Современные операционные системы

Общая характеристика

Современные операционные системы можно разделить на две большие группы:

• универсальные операционные системы, в том числе ОС для встроенных систем, для серверов и ПК пользователей;
• системы реального времени.

Основное отличие этих систем — требование к скорости отклика системы на поступающие данные.

Наиболее требовательные системы — это системы реального времени. При этом наибольшее внимание к требованиям к данному виду операционных систем является минимальный отклик на поступающую информацию. Такие системы как правило занимаются управлением сложных технических устройств и призваны обеспечить их функционирование в любых условиях. Наиболее перспективное направление для современных ОС данного типа — автопилоты в автомобилях, автоматические аппараты для исследования луны, Марса и др.

Все остальные системы ориентированы на наиболее эффективное распределение аппаратных средств между пользователями системы. При этом пользователи системы могут быть как непосредственно те, кто используют ресурсы с использованием устройств ввода-вывода на аппаратном обеспечении, так и те, кто используют ресурсы с использованием локальных и глобальных сетей.

Рассмотрим ОС, которые наиболее широко используются. Системы реального времени применяются только в узкоспециализированных отраслях. Всё остальное пространство занимает второй вид систем.

Чаще всего операционные системы разделяют на Unix-подобные и другие операционные системы. Unix-подобные операционные системы сложились под влиянием операционной системы Unix компании Bell Labs. Они используют базовые принципы, которые были заложены в Unix, но при этом не использую её исходных кодов. Наиболее известными системами являются системы семейства Linux, BSD и MacOS.

Не Unix-подобные системы развивались по своему пути. Среди этих систем можно выделить OS/2, MS-DOS, Windows. Однако, из современных ОС, которые часто используются, можно выделить только Windows. При этом FreeDOS, Haiku, ReactOS занимают свою определённую небольшую нишу, но не очень популярны.

ОС Microsoft Windows

Разработкой системы занимается компания Microsoft.

Первые версии операционной системы являлись графической надстройкой над ОС MS-DOS (до версии 3.11 включительно). В процессорах серии 386 появился защищённый режим работы, который значительно отличался от обычного режима работы процессора. Он обеспечивал многозадачность. Первой версией Windows, которая поддерживала переключение в защищённый режим стала Windows 95. При этом загрузка системы всё ещё происходила под управлением MS-DOS. Компанией Microsoft было создано несколько версий системы, которые используют ту же модель взаимодействия операционной системы с процессором: Windows 98, Millenium. Особенностью всех этих систем являлось то, что если одна из программ начинала работать некорректно или зависала, то это сказывалось на работе всей операционной системы.

Из-за выше указанных недостатков компания Microsoft приступает к разработке нового ядра системы. В качестве базы используются наработки системы OS/2. Новое ядро системы обозначают как NT — New Technology (Новая Технология). На базе этого ядра разрабатываются первые серверные операционные системы Microsof: Windows NT 3.1. На базе этого ядра развиваются и современные операционные системы фирмы Microsoft.

Большинство версий Windows заканчивают свой жизненный цикл и поддержка их разработчиком заканчивается. При этом, как правило, серверные операционные системы Windows на том же самом ядре имеют более долгий срок поддержки.

Из всего списка ОС для пользовательских ПК из устаревших версий имеют расширенную поддержку только Windows 7 и Windows 8.1. Процесс обновления с Windows 8 до Windows 8.1 представляет собой процесс, аналогичный тому, как старые версии системы обновлялись при установке так называемых Service Pack. При этом в расширенную поддержку входят только обновления, которые позволяют обеспечить защиту системы от уязвимостей. Никаких новых возможностей в эти системы не вносятся. Сроки расширенной поддержки составляют:

• Windows 7 — 14 января 2020 г.;
• Windows 8.1 — 10 января 2023 г.

Из серверных операционных систем срок поддержки версий Windows Server 2008 заканчивается 14 января 2020 г. Срок поддержки Windows Server 2012 R2 продлён до 2027 г.

Таким образом, если в вашей компании используются устаревшие версии Windows, то стоит задуматься об их обновлении. Для новых ПК необходимо приобретать лицензию для Windows 10. Для серверных ОС процесс обновления можно продлить до 2020 или 2027 года. При приобретении новых лицензий лучше использовать наиболее актуальные версии ОС. При этом необходимо учитывать требования устанавливаемого серверного ПО к версии ОС.

Кроме версий операционных систем для серверов и для ПК компания осуществляла разработку систем и для мобильных устройств, однако, по заявлениям компании 10 декабря 2019 года выйдут последние патчи и обновления безопасности для Windows 10 Mobile. При этом Microsoft полностью отказывается от дальнейшей разработки и поддержки мобильной операционной системы.

ОС семейства GNU/Linux

На самом деле Linux не является операционной системой в полном смысле этого слова. Linux — это лишь ядро системы. Все прикладные возможности обеспечиваются с использованием пакета программ GNU. Этому правильно называть всё семейство операционных систем — GNU/Linux. Одной из популярных систем, которые также используют ядро Linux является Android. При этом не используется окружение GNU.

Семейство операционных систем характеризуется открытым исходным кодом. Все наработки проекта GNU и ядра Linux поставляются с открытым исходным кодом. Благодаря этому было создано множество дистрибутивов данной ОС. Наиболее известные:

• Debian;
• Ubuntu;
• Mint;
• Red Hat;
• CentOS;
• Fedora;
• Archlinux;
• Gentoo.

В основном, эти дистрибутивы отличаются системой установки программного обеспечения. Из них можно выделить два наиболее популярных:

• rpm (Red Hat, CentOS, Fedora, ГосЛинукс);
• deb (Debinan, Ubuntu, Эльбрус).

Остальные системы, как правило, используют свои системы, в том числе и с использованием сборки исходного кода, как например, Gentoo.

Кроме этого, ядро операционной системы используется в новейшей отечественной разработке ОС Эльбрус, которая будет использоваться с платформой, основанной на отечественных процессорах Эльбрус. В ядро системы внесено множество изменений для адаптации с работе с данным процессором. Кроме этого, сравнительно недавно, на сайте АО «МЦСТ» стали доступны дистрибутивы ОС для процессоров архитектур x86 и x86_64.

Отличительной особенностью серверных операционных систем является их низкая требовательность к ресурсам. ОС при своей работе не требует ни графических ускорителей, ни даже графического интерфейса. Современные серверные версии ОС позволяют применить её в качестве гипервизора для запуска своих копий в изолированных окружениях, таким образом обеспечить защиту системы от взлома. Взломанный сервис находится в своём изолированном окружении и ему недоступны данные других сервисов, которые работают на данном аппаратном обеспечении.

ОС семейства BSD

ОС, основанные на BSD ядре были наиболее популярны в 2000 годах, но и в настоящее время очень часто применяются. Они основаны на ядре, которое было разработано в университете Беркли. Основное отличие от систем на базе ядра Linux — это непосредственно другой код и другой тип лицензии. Код лицензии более благосклонен к корпорациям, которые используют чужие наработки, так как не обязывает открывать исходный под производных продуктов.

Наиболее популярные дистрибутивы, на сегодняшний день:

• FreeBSD;
• NetBSD;
• OpenBSD.

ОС для мобильных устройств

Изначально ОС мобильных устройств ориентировались на низкую их производительность. Но, постепенно, производительность мобильных устройств стала возрастать. Одной из первых попыток производителей обеспечить работу их ПО на мобильных устройствах был Microsoft с Windows CE. Однако большую популярность устройства так и не получили.

Наиболее важным толчком стало появление смартфона от фирмы Apple — iPhone. В конструкции смартфона впервые были применены технологии, которые позволяли без дискомфорта использовать сенсорный экран. На их устройстве применялась собственная операционная система, которая базировалась на ОС, применяемой в ПК и ноутбуках этой фирмы, которая, в свою очередь, основана на BSD ядре.

Ранее были популярные модели с сенсорным экраном, например, Nokia 5800. Но там использовалась ОС Symbian, которая не была адаптирована для подобных экранов. Со временем разработчик, фирма Nokia, проиграла в борьбе и полностью ушла с рынка мобильных устройств.

Позднее к производству смартфоном подключилась корпорация Google. В отличие от Apple, она не имела своих производственных мощностей, поэтому принялась за разработку своей ОС на базе ядра Linux. Сейчас эта операционная система носит название Android.

В настоящее время наиболее популярными системами для мобильных устройств являются Android и iOS.