Sistema informático de telefonía fija
1. Software y sistema operativo
Las computadoras potentes han jugado un papel cada vez más importante desde que entraron en la vida humana. Con el desarrollo de los tiempos, las computadoras se han vuelto estrechamente relacionadas con la vida de las personas. La vida cotidiana está estrechamente relacionada. Hay que decir que el rápido desarrollo de los programas informáticos ha desempeñado un papel fundamental en ello. Se puede decir que sin software, la computadora se convierte en chatarra.
El software informático se puede dividir a grandes rasgos en dos categorías: software de sistema y software de aplicación.
El software del sistema se utiliza para gestionar los recursos informáticos y proporcionar una plataforma unificada para el software de aplicación.
El software de aplicación implementa las funciones requeridas por los usuarios basándose en el software del sistema.
El sistema operativo (sistema operativo, os para abreviar) es el software del sistema más básico. Controla todos los recursos de la computadora y proporciona la base para el desarrollo de aplicaciones.
2. El motivo del nacimiento del sistema operativo
Las computadoras están compuestas por muchos dispositivos como CPU, memoria, disco, tarjeta gráfica, tarjeta de sonido, etc., y ahí Hay muchos fabricantes y tipos de estos dispositivos. Dispositivos similares de diferentes fabricantes realizan funciones similares, pero existen grandes diferencias en detalles específicos.
Para poder gestionar y utilizar correctamente estos dispositivos para implementar aplicaciones específicas, los programadores deben comprender y dominar los principios de funcionamiento de varios dispositivos. Para el mismo dispositivo, las diferencias en los detalles de implementación de diferentes proveedores de hardware llevarán a los programadores al abismo del complejo control del hardware.
¡Debemos encontrar una manera de liberar a los programadores de este dolor! Después de años de investigación y desarrollo, finalmente hemos logrado este objetivo. La solución es cargar una capa de software encima del hardware para gestionar todo el sistema. Este software maneja el hardware de la computadora a través de controladores de dispositivos y abstrae todo el sistema de hardware de la computadora en una interfaz común, integral, unificada y abierta: una máquina virtual a través de una serie de módulos funcionales, para que los programadores ya no tengan que luchar con detalles específicos. ¡Varios sistemas de hardware!
Esta capa de software es el sistema operativo.
3. ¿Qué es un sistema operativo?
El sistema operativo es un enorme sistema de software con funciones complejas y un sistema enorme. Visto desde diferentes ángulos, los resultados también son diferentes. Se puede decir que "visto de lado, parece una cresta y el lado parece un pico. Analicémoslo desde los dos ángulos más típicos".
1. Desde la perspectiva de un programador
Como se mencionó anteriormente, sin un sistema operativo, los programadores tendrían que verse atrapados en complejos detalles de implementación de hardware al desarrollar software. Los programadores no quieren involucrarse en este territorio aterrador y gastar mucha energía en esta tarea repetitiva y poco creativa impide que los programadores se concentren en trabajos de programación más creativos. Lo que los programadores necesitan es un dispositivo simple y muy abstracto con el que puedan trabajar.
Por supuesto, lo que separa los detalles del hardware del programador es el sistema operativo.
Desde esta perspectiva, la función del sistema operativo es proporcionar al usuario una máquina extendida equivalente, también conocida como máquina virtual, que es más fácil de programar que el hardware subyacente.
2. Desde la perspectiva del usuario Por otro lado, los sistemas operativos se utilizan para gestionar varias partes de un sistema complejo.
El sistema operativo es responsable de controlar la distribución ordenada de la CPU, la memoria y otros dispositivos de interfaz de E/S entre los programas competidores.
Por ejemplo, supongamos que tres programas que se ejecutan en una computadora intentan generar resultados de cálculo simultáneamente en la misma impresora. Entonces, las primeras líneas podrían ser el resultado del programa 1, las siguientes líneas podrían ser el resultado del programa 2, luego el resultado del programa 3, y así sucesivamente. El resultado final será un desastre. El sistema operativo puede evitar esta confusión enviando la copia impresa a un búfer en el disco. Al final del programa, el sistema operativo puede enviar el archivo almacenado temporalmente en el disco a la impresora para su salida.
Desde esta perspectiva, el sistema operativo es el gestor de recursos del sistema.
4. La Historia del Desarrollo de los Sistemas Operativos
A continuación, repasamos la historia del desarrollo de los sistemas operativos basándonos en la historia del desarrollo informático.
1. La primera generación de ordenadores (1945-1955): tubos de vacío y placas enchufables
A mediados de los años 40, algunas personas de la Universidad de Harvard, el Instituto de Estudios Avanzados Estudio en Princeton y la Universidad de Pensilvania La primera computadora electrónica del mundo se construyó utilizando decenas de miles de tubos de vacío.
Comenzó la historia del desarrollo informático. Las máquinas de esta época requerían de un equipo dedicado a diseñar, fabricar, programar, operar y mantener cada máquina. La programación se realiza en lenguaje de máquina y las funciones básicas se controlan mediante conexiones cableadas en una placa enchufable.
Este período se encontraba en la etapa inicial del desarrollo informático. ¡Incluso los lenguajes de programación aún no habían aparecido y los sistemas operativos eran inauditos!
2. Computadoras de segunda generación (1955-1965): transistores y sistemas por lotes
Durante este período, las computadoras se volvieron cada vez más confiables, saliendo de las instituciones de investigación hacia aplicaciones comerciales. áreas. Sin embargo, las computadoras durante este período realizaban principalmente diversos cálculos científicos, requiriendo operadores especializados para el mantenimiento, y cada tarea informática requería programación.
Las computadoras de segunda generación se utilizaron principalmente para cálculos científicos y de ingeniería. Los programas están escritos en FORTRAN y lenguaje ensamblador. Posteriormente aparecieron los prototipos del sistema operativo: FMS (FORTRAN Monitoring System) e IBMSYS (sistema operativo de IBM para 7094 máquinas)
3 La tercera generación de ordenadores (1965-1980): chips y circuitos integrados. programas multicanal
A principios de la década de 1960, los fabricantes de computadoras dividieron las computadoras en dos series basadas en diferentes aplicaciones, una para computación científica y otra para computación comercial. Uno para informática científica y otro para aplicaciones comerciales.
Con el desarrollo de las aplicaciones informáticas, la gente empezó a necesitar un ordenador que pudiera unificar las dos aplicaciones. En ese momento, IBM lanzó el sistema System/360 para intentar solucionar este problema.
Con este plan en mente, IBM organizó el desarrollo del sistema operativo OS/360. Sin embargo, la complejidad de los requisitos y el bajo nivel de ingeniería de software de la época hicieron que el desarrollo de OS/360 se retrasara. Caer en la crisis más terrible de la historia. El "atolladero del desarrollo de software" dio origen a la teoría del fracaso más famosa: "El misterioso hombre luna". El Misterioso Hombre-Luna
Aunque el plan de desarrollo fracasó, el deseo se convirtió en un objetivo para los fabricantes de ordenadores.
En ese momento, el MIT, Bell Labs y General Electric decidieron desarrollar un "sistema de servicio informático público" ---- MULTICS Esperaban que esta máquina pudiera soportar a cientos de usuarios de tiempo compartido al mismo tiempo. tiempo. Resultó que el proyecto fue más difícil de desarrollar de lo que todos esperaban y el sistema finalmente falló. Sin embargo, las ideas de MULTICS sirvieron de inspiración para sistemas operativos posteriores.
En la década de 1960, Ken Thompson, un científico informático de Bell Labs que participó en el desarrollo de MULTICS, desarrolló una versión simplificada para un solo usuario de MULTICS en una máquina PDP-7 inactiva. Sistema operativo UNIX más tarde.
El sistema operativo UNIX domina actualmente los mercados de minicomputadoras, estaciones de trabajo y otros. También es uno de los sistemas operativos más influyentes hasta la fecha. Linux es un derivado del sistema UNIX.
4. La cuarta generación de ordenadores (1980 al presente): ordenador personal
Con la continua actualización y desarrollo de la tecnología informática, los ordenadores han irrumpido mágicamente en la vida de las personas Ahora son personas poderosas. Las computadoras se pueden comprar a precios bajos.
Cuando el precio ya no sea un obstáculo para la popularidad de las computadoras, ¡es particularmente importante reducir la facilidad de uso de las computadoras! Las características inherentes de los sistemas UNIX los hacían menos adecuados para ejecutarse en computadoras personales, por lo que se necesitaba un nuevo sistema operativo.
Durante este período histórico crítico, IBM subestimó el mercado de las computadoras personales y no utilizó su mayor fortaleza para competir en este mercado. En este momento, Intel aprovechó la oportunidad para ingresar y convertirse en líder en microprocesadores. Al mismo tiempo, el presidente de Microsoft, Bill Gates, que sabía aprovechar las oportunidades, también entró en este campo en el momento adecuado. Utilizó el CP/M adquirido para convertirlo en MS-DOS y dominó este campo con su ordenador personal en funcionamiento. sistema.
Aunque Apple tomó la delantera en la interfaz gráfica de usuario, no pudo ampliar sus resultados debido a la estrategia de mercado incompatible y no abierta de Apple. En este momento, Microsoft ingresó al campo de la interfaz gráfica de usuario en el momento adecuado. y confió en el sistema WINDOWS. ¡Conviértete en el señor supremo otra vez!
V. Composición del sistema operativo
De forma general, el sistema operativo consta de las siguientes partes:
1) Subsistema de programación de procesos:
El subsistema de programación de procesos determina qué proceso utiliza la CPU y programa y gestiona el proceso.
2) Subsistema de comunicación entre procesos:
Responsable de la comunicación entre procesos individuales.
3) Subsistema de gestión de memoria:
Encargado de gestionar la memoria del ordenador.
4) Subsistema de gestión de dispositivos:
Encargado de gestionar diversos periféricos del ordenador, compuestos principalmente por controladores de dispositivos.
5) Subsistema de archivos:
¡Responsable de administrar varios archivos y directorios en el disco!
6) Subsistema de red:
Responsable de manejar diversas cosas relacionadas con la red.
6. Diseño estructural de sistemas operativos
Existen muchos métodos de implementación e ideas de diseño para sistemas operativos. A continuación se presenta una breve introducción a los tres más representativos.
1. Diseño de estructura de sistema monolítico
Este es el método de organización del sistema más utilizado, que a menudo se denomina "mezcolanza". También se puede decir que la estructura del sistema monolítico. es "sin estructura" "de.
En esta estructura, cuando los desarrolladores crean el programa del sistema operativo de destino final, primero compilan múltiples programas independientes o archivos que contienen programas y luego usan el vinculador para vincularlos a un programa de destino.
El sistema operativo Linux está diseñado con una arquitectura de sistema monolítica. Sin embargo, agrega algunos métodos, como la carga dinámica de módulos, para mejorar la flexibilidad general y compensar las deficiencias del diseño general de la arquitectura del sistema.
2. Diseño de arquitectura de sistema en capas
¡Este método consiste en superponer estrictamente el sistema en capas para que todo el sistema sea claramente estratificado y progresivo! ¡Este sistema tiene un fuerte color académico! De hecho, no hay muchos sistemas operativos diseñados completamente según esta estructura y sus aplicaciones no están muy extendidas.
Solo se puede decir que el diseño del sistema operativo actual busca un equilibrio entre el diseño de la estructura general del sistema y el diseño de la estructura jerárquica del sistema.
3. Diseño de la estructura del sistema Microkernel
El diseño de la estructura del sistema Microkernel es un nuevo concepto de diseño que ha surgido en los últimos años. Los sistemas operativos más representativos son Mach y QNX.
Sistema microkernel, como su nombre indica, ¡el núcleo del sistema es muy pequeño! Por ejemplo, el microkernel de QNX solo es responsable de:
¨ Comunicación entre procesos
¨ Comunicación de red de bajo nivel
¨ Programación de procesos
¨ 1 Procesamiento de interrupciones de nivel
VII. Comparación lado a lado de sistemas operativos
Muchos sistemas operativos han aparecido en la historia de las computadoras Más tarde, muchos sistemas operativos fueron despiadados. eliminados, dejando sólo unos pocos que han resistido Un sistema operativo que ha resistido la prueba del mercado. Los restantes han resistido la prueba del mercado:
1. Sistema operativo de escritorio:
1) MSDOS: el primer sistema operativo en las PC de la serie Intel x86, un producto de Microsoft. Alguna vez dominó todo el campo, pero ahora ha sido reemplazado gradualmente por su hermano, la serie WINDOWS 9x, y ya no se ve excepto en algunas máquinas de gama baja.
2) Windows 9x: El producto de Microsoft, desarrollado a partir de Windows 3.x, es ahora el principal sistema operativo en los PC de la serie Intel x86 y es también el sistema operativo con mayor base instalada en ordenadores personales. Está dirigido a usuarios personales y de escritorio.
3) Mac OS: Propiedad de Apple, tiene una interfaz amigable y un excelente rendimiento, pero su desarrollo es limitado porque sólo puede ejecutarse en computadoras de la propia Apple. Sin embargo, Apple Computer sigue sobreviviendo bien gracias a su posicionamiento único en el mercado.
[1]4) Linux: Linux es el nombre de un sistema operativo de computadora y su núcleo. También es el ejemplo más conocido de software libre y desarrollo de código abierto.
Estrictamente hablando, Linux en sí solo se refiere al kernel de Linux, pero en la práctica, las personas están acostumbradas a usar Linux para describir varias herramientas y bases de datos basadas en el kernel de Linux y usando el proyecto GNU (también conocido como GNU /Linux) de todo el sistema operativo. El software de Linux basado en estos componentes se denomina distribución de Linux. En términos generales, los paquetes de distribución de Linux contienen una gran cantidad de software, como herramientas de desarrollo de software, bases de datos, servidores web (como Apache), X Window, entornos de escritorio (como GNOME y KDE), suites ofimáticas (como OpenOffice.org). ), etc.
2. Sistema operativo de servidor:
1) Serie UNIX: Se puede decir que UNIX tiene una larga historia y es un sistema operativo verdaderamente robusto, práctico y potente. La gran cantidad de fabricantes en esta base han desarrollado versiones UNIX con diferentes características, por lo que afecta al conjunto. En el extranjero, se puede decir que el sistema UNIX es único y se utiliza ampliamente en campos clave como la investigación científica, las escuelas y las finanzas. Sin embargo, debido al desarrollo relativamente atrasado de las computadoras en nuestro país, el nivel de aplicación de los sistemas UNIX está por detrás del de los países extranjeros.
2) Serie Windows NT: los productos de Microsoft utilizan las ventajas de la interfaz de usuario amigable de Windows para ingresar al mercado de sistemas operativos para servidores. Sin embargo, su rendimiento general, eficiencia y estabilidad están muy por detrás de UNIX, por lo que actualmente se utiliza principalmente en mercados pequeños y medianos.
3) Serie Novell Netware: productos Novell, que son extremadamente adecuados para redes pequeñas y medianas. Son famosos por su alta participación de mercado en la industria de valores de mi país. Las características de sus productos son distintivas. sigue siendo un árbol de hoja perenne en el software del sistema de servidor.
System xìtǒng [Sistema]: cosas similares según una determinada relación.