Понятие и назначение операционной системы. Разновидности операционных систем. Интерфейс USB 3.0

      В  отличие  от  оболочек  типа  Norton Commander,   Windows   не только

обеспечивает удобный  и наглядный интерфейс для  операций с файлами,  дисками и т.д., но и предоставляет новые  возможности для запускаемых в "родной" среде программ. Одна из основных целей разработчиков Windows – создание документированного интерфейса, резкое снижение требований к подготовке пользователя, упрощение работы. Следует также признать, что интерфейс Windows обладает массой достоинств. Предусмотрено все или почти все для удобной и безопасной работы, почти любую операцию можно выполнить

множеством способов, а продуманная система подсказок, сообщений и

предупреждений поддерживает пользователя в течение всего  сеанса работы.

      Интерфейс,  разработанный корпорацией Microsoft является одним из

лучших и стал своеобразным эталоном для подражания. В Microsoft Windows

программисту доступна вся мощь этого интерфейса -  он  избавляется  от

необходимости организовывать меню, работу с клавиатурой и мышью (достаточно воспользоваться стандартными средствами).  Интерфейс  с  пользователем Windows является полным и цельным.  В нем решены  не  только  проблемы организации меню,   но   и   все   общение   с   пользователем организовано стандартными средствами.

    Основная  идея создания Windows была высказана  главой фирмы Microsoft,

Биллом Гейтсом. Он рассматривает Windows  как электронный  письменный стол,

где должно быть все,  что  есть  на рабочем месте: книга  для записей,

блокнот, калькулятор, часы и т.д. и т.п. И точно так  же на "письменном

столе"  Windows могут одновременно вводиться в действие несколько программ.

Первая версия системы  была выпущена фирмой Microsoft в 1985 г., а сейчас

рынки  программного обеспечения во всем мире завоевывает  последняя версия -

Windows-2000.

     Не так-то просто обучиться пользоваться различными DOS-программами. В DOS нет стандартного интерфейса для прикладных программ, поэтому то, что работает в одной программе, вероятнее всего, не будет работать в другой. Для того чтобы записать файл в Windows-программе достаточно выбрать пункт Save из меню File. В программе WordPerfect for DOS для того, чтобы начать этот процесс, необходимо нажать F10. В пакете Lotus 1-2-3 - /FS. Этот список можно продолжать сколько угодно. Исследования показывают, что средний пользователь IBM-совместимого ПК регулярно используют две-три прикладные программы, пользователи же компьютеров Macintosh - почти вдвое больше. Одно из возможных объяснений такой разницы состоит в том, что благодаря подобию программных изделий для Macintosh пользователь, знакомый с одной прикладной программой, легче осваивает другие.

     Еще один "черный шар" против DOS - полное отсутствие мультизадачности. DOS предназначена для одновременного выполнения только одной программы, и попытки заставить ее работать по-другому (за исключением некоторых очень специфичных случаев) чреваты крахом системы. Даже резидентные программы (TSR), являющиеся ограниченным, но все же весьма полезным исключением из правила, осложняют дело, когда конфликтуют друг с другом или с другими элементами системы. Имеется большое количество изделий различных фирм, обеспечивающих мультизадачность или переключение задач в системах, базирующихся на DOS, но ни одна из них не может сравниться по эффективности с такой операционной системой, как OS/2, которая с самого начала была предназначена для одновременной работы нескольких программ.

   Одна из наиболее очевидных сильных сторон DOS - умеренные требования к оборудованию. Для того, чтобы работать с Windows на более или менее приемлемой скорости, необходим как минимум ПК на основе процессора 80386 с не менее чем 4Мбайт ОЗУ. Если надо DOS может вполне нормально работать с 640 Кбайт и на процессоре 8088. DOS-программы работают быстро, по большей части благодаря тому, что большинство из них использует текстовый режим дисплея. Даже графические DOS-программы, как правило, в несколько раз быстрее своих Windows-аналогов, так как над ними не довлеет GDI (Graphics Device Interface, интерфейс графического устройства, компонент Windows, который используется программами для вывода на экран). То, что один толкует как недостаток, другому кажется достоинством. Для пользователя, знакомого с командами DOS и достаточно быстро работающего на клавиатуре, командная строка - оружие, а не ловушка.

      Простота DOS позволяет делать то, что неосуществимо в более сложных операционных средах. Например, можно с помощью команды DEBUG создать очень мощные утилиты. API (application programming interface, интерфейс прикладных программ) DOS достаточно прост, и даже начинающие программисты могут научиться писать полезные программы. В то же время API Windows очень сложен и для овладения им необходимо несколько месяцев. Кроме того, создание программ для Windows требует изощренных инструментальных средств, в частности редакторов ресурсов, компиляторов и отладчиков, работающих в этой операционной системе. Не случайно, что для Windows гораздо меньше условно бесплатного и бесплатного программного обеспечения.

5. Функции ОС:

   -Управление памятью;

    -Управление доступом к устройствам ввода-вывода;

    -Управление файловой системой;

    -Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов;

    -Управление использованием ресурсов;

    -Загрузка программ в оперативную память и их выполнение;

    -Интерфейс с пользователем;

    -Межмашинное взаимодействие (сеть);

    -Защита самой системы и пользовательских данных и программ;

    -Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы. 

    Многозадачность (multitasking, multiprogramming) - свойство операционной системы и ЭВМ, при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за какой-то период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ. Наиболее распространенной многозадачной системой является Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США). 

6. Интерфейс USB 3.0

    Интерфейс USB распространился повсеместно, заменив устаревшие порты на компьютерах. Однако пропускной способности USB 2.0 перестало хватать для многих современных устройств. Новый стандарт USB 3.0 обеспечивает увеличение пропускной способности, а также даёт и другие новшества, которые мы рассмотрим в статье. Массовое появление устройств USB 3.0 ожидается к началу 2010 года.

    USB Implementers Forum финализировал спецификации стандарта USB 3.0 в конце 2008 года. Как и можно было ожидать, новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости при переходе от USB 1.1 на USB 2.0. В любом случае, 10-кратное повышение пропускной способности можно приветствовать. USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит/с. Пропускная способность почти в два раза превышает современный стандарт Serial ATA (3 Гбит/с с учётом передачи информации избыточности).

    Цифровые видеокамеры сегодня могут записывать и хранить гигабайты видеоданных. Доля HD-видеокамер увеличивается, а им требуются более ёмкие и быстрые хранилища для записи большого количества данных. Если использовать USB 2.0, то на передачу нескольких десятков гигабайт видеоданных на компьютер для монтажа потребуется значительное время. USB Implementers Forum считает, что пропускная способность останется принципиально важной, и USB 3.0 будет достаточно для всех потребительских устройств на протяжении ближайших пяти лет.

     Чтобы гарантировать надёжную передачу данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит, знакомое нам, например, по Serial ATA. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, что улучшает надёжность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

    Интерфейс USB 3.0 даёт почти в десять раз большую пропускную способность по сравнению с USB 2.0, обеспечивая теоретическую скорость 5 Гбит/с. Мы уже опубликовали отдельную статью, посвящённую SuperSpeed USB 3.0, ещё летом 2009, рассмотрели возможные ограничения производительности на некоторых платформах в марте 2010, а также опубликовали обзор оснасток USB 3.0 совсем недавно.  

      Конечно, основной целью интерфейса USB 3.0 является повышение доступной пропускной способности, однако новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, на что расходуется энергия. Напротив, у USB 3.0 есть четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в "сон". 

     Перейдём к кабелям. USB 3.0 не использует волоконную оптику, поскольку она слишком дорога для массового рынка. Поэтому перед нами старый добрый медный кабель. Однако теперь у него будет девять, а не четыре провода. Передача данных осуществляется по четырём из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме (SDP--Shielded Differential Pair). Одна пара проводов отвечает за приём информации, другая - за передачу. Принцип работы похож на Serial ATA, при этом устройства получают полную пропускную способность в обоих направлениях. Пятый провод - "земля".

       Конечно, USB 3.0 потребует новых USB-концентраторов (хабов), позволяющих подключать несколько устройств через одно физическое соединение. Концентраторы USB 3.0 будут сложнее, чем устройства класса USB 2.0, поскольку им придётся включать в себя два концентратора: первый SuperSpeed для работы USB 3.0, второй - для поддержки USB 2.0. Пользователю всё будет прозрачно, поскольку все порты будут соединяться к обоим концентраторам. Впрочем, такой подход всё же не повышает максимальное количество устройств на порт USB, которое осталось 127.

       Реализация двух таких концентраторов в одном устройстве наверняка негативно скажется на цене первого поколения хабов USB 3.0, но, как нам кажется, будущие поколения начнут использовать один унифицированный чип, который будет поддерживать стандарты обоих типов. Кроме того, нам следует отметить возможные проблемы совместимости со стандартом USB 1.1, поскольку устройства USB 3.0 не гарантируют совместимость со старым стандартом на 12 Мбит/с. Поэтому концентраторы USB 3.0 не будут работать со старыми контроллерами USB 1.1. 
 
 

Заключение