Лекция 2. Многоаспектная классификация операционных систем

1. Аппаратный аспект определяет возможность функционирования операционной системы, а также максимальное использование ресурсов компьютера и лежит в основе различных классификаций операционных систем по ряду критериев.

1.1 Классификация по числу процессов, одновременно выполняемых под управлением операционной системы. В данной классификации выделяют однозадачные и многозадачные операционные системы.

Однозадачная операционная система поддерживает выполнение только одной программы, тогда как многозадачная – параллельное выполнение нескольких программ, существующих в одной вычислительной системе на некотором отрезке времени. На современном этапе перспективным направлением является разработка многозадачных операционных систем.

1.2 Классификация по количеству поддерживаемых процессоров. Данная классификация включает однопроцессорные и многопроцессорные операционные системы.

Однопроцессорные операционные системы могут работать только с одним процессором, тогда как многопроцессорные операционные системы поддерживают режим распределения ресурсов между несколькими процессорами для решения той или иной задачи. В настоящее время компании–разработчики аппаратного обеспечения считают, что увеличение производительности компьютера только с помощью наращивания тактовой частоты процессора не является единственным направлением и приводит к проблеме перегрева, а потому вот уже несколько лет активно выпускают различные многопроцессорные и многоядерные системы (Intel Core 2 DUO, Quad и Xeon, а также AMD Phenom и Opteron). Таким образом, разработка операционных систем, позволяющих распределять вычислительный процесс между процессорами (ядрами), является на сегодняшний день очень актуальной.

1.3 Классификация по разрядности процессора. В рамках данной классификации выделяют 16-ти-, 32-х- и 64-х-разрядные операционные системы.

Понятие разрядности неотделимо от понятия регистра, который, по существу, является ячейкой памяти внутри процессора. Например, процессор может складывать числа, записанные в двух различных регистрах, а результат – сохранять в третьем регистре. Количество битов данных, которые может обработать процессор за один прием, характеризуется разрядностью внутренних регистров. Разрядность регистра определяет количество разрядов обрабатываемых процессором данных, а также характеристики программного обеспечения и команд, выполняемых чипом. На-пример, процессоры с 32-х-разрядными внутренними регистрами могут выполнять 32-х-разрядные команды, которые обрабатывают данные 32-х-разрядными порциями, а процессоры с 16-ти-разрядными регистрами этого делать не могут. Во всех современных процессорах внутренние регистры являются 64-х-разрядными. Таким образом, разработка 64-х-разрядных операционных систем является приоритетным направлением в области развития современного программного обеспечения.

1.4 Классификация по переносимости операционной системы. В идеале код операционной системы должен легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа (они различаются не только типом процессора, но и способом организации всей аппаратуры компьютера одного типа).

Переносимые операционные системы имеют несколько вариантов реализации для разных платформ – такое свойство операционных систем называют многоплатформенностью. В результате выделяют одноплатформенные операционные системы, способные функционировать только на одной платформе, например PC-совместимой, и многоплатформенные операционные системы, функционирующие на нескольких платформах, например, на PC-совместимой, Macintosh, Sun.

2. Социальный аспект лежит в основе классификаций операционных систем с точки зрения их применения на практике пользователем, удобства его работы, широты функциональных возможностей. В рамках данного аспекта операционные системы могут быть классифицированы по различным критериям.

2.1 Классификация по актуальности использования. В данной классификации выделяют современные и устаревшие операционные системы.

Устаревшие операционные системы представляют собой программный продукт, для которого компания–производитель прекратила осуществлять программную поддержку по определенным причинам (функциональные ограничения, выход новой операционной системы, закрытие проекта полностью и т. д.).

Современными операционными системами называются программные продукты, которые официально поддерживаются компанией–производителем и, как результат, для которых выпускаются различные обновления (update), «заплатки» (patch), дополнения (add-one) и программные продукты, повышающие функциональность и надежность работы операционной системы (service pack).

2.2 Классификация по типу пользовательского интерфейса. В рамках данной классификации выделяют текстовые и графические операционные системы.

Текстовые операционные системы имеют командный интерфейс, то есть управление функциональными возможностями операционной системы осуществляется с помощью команд, вводимых с клавиатуры.

Графические операционные системы имеют более «дружелюбный» интерфейс: у операционной системы имеется рабочий стол, а управление операционной системой осуществляется в большинстве случаев с помощью «мыши».

Безусловно, операционные системы только с текстовым интерфейсом являются пережитком прошлого и все современные операционные системы имеют графический интерфейс. Однако сам текстовый интерфейс не изжил себя полностью, а активно развивается, результатом чего стало его повсеместное использование в сочетании с графическим. Так, текстовый режим в современных операционных системах представлен командной строкой (консолью), активно используемой сетевыми администраторами, причем функциональное наполнение командного режима увеличивается по мере выхода новых версий операционных систем.

2.3 Классификация по количеству работающих пользователей. В рамках данной классификации выделяют однопользовательские и многопользовательские операционные системы.

Здесь учитывается возможность работы с операционной системой только одного пользователя или многих. На современном этапе развития операционных систем и требований, предъявляемых к безопасности и надежности их функционирования, перспективным является многопользовательский режим их функционирования.

2.4 Классификация по назначению. В рамках данной классификации выделяют операционные системы рабочих станций и для домашнего использования.

Главными характеристиками операционных систем для домашнего использования является универсальность и простота работы. Работая с ними, пользователь может без особых усилий поиграть, поработать с различными типами файлов, установить практически любое периферийное устройство и т. д. Данные операционные системы позиционируются для домашнего применения, пользователь обычно является администратором, и поэтому у операционных систем этого типа практически отсутствуют решения, связанные с безопасностью и надежностью функционирования (все силы разработчиков направлены на наглядность и простоту).

Операционные системы рабочих станций противопоставлены вышеуказанным по применению и функционированию. Основными показателями данных систем являются безопасность, надежность и стабильность: они обычно годами работают без сбоев, имеют весь необходимый инструментарий для разграничения прав пользователей. Данные операционные системы с такой функциональностью могут быть не всегда применимы для домашнего использования: большое количество функциональных возможностей может быть представлено в командном режиме; возможно отсутствие универсальности (не все программные продукты работают корректно), а также может сказаться нехватка драйверов для периферийных устройств.

На современном этапе крупными компаниями–производителями деление операционных систем по указанным критериям признано неэффективным, поэтому становится все больше операционных систем, сочетающих в себе все положительные качества обоих видов операционных систем, что в результате не может не сказаться на ценах на данные программные продукты.

2.5 Классификация по популярности использования. В рамках данной классификации выделяют операционные системы Microsoft и альтернативные операционные системы.

Данная классификация является условной, и связана она с практически монопольной властью на рынке корпорации Microsoft, операционными системами которой пользуются большинство пользователей, в результате чего современная «картина мира» операционных систем может быть представлена операционными системами Microsoft и других компаний, пытающихся конкурировать с ней разработкой альтернативных операционных систем (представители указанной классификации будут более подробно рассмотрены в параграфе 1.3).

3. Финансовый аспект лежит в основе решения вопросов, связанных с использованием лицензионного программного обеспечения. В рамках указанного аспекта операционные системы могут быть классифицированы по двум основным критериям.

3.1 Классификация по объему оплаты. Операционные системы, как и любой продукт, имеют стоимость, то есть выражение в денежном эквиваленте, а потому программное обеспечение может быть отнесено к одной из следующих групп: freeware, shareware, trial.

Freeware – бесплатное программное обеспечение, разрабатываемое и сопровождаемое либо энтузиастами, либо альтруистами, либо рекламодателями (в целях продажи более функциональных платных или условно бесплатных программных продуктов). Единственной так называемой «платой» за использование данных продуктов может стать регистрация на сайте компании производителя для сбора статистики и последующего сопровождения.

Shareware – условно бесплатное программное обеспечение – название, в котором определяющим является слово «условно». Обычно данным термином называют программные продукты, продаваемые за символические деньги. Никто не определял границу размера в денежных единицах для четкого выяснения, является ли указанный программный продукт условно бесплатным или платным, так как для различных стран с разным уровнем дохода населения понятие «символические деньги» может дифференцироваться, поэтому присвоение того или иного статуса делается компанией–производителем.

Одним из направлений данного класса программных продуктов является Ad-ware – программное обеспечение, за работу с которым пользователь расплачивается просмотром рекламы в специально отведенной части экрана (рекламный баннер).

Trial – платное программное обеспечение. Данный статус также присваивается компанией–разработчиком, а цена на указанный программный продукт может измеряться в тысячах долларов.

Программные продукты shareware и trial могут распространяться компанией на разных условиях, например:

1) полнофункциональная версия, работающая ограниченное время, – после оплаты все нормализируется;
2) функционально урезанная версия (demo-версия) – после оплаты все нормализуется;
3) полнофункциональная версия – не работает без оплаты вообще.

Все перечисленное выше может быть отнесено к операционным системам и является одним из важных факторов при их выборе.

3.2 Классификация по типу распространения. В рамках данной классификации выделяют открытые (свободные, Open Source, GNU) и закрытые (несвободные, проприетарные) операционные системы. Поскольку операционные системы являются одним из представителей программного обеспечения, то далее мы будем говорить в общем о свободном и несвободном программном обеспечении.

Свободными называются программы, автор (или иной обладатель имущественных авторских прав) которых опубликовал их в сопровождении так называемой «свободной лицензии», или, если следовать терминологии отечественного законодательства, публичного авторского договора, передающего приобретателю следующие права:

1) пользоваться программой для любых целей и на неограниченном количестве компьютеров или мест в сети;
2) беспрепятственно получать доступ к исходным кодам программы;
3) изготавливать (производить) неограниченное количество дополнительных ее экземпляров как для собственного пользования, так и для распространения или сдачи в прокат/аренду на тех же условиях, платно или безвозмездно (по своему выбору);
4) модифицировать ее как для собственного пользования, так и для распространения на тех же условиях.

Несвободной является программа, распространяемая на условиях, ограничивающих вышеперечисленные права приобретателя. Примером такой программы является любой представитель операционных систем Microsoft, распространяемый с лицензией EULA).

Свободные программы не следует, как это часто делают, путать с бесплатными, свободно распространяемыми программами freeware и наоборот, а также «коммерческое» – с несвободным, а «некоммерческое» – со свободным. Значительная часть (вероятно, большая) свободного кода разрабатывается в коммерческих рамках, хотя в то же время существует достаточное количество некоммерческого несвободного кода (freeware).

Таким образом, свободные программы – это программы, все услуги по разработке, модификации, сопровождению и поддержке которых продаются на свободном рынке. Рынок свободного программного обеспечения активно развивается уже в течение четверти века, и после некоторых колебаний большая часть лидеров компьютерной отрасли сегодня практически однозначно высказывается в поддержку свободного программного обеспечения.

Феномен Open Source и его частное проявление – операционная система Linux – занимают особое место в современных информационных технологиях. Open Source является своего рода философией. Изначально идея Open Source пришла из научной среды. Именно там был принят принцип открытого обмена научными идеями и наработками, а впоследствии – и программным кодом.

Бурное развитие проекта под названием «Unix» можно объяснить открытым обменом идеями и кодом. Именно поэтому в «Unix» был впервые включен стек TCP/IP, тот самый, на котором и по сей день базируются компьютерные сети, в том числе и глобальная сеть – Интернет. Позже, когда произошло закрытие ее исходных кодов, развитие Unix затормозилось.

Впервые идею о том, что программное обеспечение должно быть открытым и свободным, а иначе невозможно его развитие, сформулировал известный программист Ричард Столлман.

Именно он стал родоначальником идеи свободного программного обеспечения, инициатором юридической защиты этого программного обеспечения (лицензия GPL) и основателем компании Free Software Foundation (FSF).

В своем «Манифесте GNU», написанном еще в 1985 году, Р. Столлман в качестве основной идеи, реализация которой привела к возникновению FSF и проекта GNU, выдвигает свое неприятие права собственности на программы.

Как утверждает Р. Столлман, при переходе к свободному программному обеспечению программисты будут продолжать иметь оплачиваемую работу (хотя, видимо, будут зарабатывать несколько меньше).

Ограничение на копирование программ – это не единственный способ зарабатывать деньги. Основная идея Столлмана состоит в том, что нужно продавать не программы, а труд программиста. В частности, источником дохода может быть сопровождение программных систем или их настройка для использования на новых компьютерах, а также преподавание.

Программное обеспечение FSF является «свободным» в двух смыслах. Во-первых, любую программу можно свободно копировать и распространять. Во-вторых, наличие исходных текстов программ обеспечивает возможность свободного изучения программ, их улучшения и реализации доработанных вариантов.

Модель Open Source в том или ином виде существует давно и относится не только к программному обеспечению, но и к науке, бизнесу, образованию и т. д. Открытые стандарты, коды, научные разработки, учебные пособия – все это есть Open Source. И продукция его очень разнообразна и ценна, так как в той или иной мере, в конечном счете, все это является достоянием общества и направлено на его благосостояние и развитие.

4. Сетевой аспект лежит в основе решения вопросов, связанных с возможностью использования компьютера под управлением операционной системы в сети и определения его роли в ней. В рамках указанного аспекта операционные системы могут быть классифицированы по следующим критериям:

1) классификация по возможности работы в сети (сетевые, несетевые и с поддержкой сети);
2) классификация по функциональным особенностям работы в сети (серверные, клиентские и универсальные).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: