, des programmes d'application spéciaux sont nécessaires. Mais même sans système d’exploitation, il est impossible d’exécuter un programme d’application.

Le système d'exploitation résout des problèmes qui peuvent être divisés en deux catégories :

• premièrement, gérer toutes les ressources informatiques ;
• deuxièmement, l'échange de données entre appareils informatiques, entre un ordinateur et une personne.

De plus, c'est le système d'exploitation qui offre la possibilité de configurer individuellement un ordinateur : le système d'exploitation détermine à partir de quels composants l'ordinateur sur lequel il est installé est assemblé et se configure pour fonctionner avec ces composants.

Il n'y a pas si longtemps, l'utilisateur devait effectuer manuellement le travail de configuration, mais aujourd'hui, les fabricants de composants informatiques ont développé protocole plug-and-play(je l'ai allumé - ça a fonctionné). Ce protocole permet au système d'exploitation, au moment de la connexion d'un nouveau composant, d'obtenir des informations sur le nouveau périphérique suffisantes pour configurer le système d'exploitation pour fonctionner avec lui.

Les systèmes d'exploitation PC diffèrent de plusieurs manières. En particulier, les OS sont :

• monotâche Et multitâche;
• utilisateur unique Et multi-utilisateur;
• réseau Et hors réseau.

De plus, le système d'exploitation peut disposer d'une interface de commande ou d'une interface graphique multi-fenêtres (ou les deux).

Tâche unique les systèmes d'exploitation vous permettent de résoudre une seule tâche à la fois. De tels systèmes vous permettent généralement d'exécuter un programme en mode principal.

Multitâche les systèmes vous permettent d'exécuter plusieurs programmes simultanément qui fonctionneront en parallèle.

La principale différence multi-utilisateur systèmes de utilisateur unique est la disponibilité de moyens pour protéger les informations de chaque utilisateur contre tout accès non autorisé par d’autres utilisateurs. Il convient de noter que tous les systèmes multitâches ne sont pas multi-utilisateurs et que tous les systèmes d'exploitation mono-utilisateur ne sont pas monotâches.

Ces dernières années, une interface graphique multi-fenêtres est devenue la norme de facto, où les actions et descriptions d'objets requises ne sont pas saisies sous forme de texte, mais sont sélectionnées à partir de menus, de listes de fichiers, etc.

Actuellement, avec l'avènement des ordinateurs puissants, deux types d'OS se sont répandus. Le premier type comprend des systèmes d'exploitation assez similaires de la famille les fenêtres Entreprise Microsoft. Ils sont multitâches et disposent d’une interface graphique multi-fenêtres. Sur le marché des ordinateurs personnels avec Windows, les systèmes d'exploitation comme UNIX. Il s'agit d'un système d'exploitation multitâche et multi-utilisateurs doté d'une interface de commande. Actuellement, des extensions UNIX ont été développées pour fournir une interface graphique multi-fenêtres. UNIX a été développé au fil des années par différentes sociétés, mais jusqu'à récemment, il n'était pas utilisé sur les ordinateurs personnels car... nécessite un processeur très puissant, est très coûteux et complexe, son installation et son fonctionnement nécessitent des qualifications élevées. Ces dernières années, la situation a changé. Les ordinateurs sont devenus assez puissants et une version gratuite et non commerciale du système UNIX pour ordinateurs personnels est apparue - le système Linux. À mesure que la popularité du système a augmenté, des composants supplémentaires ont été ajoutés pour faciliter son installation et son fonctionnement. Le réseau informatique mondial Internet a joué un rôle important dans la croissance de la popularité de Linux. Bien que maîtriser Linux soit beaucoup plus difficile que maîtriser des systèmes comme Windows, Linux est un système à la fois plus flexible et gratuit, qui attire de nombreux utilisateurs.

Il existe d'autres systèmes d'exploitation. La célèbre société Apple produit des ordinateurs Macintosh dotés d'un système d'exploitation moderne MacOS. Ces ordinateurs sont principalement utilisés par les éditeurs et les artistes. IBM produit le système d'exploitation OS/2. Le système d'exploitation OS/2 possède la même classe de fiabilité et de sécurité que Windows NT.

Passons à la classification des systèmes d'exploitation

Les systèmes d'exploitation peuvent varier :

1. fonctionnalités d'implémentation internealgorithmes de contrôle du principalressources ordinateur (processeurs, mémoire, appareils);
2. types de plates-formes matérielles ;
3. domaines d'utilisation;
4. caractéristiques des méthodes de conception d'OS utilisées, etc.

1. Caractéristiques de la mise en œuvre d'algorithmes internes de gestion des ressources informatiques de base

Sur l'efficacité des algorithmes de contrôleressources informatiques locales de plusieurs manièresdépend de l’efficacité de l’ensemble du système d’exploitation dans son ensemble. C'est pourquoi,Lorsqu'ils caractérisent un système d'exploitation, ils citent souvent les éléments les plus importantscaractéristiques de la mise en œuvre des fonctions de gestion du système d'exploitationprocesseurs, mémoire, périphériques externesordinateur.

Ainsi, par exemple, en fonction des caractéristiques du produit utilisé algorithme de contrôle du processeur, les systèmes d'exploitation sont divisés dans les types suivants :

• multitâche et monotâche ;
• multi-utilisateur et mono-utilisateur ;
• les systèmes qui prennent en charge et ne prennent pas en charge le traitement multi-niveaux ;
• systèmes multiprocesseurs et monoprocesseurs

Classification des systèmes d'exploitation. Prise en charge multitâche

En fonction du nombre de tâches exécutées simultanément, les systèmes d'exploitation peuvent être divisés en deux classes :

1. monotâche(par exemple MS-DOS, MSX) et
2. multitâche(OC EC,OS/2,UNIX, Windows 95/XP/7).

Systèmes d'exploitation monotâches V Fondamentalement, ils remplissent la fonction de fournir à l'utilisateur une machine virtuelle, rendant le processus d'interaction entre l'utilisateur et l'ordinateur plus simple et plus pratique. Les systèmes d'exploitation monotâches incluent des outils de gestion de périphériques, des outils de gestion de fichiers et des outils de communication utilisateur.

Systèmes d'exploitation multitâches , en plus des fonctions ci-dessus, contrôlez la division des ressources partagées telles que le processeur, la RAM, les fichiers et les périphériques externes.

Classification des systèmes d'exploitation. Prise en charge du mode multi-utilisateurs.

En fonction du nombre d'utilisateurs simultanés, les systèmes d'exploitation sont divisés en :

1. utilisateur unique(MS-DOS, Windows 3.x, premières versions d'OS/2) ;
2. multi-utilisateur(UNIX, WindowsNT).

La principale différence entre les systèmes multi-utilisateurs et les systèmes mono-utilisateur est disponibilité de moyens pour protéger les informations de chaque utilisateur contre tout accès non autorisé par d’autres utilisateurs.

Il convient de noter que tous les systèmes multitâches ne sont pas multi-utilisateurs et que tous les systèmes d'exploitation mono-utilisateur ne sont pas monotâches.

Multitâche préemptif et non préemptif

Parmi les nombreuses options existantes pour mettre en œuvre le multitâche, on peut distinguer deux groupes d'algorithmes :

1. multitâche non préventif(NetWare, Windows3.x) ;
2. multitâche préventif(Windows NT, Unix).

La principale différence entre les options multitâches préemptives et non préemptives est degrécentralisation du mécanisme de planification des processus. Dans le cas du multitâche non préemptif, le mécanisme de planification des processus entièrement concentré dans système opérateur , et dans le cas du multitâche préemptif, réparti entre le système et programmes d'application .

À ne pas déplacerEn multitâche, le processus actif s'exécute jusqu'à ce qu'il donne, de sa propre initiative, le contrôle au système d'exploitation afin qu'il sélectionne un autre processus prêt à s'exécuter dans la file d'attente.

À déplacement En multitâche, la décision de basculer le processeur d'un processus à un autre est prise par le système d'exploitation, et non par le processus actif lui-même.

Prise en charge du multithreading

Une propriété importante des systèmes d’exploitation est la capacité de paralléliser les calculs au sein d’une seule tâche.

Système d'exploitation multithread divise le temps processeur non pas entre les tâches, mais entre elles séparébranches(fils).

Multitraitement

Une autre propriété importante du système d'exploitation est l'absence ou la présence de support multitraitement - multitraitement . Le multitraitement conduit inévitablement à la complication de tous les algorithmes de gestion des ressources.

De nos jours, il devient courant d’introduire des fonctions de support multitraitement dans le système d’exploitation.

Les fonctions suivantes sont disponibles dans le système d'exploitation :

• Solaris 2.x de Sun,
• Ouvrez le serveur 3.x depuis Santa Crus Operations,
• FreeBSD (ces trois systèmes d'exploitation sont des implémentations différentes du système d'exploitation Unix),
• OS/2 d'IBM,
• Windows NT de Microsoft

Les systèmes d'exploitation multiprocesseurs peuvent être classés selon la manière dont le processus informatique est organisé dans un système à architecture multiprocesseur :

• système d'exploitation asymétrique ;
• système d'exploitation symétrique.

Système d'exploitation asymétrique est entièrement exécuté sur un seul des processeurs système, répartissant les tâches d'application sur les processeurs restants.

Système d'exploitation symétrique est complètement décentralisé et utilise l’ensemble du pool de processeurs, en les répartissant entre les tâches système et applicatives.

Ci-dessus, nous avons discuté des caractéristiques des systèmes d'exploitation liées à la gestion d'un seul type de ressource : le processeur. Les caractéristiques des autres sous-systèmes de gestion des ressources locales (sous-systèmes de gestion de la mémoire, des fichiers et des périphériques d'entrée/sortie) ont une influence importante sur l'apparence du système d'exploitation dans son ensemble et sur les possibilités de son utilisation dans un domaine particulier.

La spécificité des systèmes d'exploitation se manifeste également dans la manière dont ils mettent en œuvre fonctions réseau : reconnaissance et redirection des requêtes vers des ressources distantes vers le réseau, transmission de messages sur le réseau, exécution de requêtes distantes. Lors de la mise en œuvre des fonctions réseau, un ensemble de tâches se pose liées à la nature distribuée du stockage et du traitement des données sur le réseau : maintenir des informations de référence sur toutes les ressources et serveurs disponibles sur le réseau, traiter les processus en interaction, assurer la transparence de l'accès, la réplication des données, le rapprochement des copies, en maintenant la sécurité des données.

2. Classification des systèmes d'exploitation Caractéristiques des plates-formes matérielles

Les propriétés du système d'exploitation sont directement influencées par le matériel sur lequel il est conçu. Les systèmes d'exploitation sont classés selon le type de matériel :

• Ordinateur personnel,
• des mini-ordinateurs,
• les ordinateurs centraux,
• clusters et réseaux informatiques

Parmi les types d'ordinateurs répertoriés, il peut exister des options monoprocesseur et multiprocesseur.

Dans tous les cas, les spécificités du matériel se reflètent généralement dans les spécificités des systèmes d'exploitation.

Évidemment, le système d’exploitation d’une grosse machine est plus complexe et fonctionnel que celui d’un ordinateur personnel. Ainsi, dans les systèmes d'exploitation des grandes machines, les fonctions de planification du flux de tâches exécutées sont mises en œuvre grâce à l'utilisation de disciplines prioritaires complexes et nécessitent plus de puissance de calcul que dans les systèmes d'exploitation des ordinateurs personnels.

La situation est similaire avec d’autres fonctions.

Système d'exploitation réseau

Un système d'exploitation réseau comprend des moyens de transmission de messages entre ordinateurs via des lignes de communication qui sont totalement inutiles dans un système d'exploitation autonome.

Sur la base de ces messages, le système d'exploitation du réseau prend en charge le partage des ressources informatiques entre les utilisateurs distants connectés au réseau. Pour prendre en charge les fonctions de transfert de messages, les systèmes d'exploitation réseau contiennent des composants logiciels spéciaux qui implémentent des protocoles de communication courants, tels que TCP/IP, IPX, Ethernet et autres.

Les systèmes multiprocesseurs nécessitent une organisation spéciale de la part du système d'exploitation, à l'aide de laquelle le système d'exploitation lui-même, ainsi que les applications prises en charge par ce système d'exploitation, pourraient être exécutés en parallèle par les processeurs individuels du système.

Le fonctionnement parallèle de certaines parties du système d'exploitation crée des problèmes supplémentaires pour les développeurs de systèmes d'exploitation, car dans ce cas, il est beaucoup plus difficile de garantir un accès cohérent des processus individuels aux tables système communes et d'éliminer les conséquences indésirables de l'exécution asynchrone du travail.

Système d'exploitation de cluster

D'autres exigences s'appliquent aux systèmes d'exploitation groupes.

Grappe — collection vaguement connectée de plusieurssystèmes informatiques travaillant ensemble pourexécuter des applications courantes et présenterutilisateur d'un seul système.

Outre un matériel spécial, le fonctionnement des systèmes en cluster nécessite également un support logiciel de la part du système d'exploitation, qui se résume principalement à la synchronisation de l'accès aux ressources partagées, à la détection des pannes et à la reconfiguration dynamique du système.

L'un des premiers développements dans le domaine des technologies de cluster a été les solutions de Digital Equipment Corporation basées sur des ordinateurs VAX. La société a récemment conclu un accord avec Microsoft Corporation pour développer une technologie de cluster utilisant Windows NT. Plusieurs sociétés proposent des clusters basés sur des machines Unix.

Systèmes d'exploitation mobiles

Outre les systèmes d'exploitation destinés à un type très spécifique de plate-forme matérielle, il existe des systèmes d'exploitation spécialement conçus pour pouvoir être facilement transférés d'un type d'ordinateur à un autre type d'ordinateur, appelés mobile Système d'exploitation.

L'exemple le plus frappant d'un tel système d'exploitation est le système populaire Unix.

Dans ces systèmes, les emplacements dépendants du matériel sont soigneusement localisés, de sorte que lorsque le système est transféré vers une nouvelle plate-forme, seuls eux sont réécrits. Un moyen de faciliter le portage du reste du système d'exploitation consiste à l'écrire dans un langage indépendant de la machine, tel que C, développé pour la programmation des systèmes d'exploitation.

3. Classification des systèmes d'exploitation Caractéristiques des domaines d'utilisation du système d'exploitation

Les systèmes d'exploitation multitâches sont divisés en trois types selon les critères d'efficacité utilisés dans leur développement :

• les systèmes de traitement par lots (par exemple, OC EC),
• systèmes de partage de temps (Unix, VMS),
• systèmes temps réel (QNX, RT/11).

Systèmes de traitement par lots

Systèmes de traitement par lotsétaient destinés à résoudre des problèmes principalement de nature informatique qui ne nécessitent pas de résultats rapides.

L'objectif principal et le critère d'efficacité des systèmes de traitement par lots sont débit maximum, c'est-à-dire résoudre le nombre maximum de tâches par unité de temps. Pour atteindre cet objectif, les systèmes de traitement par lots utilisent le schéma opérationnel suivant :

• au début du travail, un ensemble de tâches est formé, chaque tâche contient un besoin en ressources système ;
• à partir de cet ensemble de tâches, un mélange multiprogramme est formé, c'est-à-dire de nombreuses tâches exécutées simultanément.

Pour une exécution simultanée, des tâches sont sélectionnées qui ont des besoins en ressources différents, afin d'assurer une charge équilibrée sur tous les périphériques de l'ordinateur ; par exemple, dans un mélange multiprogramme, la présence simultanée de tâches de calcul et de tâches gourmandes en E/S est souhaitable. Ainsi, le choix d'une nouvelle tâche parmi un ensemble de tâches dépend de la situation interne du système, c'est-à-dire qu'une tâche « rentable » est sélectionnée. Par conséquent, dans de tels systèmes d'exploitation, il est impossible de garantir l'achèvement d'une tâche particulière dans un certain laps de temps.

Dans les systèmes de traitement par lots, le passage du processeur d'une tâche à une autre ne se produit que si la tâche active elle-même abandonne le processeur, par exemple en raison de la nécessité d'effectuer une opération d'E/S. Par conséquent, une seule tâche peut occuper le processeur pendant une longue période, rendant impossible la réalisation de tâches interactives. Ainsi, l'interaction de l'utilisateur avec l'ordinateur sur lequel le système de traitement par lots est installé se résume au fait qu'il apporte une tâche, la confie à l'opérateur répartiteur, et en fin de compte, après avoir terminé l'ensemble du lot de tâches, il reçoit le résultat. Évidemment, cette disposition réduit l'efficacité de l'utilisateur.

Systèmes de partage de temps

Systèmes de partage de temps sont conçus pour corriger le principal inconvénient des systèmes de traitement par lots - l'isolement de l'utilisateur-programmeur du processus d'exécution de ses tâches. Chaque utilisateur du système de partage de temps dispose d'un terminal à partir duquel il peut dialoguer avec son programme.

Depuis dans les systèmes de partage de temps chaque tâche se voit allouer seulement une tranche de temps processeur, aucune tâche ne consomme longtemps du CPU et les temps de réponse sont acceptables. Si le quantum sélectionné est suffisamment petit, alors tous les utilisateurs travaillant simultanément sur la même machine auront l'impression que chacun d'eux utilise uniquement la machine. Il est clair que les systèmes à temps partagé ont un débit inférieur aux systèmes de traitement par lots, puisque chaque tâche lancée par l'utilisateur est acceptée pour exécution, et non celle qui est « bénéfique » pour le système, et, en plus, il y a la surcharge de puissance de calcul pour des changements de processeur plus fréquents d'une tâche à l'autre.

Critère de performance les systèmes de partage de temps ne constituent pas le débit maximum, mais confort d'utilisation et efficacité.

Systèmes temps réel

Systèmes temps réel sont utilisés pour contrôler divers objets techniques (machine-outil, satellite, installation expérimentale scientifique) ou procédés technologiques (ligne de placage, procédé de haut fourneau, etc.). Dans tous ces cas, il existe un temps maximum admissible pendant lequel l'un ou l'autre programme qui contrôle l'objet doit être exécuté, sinon un accident peut survenir : le satellite quittera la zone de visibilité, les données expérimentales provenant des capteurs seront perdues, le l'épaisseur du revêtement galvanique ne sera pas conforme à la norme.

Ainsi, critère de performance pour les systèmes temps réel est leur capacité à résister à des intervalles de temps prédéterminés entre le démarrage d'un programme et l'obtention d'un résultat (action de contrôle). Cette fois s'appelle temps de réaction systèmes, et la propriété correspondante du système est réactivité . Pour ces systèmes, un mélange multi-programmes est un ensemble fixe de programmes pré-développés, et la sélection d'un programme à exécuter est effectuée en fonction de l'état actuel de l'objet ou conformément au calendrier des travaux prévus.

Certains systèmes d'exploitation peut combiner contient les propriétés de systèmes de différents types, par exemple, certaines tâches peuvent être effectuées en mode de traitement par lots, et d'autres en temps réel ou en mode temps partagé. Dans de tels cas, le mode de traitement par lots est souvent appelé mode arrière-plan .

4. Classification des systèmes d'exploitation Caractéristiques des méthodes de construction du système d'exploitation

Le manuel d'utilisation du système d'exploitation indique souvent les caractéristiques de son organisation structurelle et les concepts de base qui le sous-tendent.

Ces concepts de base incluent la manière de construire le cœur du système : noyau monolithique ou .

La plupart des utilisations du système d'exploitation noyau monolithique , qui est compilé comme un programme unique qui s'exécute en mode privilégié et utilise des transitions rapides d'une procédure à une autre sans nécessiter de passer du mode privilégié au mode utilisateur et vice versa.

Une alternative consiste à créer un système d'exploitation basé sur micronoyaux, qui fonctionne également en mode privilégié et n'exécute qu'un minimum de fonctions de gestion du matériel, tandis que les fonctions du système d'exploitation de niveau supérieur sont exécutées par des composants spécialisés du système d'exploitation - les serveurs, exécuté en mode utilisateur. Avec cette implémentation, le système d'exploitation fonctionne plus lentement, car des transitions entre le mode privilégié et le mode utilisateur sont souvent effectuées, mais le système s'avère plus flexible - ses fonctions peuvent être étendues, modifiées ou réduites en ajoutant, modifiant ou excluant des serveurs en mode utilisateur. . De plus, les serveurs sont bien protégés les uns des autres, tout comme tous les processus utilisateur.

Micro-noyau

Construire un système d'exploitation basé sur approche orientée objet permet d'utiliser tous les avantages de cette méthode (faite ses preuves au niveau applicatif) à l'intérieur du système d'exploitation, à savoir :

• accumulation de solutions réussies sous forme d'objets standards ;
• la possibilité de créer de nouveaux objets basés sur des objets existants en utilisant le mécanisme d'héritage ;
• une bonne protection des données grâce à leur encapsulation dans les structures internes de l'objet, ce qui rend les données inaccessibles pour une utilisation non autorisée de l'extérieur ;
• la structure d'un système constitué d'un ensemble d'objets bien définis.

Disponibilité de plusieurs environnements d'applications permet d'exécuter simultanément des applications développées pour plusieurs systèmes d'exploitation au sein d'un même OS. De nombreux systèmes d'exploitation modernes prennent simultanément en charge MS-DOS, Windows, Unix, OS/2 ou au moins un sous-ensemble de cet ensemble populaire. Le concept d'environnements applicatifs multiples est implémenté le plus simplement dans un système d'exploitation basé sur un micro-noyau, sur lequel fonctionnent différents serveurs, dont certains implémentent l'environnement applicatif d'un système d'exploitation particulier.

Organisation distribuée Le système d'exploitation vous permet de simplifier le travail des utilisateurs et des programmeurs dans les environnements réseau. Un système d'exploitation distribué met en œuvre des mécanismes qui permettent à l'utilisateur d'imaginer et de percevoir le réseau sous la forme d'un ordinateur traditionnel monoprocesseur.

Les caractéristiques d'une organisation de systèmes d'exploitation distribués sont :

• disponibilité d'un service d'assistance unifié pour les ressources partagées ;
• disponibilité d'un service horaire unifié ;
• utiliser le mécanisme d'appel de procédure à distance (RPC) pour distribuer de manière transparente les procédures logicielles entre les ordinateurs ;
• l'utilisation d'un traitement multithread, qui permet de paralléliser les calculs au sein d'une même tâche et d'effectuer cette tâche sur plusieurs ordinateurs du réseau à la fois ;
• disponibilité d'autres services distribués.