НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

DIRECTIONS OF OPERATING SYSTEMS DEVELOPMENT

Ekaterina Pigareva

student, Department of Applied Mathematics and Informatics, Siberian State Industrial University,

Russia, Novokuznetsk

Oksana Kharenko

student, Department of Applied Mathematics and Informatics, Siberian State Industrial University,

Russia, Novokuznetsk

Irina Gorlanova

student, Department of Applied Mathematics and Informatics, Siberian State Industrial University,

Russia, Novokuznetsk

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены различные направления улучшений и перспективы развития операционных систем.

ABSTRACT

This article discusses various areas of improvement and prospects for the development of operating systems.

Ключевые слова: операционные системы, программирование, вычислительные машины, технологии.

Keywords: operating systems, programming, computers, technologies.

Операционные системы (ОС) сильно изменились по сравнению с теми, которые были в 1960-х годах прошлого века, когда они впервые появились. Были внесены изменения в оболочку, преобразован способ программирования, функциональность и возможность использования в промышленных системах управления. Но что осталось неизменным, так это то, что операционная система, как и прежде, является неотъемлемой частью компьютеров и вычислительных машин и их систем.

Операционная система – это большое программное обеспечение, состоящее из множества различных приложений и процессов. Над разработкой новой системы работает целая команда экспертов, уделяя этому много времени и сил. Это неудивительно, ведь ОС – это огромный инженерный проект, во многом сопоставимый со строительством космических станций и авианосцев. Во многих случаях огромные блоки программного кода не являются отдельными блоками и не всегда могут взаимодействовать с другими блоками информации, что усложняет задачи, стоящие перед разработчиками [1].

В результате исследования различных новейших операционных систем основными направлениями развития ОС являются следующие:

1. Графические оболочки. Все современные операционные системы имеют графический пользовательский интерфейс. Стоит отметить, что графические оболочки всех операционных систем примерно одинаковы по функциональности и похожи друг на друга. Из-за этого пользователю порой сложно определить, в какой именно операционной системе он работает. С одной стороны, это сходство полезно для конечных пользователей, поскольку облегчает изучение рабочей среды. Но, с другой стороны, использование только лишь графической оболочки является недостатком для системных программистов, поскольку это снижает уровень их подготовки.

Основные возможности, предоставляемые графическими оболочками ОС:

• Удобный графический интерфейс пользователя.
• Возможность выполнять настройки системы с помощью графического интерфейса. Особо следует отметить графическую оболочку ОС Linux.
• Поддержка новых тенденций в разработке интерфейсов, таких как мультитач, планшетные ПК и др.
• Унификация графической оболочки для различных операционных систем. В различных операционных системах используются графические оболочки CDE, KDE и GNOME.

2. Поддержка новых сетевых и Web-технологий. На данный момент сеть Интернет активно развивается, появляются новые стандарты и протоколы - IPv6, HTML5 для облачных вычислений и другие. Задача современных операционных систем – поддерживать все новые сетевые технологии [2].
3. Развитие беспроводных сетей. Развитие высокопроизводительных беспроводных сетей отражается на развитии операционных систем. Они охватывают следующие передовые сетевые технологии:

• WiMAX – это технология связи, разработанная для обеспечения универсальной беспроводной связи на большом расстоянии для множества устройств. Максимальная производительность до 1 Гбит/с. WiMAX основан на технологии Wi-Fi, но отличается своим дальнодействием.
• 3G – технологии мобильной связи 3 поколения с быстродействием до 14 МБит/с.
• 4G – поколение мобильной связи с повышенными требованиями. К нему относятся перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с – подвижным и 1 Гбит/с — стационарным абонентам, это позволяет обеспечить высокое качество голосовой связи.

Так же на сегодняшний день для выхода в Интернет используют цифровые телевизионные каналы, это осуществляется с помощью специальных устройств set-top boxes.

4. Повышенное внимание к механизмам безопасности. Все современные операционные системы уделяют пристальное внимание безопасности. Это отражается в том факте, что, например, когда браузер загружает веб-страницу, он анализирует фишинг. Для загрузки и установки программы из Интернета требуется явное согласие пользователя. Такое внимание к безопасности в первую очередь связано с инициативой Microsoft в области надежных вычислений, о чем было объявлено в 2002 году из-за роста киберпреступности. [3].
5. Поддержка многопоточных и многоядерных процессоров. Сегодня многоядерные процессоры настолько распространены, что все современные операционные системы имеют библиотеки программ, поддерживающих эту аппаратную функцию. Благодаря многоядерной архитектуре стало возможным параллельное выполнение потоков.
6. Поддержка распределенных и параллельных вычислений. Современные операционные системы имеют библиотеки высокого уровня, которые позволяют разрабатывать параллельные алгоритмы для решения проблем с использованием аппаратных функций. Они поддерживают следующие ключевые представления, стандарты и инструменты:

• OpenMP – механизм написания параллельных программ для систем с общей памятью.
• MPI (Message Passing Interface) – программный интерфейс, необходимый для параллельного выполнения программ, взаимодействующих с помощью передачи сообщений.

7. Виртуализация ресурсов и оборудования. Современные операционные системы включают инструменты виртуализации. Процесс виртуализации имеет характеристики реального компьютера за счет запуска специального программного обеспечения под операционной системой, называемой хостом (Host-ОС), и представляет собой виртуальную машину (Virtual Machine), на которой работают различные гостевые операционные системы (Guest OS). Виртуализация полезна, потому что ресурсы относительно быстро распределяются между операционными системами.
8. Развитие файловой системы. Это направление необходимо для защиты информации и значительного увеличения размера файла. Мультимедийная информация обрабатывается таким образом, что старая файловая система не может поддерживать мультимедийные файлы для хранения. Например, максимальный размер файла 4 ГБ системы FAT может быть легко превышен при передаче на компьютер цифровой видеозаписи длительностью от 10 до 15 минут. В результате были разработаны новые файловые системы для работы с очень большими файлами, например, ZFS в ОС Solaris.
9. Поддержка облачных вычислений – это новое направление в развитии ОС, его основоположником является "облачная" ОС Windows Azure фирмы Microsoft [4].

Таким образом, операционные системы – это перспективное, активно развивающееся направление. Переход от одних методов к другим изменяют операционные системы, но они по-прежнему будут оставаться основой каждой вычислительной машины. Основными перспективами развития операционных систем являются: развитие в направлении к интеграции ОС на уровне графических оболочек, а также на уровне общего ядра; развитие семейств ОС на основе модулей общего кода; значительное повышение надежности, безопасности и отказоустойчивости ОС; разработка ОС на управляемом коде или его аналогах; дальнейшее развитие проектов по ОС с открытым кодом; развитие виртуализации; сближение по возможностям ОС для настольных компьютеров и ОС для мобильных устройств; объединение ОС и сетей; перенос ОС и базовых инструментов в среды для облачных вычислений.

Список литературы:

1. Назаров, С.В. Операционные системы: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 080700 «Бизнес-информатика» / С.В. Назаров, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; - М.: Кнорус, 2012. -371 с.
2. Назаров, С.В. Современные операционные системы: учебное пособие / С.В. Назаров, А.И. Широков – 2-е изд., испр. и доп. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. - 367 с.
3. Староверова, Н.А. Концепция виртуальной машины и операционные системы, основанные на данной концепции / Н.А. Староверова, Р.К. Хакимзянов // Естественные и технические науки. 2018. № 8 (122). С. 216-218.
4. Зиятдинова, А. Аналитический обзор и сравнение возможностей операционных систем для мобильных устройств / А. Зиятдинова, Н.А. Староверова // Фундаментальные исследования. 2015. № 9-2. С. 227-231.