Современные операционные системы

Современные операционные системы
Что такое операционная система / Аппаратные средства защиты

Аппаратные средства защиты




На ранних универсальных машинах вроде IBM 7090/7094 аппаратные средства защиты отсутствовали, поэтому в процессе работы эти машины могли выполнять лишь одну программу, которая при наличии ошибок могла затереть операционную систему и вывести из строя всю машину. С появлением IBM 360 стали доступны примитивные формы аппаратных средств защиты, поэтому данные машины могли содержать в памяти несколько программ одновременно, позволяя им работать по очереди (в режиме многозадачности). Однозадачная работа была объявлена устаревшей.

Но лишь до тех пор, пока не появились первые мини-компьютеры, не имевшие аппаратных средств защиты, на которых реализация многозадачности не представлялась возможной. Хотя на PDP-1 и PDP-8 не имелось аппаратной защиты, со временем она появилась на PDP-11, и это обстоятельство привело к работе в многозадачном режиме и, в конечном счете, к появлению UNIX.

Когда были созданы первые микрокомпьютеры, на них использовался микропроцессор Intel 8080, не имевший аппаратной защиты, поэтому пришлось снова вернуться к однозадачному режиму работы. Это продолжалось вплоть до появления микропроцессора Intel 80286, к которому были добавлены аппаратные средства защиты, и вновь появилась возможность работать в многозадачном режиме. До сих пор многие встроенные системы не имеют аппаратных средств защиты и в процессе своей работы выполняют только одну программу.

Теперь взглянем на операционные системы. Первые универсальные машины изначально не имели ни аппаратных средств защиты, ни поддержки многозадачности, поэтому на них работали простые операционные системы, которые в процессе своей работы обслуживали по одной загружаемой вручную программе. Позже они обрели соответствующее оборудование, и операционная система поддерживала одновременное обслуживание нескольких программ, а затем и предоставляла полноценные возможности работы в режиме разделения времени.

Когда появились первые мини-компьютеры, у них также не было аппаратных средств защиты и они в процессе работы выполняли по одной загружаемой вручную программе, хотя многозадачность в ту пору уже получила широкое развитие на универсальных машинах. Постепенно они обзавелись аппаратными средствами защиты и возможностью одновременного запуска двух и более программ. Первые микрокомпьютеры также могли в процессе своей работы запускать только одну программу, но позже и они обрели возможность работы в многозадачном режиме. КПК и смарт-карты движутся по тому же пути.

Во всех случаях развитие программного обеспечения было продиктовано технологическими возможностями. Например, первые микрокомпьютеры имели что-то около 4 Кбайт оперативной памяти и не имели аппаратных средств защиты. Языки высокого уровня и многозадачность были не под силу столь скромным системам. В процессе своего развития микрокомпьютеры превратились в современные персональные компьютеры и приобрели все аппаратное, а затем и программное обеспечение, чтобы справляться с более серьезными функциональными задачами. Похоже, что этому развитию уготованы еще долгие годы. Это колесо реинкарнации может коснуться и других областей, но похоже, что в компьютерной индустрии оно вращается намного быстрее, чем где-либо еще. Глазированный лосось с мисо



Полное описание: Аппаратные средства защиты




С этим описанием рассматриваются следующие темы:


Большие объемы памяти
У первых универсальных машин был ограниченный объем памяти. В полной конфигурации машины IBM 7090 или 7094, доминировавшие на рынке с конца 1959 и до 1964 года, имели память объемом всего лишь в 128 Кбайт. Разработка программ для них велась в основном на ассемблере, и операционная система также была написана на ассемблере, чтобы сэкономить драгоценную по тем временам память. Со временем компиляторы для таких языков, как FORTRAN и COBOL, стали настолько качественными, что ассемблер был объявлен у ... Читать

Онтогенез повторяет филогенез
После того как была опубликована книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов», немецкий зоолог Эрнст Хэккель (Ernst Haeckel) сформулировал правило: «Онтогенез повторяет филогенез». Сказав это, он имел в виду, что развитие зародыша (онтогенез) повторяет эволюцию видов (филогенез). Другими словами, человеческая яйцеклетка с момента оплодотворения до того, как стать ребенком, проходит через состояния рыбы, свиньи и т. д. Современные биологи считают такую модель очень сильно и грубо упрощенной, но вс ... Читать

Виртуальная память
Виртуальная память (которая будет рассмотрена в главе 3) позволяет запускать программы, размер которых превышает объем установленной на машине физической памяти, за счет перемещения фрагментов адресного пространства между оперативной памятью и диском. Она прошла похожий путь развития, появившись впервые на универсальных машинах, затем переместившись на мини- и микрокомпьютеры. Виртуальная память также позволяла программам во время работы динамически компоноваться с библиотеками, вместо того чтоб ... Читать

Виртуальные машины
Первые выпуски OS/360 были системами исключительно пакетной обработки. Но многие пользователи машин IBM/360 хотели получить возможность интерактивной работы с использованием терминала, поэтому различные группы разработчиков как в самой корпорации IBM, так и за ее пределами решили написать для этой машины системы с разделением времени. Позже была выпущена официальная система разделения времени — TSS/360, и когда она наконец-то дошла до потребителей, то была настолько громоздкой и медлительной, чт ... Читать

Запуск нескольких программ без абстракций памяти
Тем не менее даже в отсутствие абстракций памяти одновременный запуск нескольких программ вполне возможен. Для этого операционная система должна сохранить все содержимое памяти в файле на диске, а затем загрузить и запустить следующую программу. Поскольку одновременно в памяти присутствует только одна программа, конфликтов не возникает. Эта концепция называется заменой данных (или свопингом) и будет рассмотрена чуть позже.