Характеристика и оценка возможностей ОС ПК

Защита прошла в СГА в феврале 2013 года, оценка 5 ...

Введение…………………………………………………………………………………...3
1 Понятие ОС, ее назначение и основные характеристики …………………………....8
1.1 Определение ОС, назначение и основные функции ОС……………………………8
1.2 Ядро, драйвера и пользовательский интерфейс ОС……………………………….11
1.3 Файловая система ОС………………………………………………………………..15
1.4 Основные операционные системы: Windows, UNIX и Linux, MacOS, другие ОС………………………………...……………………………………………………….17
2 Сравнительный анализ ОС Windows, Linux и Mac OS……………………………...36
2.1 Пользовательский интерфейс……………………………………………………….36
2.2 Многопользовательская модель, безопасность данных…………...........................40
2.3 Стабильность работы, быстродействие и требования к аппаратному обеспечению……………………………………………………………………………...45
2.4 Работа с сетью………………………………………………………………………..47
2.5 Наличие программного обеспечения……………………………………………….50
2.6 Стоимость лицензии, открытость кода, поддержка техническими службами .....52
Заключение……………………………………………………………….........................55
Глоссарий…………………………………………………………………………………60
Список использованных источников…………………………………..……………….63
Список сокращений……………………………………………………………………...66
Приложение А ...…………………………………………………………........................67
Приложение Б ...…………………………………………………………........................69
Приложение В ...…………………………………………………………........................70
Приложение Г ...…………………………………………………………........................71
Приложение Д ...…………………………………………………………........................72
Приложение Е ...…………………………………………………………........................73

В двадцать первом веке практически невозможно представить себе какую-либо сферу деятельности человека, где не использовался бы компьютер. Компьютер в наши дни есть практически в любой организации – частной или государственной, в любом доме, на любом заводе или малом предприятии, в ВУЗе или школе. Различные компьютерные комплексы управляют производственными процессами и контролируют соблюдение технологии производства; служат для развлечения и помощи человеку в быту; обеспечивают как несложные вычисления, так и наисложнейшие математические расчеты, требующие огромных вычислительных ресурсов; выполняют функции записной книжки или органайзера и позволяют использовать сложные электронные базы данных; выступают в роли средства обучения различным дисциплинам и инструмента для доступа к глобальным информационным сетям и т.д. Любой человек – даже ребенок – может работать или играть на компьютере. Но это не означает ...

Максимальная гибкость – ОС должна предоставлять опытным пользователям возможность модификация любой части кода.
Разработку нового варианта UNIX Торнвальдс заявил в качестве дипломной работы и посвящал ей большинство свободного времени. Осенью 1991 года, 17 сентября знакомые Линуса смогли увидеть первый вариант новой операционной системы, названной автором в честь самого себя – Linux. Система была уже рабочей, хотя еще и не имела оболочки, и многие функции не были реализованы. Линус Торнвальдс поступил совершенно непредсказуемо – он объявил, что свой продукт будет распространять совершенно бесплатно и к тому же вместе с исходными текстами, которые помогут всем желающим улучшать и совершенствовать Linux [12].
Но дав возможность вносить изменения в Linux любому желающему, Торнвальдс практично оставил только за собой право модифицировать ядро операционной системы. Код ядра был открыт для всех, любой программист мог разобраться в его работе и прислать Линусу свои замечания и предложения по доработке. А решение о внесении изменений в ядро оставалось исключительно за Торнвальдсом. Так продолжается и по сей день: именно Торнвальдс воплощает в жизнь удачные идеи и предложения своих последователей, а все многочисленные версии и модификации Linux базируются на одном и том же ядре[11].
Разумеется, что Linux не идеальная операционная система. Большим минусом Linux является то, что до недавнего времени для работы в этой ОС необходимо было обладать немалыми знаниями по программированию. К тому же, в отличие от тех же Windows и Mac OS, Linux была очень просто и непритязательно оформлена, пользовательский интерфейс был рассчитан на работу, а не на привлечение внимания. Поэтому, реально Linux была востребована лишь в сетевых технологиях.
Ситуация изменилась в 1992 году, когда появился первый готовый дистрибутив Linux – установочный комплект MCC Interim Linux. Через несколько лет пользователи могли выбирать уже из десятков различных дистрибутивов, самыми известными из которых были Red Hat, Mandriva, Debian, Fedora Core и Slackware. В 2004 году популярным стал дистрибутив Ubuntu, созданный в Южной Америке. Теперь пользователи могли вообще не прибегать к режиму текстовых команд: инсталляция и настройка Linux проходит полностью в автоматическом режиме. Большинство дистрибутивов русифицированы, и российские пользователи сразу же могут получить полностью русскоязычную бесплатную среду. Есть и коммерческие дистрибутивы, самый популярный – SUSE – не отличается по стоимости от Windows. Современные дистрибутивы включают несколько вариантов оболочек, например, GNOME и KDE, благодаря которым новые версии Linux выглядят эффектнее (см. Приложение Г), чем Windows 7, а работают эффективнее [2, 12].
Неудивителен тот факт, что корпорация Microsoft, ранее относившаяся к Linux довольно снисходительно, в 2002 году признала эту ОС конкурентом своей операционной системы. Но все же Linux, несмотря на все свои многочисленные достоинства, пока не может вытеснить Windows с программного рынка, потому что и эта ОС не лишена недостатков. Пользователю, привыкшему к Windows, будет трудно настроить как саму ОС, так и программы для нее
Итак, Linux и Windows на сегодняшний день являются конкурентами, и каждая ОС по-своему пытается привлечь пользователей на свою сторону. ОС, которую мы рассмотрим третьей, уже завоевала свою популярность среди определенной группы пользователей, и стоит несколько в стороне от противоборствующих операционных систем Билла Гейтса и Линуса Торнвальдса. Речь идет об операционной системе компании Apple, называемой Mac OS.
У истоков легендарной операционной системы стояли Стивен Джобс и Стивен Возняк, которые, прежде чем создать уникальную операционную систему, создали уникальный персональный компьютер, а еще раньше создали свою фирму, назвав ее Apple.
Свой первый компьютер – Apple I – компания выпустила в 1976 году. Но деревянный корпус с единственной платой внутри не пришелся по вкусу покупателям. Второй Apple был уже в пластиковом корпусе, с клавиатурой и дисководом, а также со встроенным видеоадаптером, позволявшем воспроизводить цветную графику. В 1980 году был выпущен Apple III, оказавшийся еще более неудачным, чем первая модель.
25 января 1984 года в американских магазинах появились первые компьютеры Macintosh. Apple создали его на основе ПК Lisa и специально для него разработали новую операционную систему Mac OS с графическим интерфейсом, в то время как IBM PC по-прежнему довольствовался текстовым режимом командной строки. В отличие от компьютеров IBM PC, комплектующие для которых мог выпускать любой производитель, Macintosh был единым целым: отличный дизайн корпуса вместе с отличными комплектующими обеспечивал эксклюзивность и неповторимость. Компания Apple контролировала все – от разработки специальных аппаратных составляющих до создания программ. Вот только было этих программ в лучшие времена не более сотни.
С 1984 года по 1996 год компания Apple не смогла выпустить чего-то такого же уникального, как ПК Macintosh. Да и сам Macintosh перестал развиваться, и постепенно все особенности Mac OS были скопированы в Windows. Возможно, все это случилось потому, что в 1985 году Стивен Джобс покинул компанию Apple. Программ под Mac OS было написано очень мало, и пользовался популярностью Macintosh только у дизайнеров. Провалились проекты ноутбука Mac Portable и КПК Newton. Но в 1996 году новый президент компании Apple Джон Амелио пригласил Стивена Джобса вернуться в компанию, ведь именно оригинальные идеи Джобса сделали Macintosh эксклюзивным. И действительно, в 2000 году Macintosh вновь стал популярным. Он приобрел полупрозрачный округлый корпус, обычное железо – процессоры Intel и видеоплаты NVIDIA и обновленную операционную систему Mac OS. Это была уже девятая по счету и последняя классическая версия.
Немногим известно, что в основе новой Mac OS X лежит операционная система FreeBSD из семейства UNIX, то есть Mac OS X намного ближе Linux, чем Windows [6]. Mac OS устроена логичнее и проще, чем Windows. Например, чтобы удалить программу в Windows, потребуется поработать с многочисленными меню и панелями. В Mac OS достаточно просто перекинуть значок программы в корзину, а операционная система сама корректно удалит программу. Так же удобно реализована и установка программ – достаточно просто переместить файл необходимого приложения в каталог программ. Панель Dock внизу экрана выглядит горазд привлекательнее, чем панель Windows с ее делением на собственно панель задач, панель быстрых ссылок и трей. Также в лучшую сторону отличается папка программ в Mac OS от папки Program Files в Windows. Более логично организовано на Macintosh хранение информации: где бы ни лежал нужный вам файл, его очень просто найти с помощью совершенных поисковых механизмов и удачной системы ссылок. Значительно лучше в Mac OS организована файловая система и механизмы защиты информации: жесткие диски не нуждаются в дефрагментации, а с открытыми файлами можно производить любые действия. И наконец, что немаловажно, вирусов на Macintosh гораздо меньше, чем на платформах Windows.
В настоящее время миллионы пользователей с нетерпением ожидают выхода каждой новинки от Apple. Даже российские пользователи, всегда отдававшие предпочтение PC и Microsoft, проявляют все больший интерес к продукции компании Apple. Причин такой популярности Apple несколько. Начнем с комплектующих: хотя они и перестали быть эксклюзивными, но для производства Macintosh отбираются самые производительные процессоры и видеокарты, качественный звук, быстрые накопители – все, что можно найти в обычных PC, но не в такой удачной комбинации. Но все же львиной части своего успеха Macintosh обязан своей операционной системе – именно Mac OS делает ПК компании Apple такими простыми, надежными и стабильными. Здесь нет привычных для Windows зависаний, кривых драйверов и не менее кривых программ, способных привести систему к краху. Даже большинство компьютерных вирусов неспособны причинить Macintosh вред. А уж понятный и дружелюбный интерфейс способен покорить любого пользователя (см. Приложение Д).
Хронология версий, начиная с 2000 года, выглядит следующим образом [37]:
24 марта 2001 года: версия Mac OS X 10.0 – Cheetah – Гепард;
25 сентября 2001 года: версия Mac OS X 10.1 – Puma – Пума;
24 августа 2002 года: версия Mac OS X 10.2 – Jaguar – Ягуар;
24 октября 2003 года: версия Mac OS X 10.3 – Panther – Пантера;
29 апреля 2005 года: версия Mac OS X 10.4 – Tiger – Тигр;
26 октября 2007 года: версия Mac OS X 10.5 – Leopard – Леопард;
28 августа 2009 года: версия Mac OS X 10.6 – Snow Leopard – Снежный барс, Ирбис;
20 июля 2011 года: версия Mac OS X 10.7 – Lion – Лев.
25 июля 2012 года: версия Mac OS X 10.8 Mountain Lion (Горный лев, Кугуар).
Главной причиной отсутствия популярности компьютеров Apple у обычных пользователей, по сравнению с PC-совместимыми компьютерами, является в первую очередь цена, а во вторую очередь закрытость Mac OS. Политика руководства компании направлена на то, чтобы ОС Mac OS могла устанавливаться только на компьютеры их собственного производства. Но именно этот факт обуславливает высокую производительность Mac OS: созданная именно для компьютеров Macintosh, она позволяет использовать аппаратную составляющую ПК на 100 процентов. И хотя закрытость Mac OS сказывается на недостатке программного обеспечения для нее, в настоящее время появляются организации, которые занимаются разработкой программных продуктов под Mac OS. А известные разработчики ПО сегодня заинтересованы в том, чтобы их продукт работал на компьютерах Macintosh. Но самое главное, компания Apple в последнюю версию Mac OS включила приложение BootCamp, позволяющее устанавливать на компьютеры Macintosh операционную систему Windows и использовать на них любое ПО.
Мы рассмотрели три самых распространенных, популярных и полноценных операционных системы: Windows, Linux и Mac OS. Для полноты картины познакомимся еще с несколькими популярными и востребованными в настоящее время операционными системами. Это ОС FreeBSD, Android и Google Chrome OS.
FreeBSD – это еще одна UNIX-подобная ОС для ПК, основанных на архитектуре Intel, созданная в университете Беркли. Код этой операционной системы прошел через более чем 30 лет непрерывного процесса развития, совершенствования и оптимизации. ОС обеспечивает современные сетевые возможности, впечатляющую безопасность и производительность на мировом уровне и используется на одних из самых загруженных веб-сайтах мира и наиболее распространенных встроенных сетевых устройствах и устройствах хранения [7].
ОС FreeBSD разрабатывается как целостная ОС. Исходный код ядра, драйверов устройств и базовых пользовательских программ, таких как командные оболочки, содержится в одном дереве системы управления версиями. Это отличает FreeBSD от Linux, в которой ядро разрабатывается одной группой разработчиков, а набор пользовательских программ – другими разработчиками, а многочисленные группы собирают все это в единое целое и выпускают в виде различных дистрибутивов Linux. Хотя FreeBSD не пользуется такой популярностью, как Linux, она предоставляет практически все основные преимущества, доступные пользователям, которые работают с Linux, а также множество своих собственных преимуществ.
Одним из главных достоинств ОС FreeBSD является надежная архитектура, основанная на микроядре, которую можно настроить так, что FreeBSD будет работать намного лучше, чем работала бы Linux в той же тестовой или производственной среде [23]. Система пакетирования для сторонних программ в FreeBSD представляет собой очень простую и эффективную модель, и поскольку все в этой ОС, начиная от ядра и заканчивая самыми маленькими вспомогательными программами, создавала одна группа разработчиков, каждому компоненту было уделено необходимое внимание, что в мире Linux встречается редко.
Первая версия FreeBSD 1.0 была выпущена в декабре 1993 года, а последней на текущий момент является FreeBSD 8.2, представленная пользователям 24 февраля 2011 года. За этот интервал времени ОС сильно изменилась: структура системы стала намного более организованной, модель безопасности – более сложной и надежной, а революционный механизм для установки сторонних программ – настолько популярным, что он даже импортирован в NetBSD, OpenBSD и Mac OS X. Так же более простой стала процедура перехода на FreeBSD с других платформ. Модель FreeBSD, основанная на централизованных конфигурационных файлах и имеющая четкую контролируемую структуру файловой системы, является более предсказуемой и более удобной для администрирования, чем какая-либо другая UNIX-подобная система. Модуль ядра Linux, обеспечивающий совместимость на уровне двоичных кодов, позволяет программам, разрабатывающимся в коммерческих целях для Linux (таким как RealPlayer и Oracle), запускаться на платформе FreeBSD.
Перечислим основные характеристики операционной системы FreeBSD:
Вытесняющая многозадачность с динамическим изменением приоритетов обеспечивает надежное и быстрое разделение ресурсов компьютера между работающими приложениями и пользователями.
Многопользовательский доступ дает возможность одновременно использовать машину для различных целей. Системная периферия автоматически разделяется между пользователями.
Широкая поддержка TCP/IP-сетей позволяет компьютеру под управлением FreeBSD с легкостью взаимодействовать с другими системами, например, выступать в роли сервера предприятия.
Защита памяти обеспечивает безопасность выполнения программ. Ни одна программа или пользователь не могут воздействовать на выполнение других программ, если у них нет на это прав.
Реализация промышленного стандарта X Window System обеспечивает графический интерфейс пользователя – поддерживается большинство видеокарт и мониторов, доступны полные исходные тексты.
Система виртуальной памяти и виртуальных машин позволяет работать приложениям, требующим больших объемов памяти, при этом они не создают трудностей и задержек во взаимодействии с пользователем.
Разделяемые библиотеки (эквивалент DLL, заимствованных Microsoft Windows из UNIX) позволяют эффективно использовать дисковое пространство и оперативную память.
Наличие полного исходного кода операционной системы означает, что пользователь обладает максимальным уровнем контроля над средой. Поддержка осуществляется разработчиками с помощью конференций Usenet и списков рассылки, где можно задать любой вопрос.
Таким образом, FreeBSD представляет собой компромисс между гибкостью, которую подразумевает ПО с открытым кодом, и защищенностью, которой требует коммерческое ПО.
Далее рассмотрим достаточно молодую операционную систему Android, еще не завоевавшую такой славы, как продукты Microsoft или Apple, но уже активно действующую на рынке программ и вычислительных устройств. Также познакомимся с новой ОС Google Chrome OS для того, чтобы выяснить, как современные операционные системы отвечают реалиям новейших компьютерных и интернет-технологий.
Операционная система Android основана на Linux с Java-интерфейсом программирования и является системой с открытыми исходными кодами. Изначально Android OS разрабатывалась компанией Android Inc., но в 2005 году эта компания была куплена гигантом Google. Первая версия Android OS появилась в 2008 году.
Изначально Android OS создавалась для мобильных телефонов, но впоследствии система стала использоваться и на других устройствах – планшетных компьютерах, нетбуках и смартбуках, цифровых проигрывателях, цифровых фоторамок и даже в наручных часах. В основу новой ОС были заложены принципы открытости, равноправия полномочий приложений – одинаковый приоритет для штатных программ в операционной системе и программ сторонних разработчиков, коммуникативности программы и ее пользователя, принцип удобства и быстроты разработки приложений [27, 28].
Графический пользовательский интерфейс Android OS (см. Приложение Е) основывается на принципе компонентного представления данных. Например, письмо, полученное по электронной почте, делится на составные части: заголовок, тело и вложения. Разработчики могут использовать не всю длину кода, а лишь его небольшой фрагмент, ответственный за тот или иной компонент, для создания в большей мере производительных приложений.
Благодаря тому, что Android OS является системой с открытым исходным кодом, разные производители изменяют ее буквально до неузнаваемости. К тому же есть «домашние» сборки интерфейса, которые распространяются на специализированных форумах. Но хотя операционная система и считается открытой, на внутренней файловой системе стоит специальная защита, которая ограничивает постороннее вмешательство. Если преодолеть эту защиту, то устройство под управлением Android OS можно модифицировать и улучшить; например, установив туда свои драйвера, можно улучшить звук, контрастность дисплея, производительность, удалить стандартное ПО и добавить новые функции.
Android, начиная с версии 2.1, поддерживает голосовое управление некоторыми своими модулями. По-настоящему инновационной функцией Android OS стало повсеместное использование технологии speech-to-text – преобразование речи в буквы. Технология speech-to-text работает с любым текстовым полем Android, будь то поле ввода имени контакта или поле для набора SMS.
Одной из новинок, а также большим преимуществом Google перед Apple, стала возможность подключения устройства под управлением Android к персональному компьютеру в качестве модема или точки доступа Wi-Fi.
У ОС Android есть как преимущества – она крайне гибка в настройках и быстра в работе, так и недостатки – она может показаться чересчур вычурной и запутанной.
Android OS постоянно развивается и дорабатывается, к тому же количество устройств на этой платформе увеличивается с каждым днем – особенно это касается мобильных телефонов. Android OS станет выбором тех пользователей, которые любят все под себя подстраивать.
На текущий момент официально была представленная ОС Android 4.2 Jelly Bean (25 октября 2012), вместе с планшетом Nexus 10 и смартфоном LG Nexus 4. Одним из основных нововведений в Android 4.2 стала поддержка профилей, теперь пользователи на одном планшете смогут использовать свои учетные записи со своими настройками.
Об операционной системе Google Chrome OS компания-разработчик Google впервые заявила в 2007 году. А в декабре 2010 года Google разослала 60 тысяч тестовых ноутбуков с установленной ОС Google Chrome OS тем пользователям из США, кто заполнил соответствующую форму на сайте Google.
Что же представляет собой операционная система компании, разработавшей популярный интернет-браузер Google Chrome? Google Chrome OS основана на ядре Linux. Ее отличительная особенность – ориентированность на работу исключительно с сетью, так называемый облачный подход. Компьютер в данном случае является лишь окном в сеть Интернет, где и хранятся все файлы, программы, настройки. Причем в случае потери, кражи или поломки компьютера достаточно лишь приобрести новый и ввести учетные данные, после чего вся пользовательская информация станет сразу же доступна. При такой концепции данная ОС, по сути, просто браузер Chrome. Все действия, выполняемые пользователем, происходят в сети Интернет, а браузер является лишь средством доступа к ней. Привычные программы, которые приходилось скачивать и устанавливать на жесткий диск компьютера, превратились в приложения и расширения. Таким образом, пользователю не требуется администрировать свой собственный компьютер, то есть не нужно скачивать дистрибутивы, конфигурировать их, устанавливать программы, обновлять и поддерживать их в рабочем состоянии, следить за обновлением антивирусных баз.