Эволюция операционных систем

Историю развития операционных систем удобно связать с поколениями вычислительных машин, которые сменяли друг друга в процессе достаточно бурной эволюции вычислительных систем.

Вычислительные машины I поколения не имели операционных систем. Они выполняли программы, загруженные в оперативную память. Все действия по подготовке и загрузке программ, а также обеспечению программы необходимыми данными выполнялись пользователем вручную. Каждый пользователь для выполнения своей программы получал вычислительную машину в монопольное пользование. Таким образом, на ЭВМ I поколения существовал только режим пакетной обработки одного пользователя.

Вместе с ЭВМ II поколения появились и операционные системы. Первые из них выполняли мониторные функции для автоматического прогона набора (пакета) заданий. В них главное внимание уделялось автоматической смене заданий в процессе выполнения пакета. В процессе развития операционных систем стали появляться мультипрограммные режимы работы для одновременного выполнения нескольких заданий. Сформировались понятия «задание» и «задача», как внешняя и внутренняя соответственно единицы работы вычислительной системы, а также концепция диалогового режима, основанного на системах разделения времени.

Бурное развитие операционных систем началось с появлением ЭВМ III поколения, имеющих аппаратные поддержки для функционирования операционной системы: систему прерываний, средства защиты программ от взаимного влияния, каналы и процессоры ввода-вывода, несколько процессоров, развитые средства микропрограммирования. Окончательно сформировался режим пакетной обработки, позволяющий одновременно выполнять большое количество потоков заданий с высокой степенью автоматизации. Стали функционировать развитые системы разделения времени, обеспечивающие диалоговые режимы для большого числа терминалов пользователей в сочетании с пакетной обработкой. Развивались средства телеобработки данных, обеспечивающие удаленный доступ к вычислительной системе. Появились операционные системы, обеспечивающие режим реального времени, в котором функционируют системы управления объектами или процессами (конвейером, ракетой или технологическим процессом). Операционные системы при этом характеризовались универсальностью, многофункциональностью и многорежимностью, с одной стороны, и отсутствием единой концептуальной основы и внутренней структурной упорядоченности — с другой. В результате операционные системы характеризовались громоздкостью, большими расходами на разработку, сопровождение, изучение и обслуживание.

Современный период развития операционных систем, предназначенных для обеспечения функционирования вычислительных систем IV поколения и постепенного перехода к V поколению, характеризуется развитием «демократических начал», ориентирующих ее на малоподготовленных пользователей. Этими свойствами обладают операционные системы, характеризующиеся структурной стройностью и «прозрачностью» для пользователей. Появилась концепция виртуального ресурса и виртуальной машины, которая является основой текущих и будущих операционных систем и обеспечивает их концептуальное и структурное единство. Получают свое развитие также сетевая телеобработка данных и средства комплексирования вычислительных систем. В сочетании с системами баз и банков данных они обеспечивают движение в направлении распределенной обработки данных.

Прежде чем перейти к рассмотрению современных и перспективных операционных систем, следует попытаться дать определение понятию «операционная система». Как видно из рассмотрения истории их развития, сделать это не просто, однако такое рассмотрение позволит выяснить сущность объекта изучения.