Операционные системы/Поколения компьютеров
Материал из eSyr's wiki.
Содержание |
[править] Первое поколение компьютеров
| Элементная база | электронно-вакуумные лампы |
| Временной период | конец 1940-х – начало 1950-х годов |
Пример: ENIAC (1946 год, Пенсильванский университет США).
Компьютеры первого поколения были предназначены для решения задач с ядерным оружием. Компьютер состоял из оперативной памяти, процессора, устройства печати данных на узкой ленте. Эти машины имели только однопользовательский режим работы. Программа и данные вводились в оперативную память, потом запускались. Пользователь вводил в память машины команды, результаты выполнения программы появлялись на печати. В случае ошибки машина останавливалась, на лампочках загоралась ошибка.
Средство программирования – машинный язык (машинный код). Пользователь должен был знать машинные команды и уметь программировать на машинном коде. В таких машинах аппаратные сбои происходили достаточно часто. Позднее аппаратный загрузчик упрощал ввод данных в оперативную память. Появились первые решения в области операций программирования: ассемблеры и автокоды (служебные программы, которые переводили программы с языка Ассемблер на язык машинного кода).
Что нужно запомнить о компьютерах первого поколения:
- Зарождение класса сервисных, управляющих программ
- Зарождение языков программирования
- Однопользовательский, персональный режим
[править] Второе поколение компьютеров
| Элементная база | полупроводниковые приборы: диоды и транзисторы |
| Временной период | конец 1950-х – вторая половина 1960-х годов |
Пример: БЭСМ-6 (предел развития машин второго поколения, автор математического обеспечения – Королев Л.Н).
Компьютеры второго поколения потребляли меньше электроэнергии и были более производительными: они выполняли несколько миллионов операций в секунду. Появились новые внешние устройства, усовершенствовалось программное обеспечение.
Вначале появилась возможность выполнять программы не только по одной, но и пакетами. Внутри пакета могло быть несколько программ, предназначенных для последовательного выполнения. Этот пакет мог представляться как стопка перфокарт, данные на магнитной ленте, перфоленты. Соответственно, появилась специальная управляющая программа, позволявшая координировать обработку заданий из пакета и определять момент, когда задание могло начать выполняться. В случае ошибки управление также передавалось на управляющую программу. Такую программу называли мониторной системой.
Следующий этап – появление компьютеров, в которых поддерживался мультипрограммный режим. На обработке могло находиться сразу несколько программ. Центральным процессором выполнялась одна программа, другие ожидали или занимались обменом. С появлением таких компьютеров появились операционные системы. Расширился спектр задач, для решения которых использовались компьютеры.
Появилась проблема дружественности программных объектов (интерфейсов). Командные языки (языки управления заданиями) упростили работу пользователя с системой.
Развились средства программирования, доступные для пользователя, в частности, появились языки высокого уровня. Появилась тенденция к аппаратной независимости команд языка программирования. Появилась новая задача: упростить процесс программирования посредством использования языков высокого уровня. Появились проблемно-ориентированные языки программирования.
Появились первые прообразы файловых систем. Нужно было хранить данные вне оперативной памяти. Появление файловых систем упростило процесс организации и хранения данных на внешних устройствах. Появилось понятие именованного набора данных (прообраз виртуального устройства), что дало возможность абстракции пользователя от внешних устройств.
Что нужно запомнить о компьютерах второго поколения:
- Пакетная обработка заданий
- Мультипрограммирование
- Языки управления заданиями
- Файловые системы
- Виртуальные устройства
- Операционные системы
[править] Третье поколение – компьютеры на интегральных схемах
| Элементная база | интегральные схемы малой и средней интеграции |
| Временной период | конец 1960-х – начало 1970-х годов |
Примеры: IBM 360 (32-разрядная машина для бизнес-приложений), PDP 11 (небольшая 16-разрядная машина для малых бизнес-приложений и лабораторий).
Компьютеры третьего поколения потребляли меньше электроэнергии и былы более компактными. Основная их особенность – унификация программных и аппаратных узлов и устройств. Появились семейства компьютеров. Семейство ЭВМ - это серия, состоящая из компьютеров разной комплектации, производительности и стоимости, но объединенная требованием программной преемственности снизу вверх. Появилась возможность аппаратной модификации компьютеров, а также унификация программных интерфейсов. Появление семейств компьютеров создало возможность увеличения сроков жизни программных систем (раньше для каждой новой модели компьютера программное обеспечение переписывалось, теперь же все программы, написанные для младших моделей семейства, работали и на старших).
В операционной системе появились драйверы устройств. Появились правила разработки драйверов, а также внесения в систему новых драйверов. Развитие получили концепции виртуальных устройств, управляющие программы которых имели унифицированный интерфейс.
Что нужно запомнить о компьютерах третьего поколения:
- Аппаратная унификация узлов и устройств
- Создание семейств компьютеров
- Унификация компонентов программного обеспечения
[править] Компьютеры четвертого поколения и далее
| Элементная база | большие и сверхбольшие интегральные схемы |
| Временной период | начало 1970-х – настоящее время |
Появились стандарты аппаратных интерфейсов.
Появились персональные компьютеры, а также встраиваемые системы (компьютеры, встраиваемые в бытовое и технологическое оборудование).
Произошла революция в области программного обеспечения, и , в частности, в области операционных систем:
- Появилась ОС Unix. При создании Unix был разработан и включен в нее язык C, что дало возможность создание переносимого программного обеспечения; позднее, большая часть ядра Unix была переписана на C, что сделало переносимой и саму Unix.
- Были разработаны персональные ОС, предназначенные для работы непрофессиональных пользователей с компьютером.
- Операционные системы развивались и унифицировались, происходила дальнейшая стандартизация программных интерфейсов и увеличение их "дружественности".
Получили развитие сетевые технологии, появились открытые сетевые технологии. Был создан Интернет. Появились принципиально новые задачи, связанные с безопасностью хранения и передачи данных.
Что нужно запомнить о компьютерах четвертого поколения:
- «Дружественность» пользовательских интерфейсов
- Сетевые технологии
- Безопасность хранения и передачи данных
