Отличие операционных систем

Введение
Наиболее распространенным классом вычислительной техники, используемой как для автоматизации промышленного производства и офисных работ, а также для целей обеспечения учебного процесса в вузах, являются цифровые устройства, известные под общим названием персональных компьютеров (ПК). Для таких устройств широко используются операционные системы MS Windows и Linux.
Кроме указанных выше, имеется целый ряд весьма интересных и распространенных линий развития ОС, разрабатываемый рядом крупных фирм:
IBM – в 1960-х – 1970-х годах разработала OS IBM 360/370; затем – ОС для персональных компьютеров OS/2; в настоящее время наиболее современными ОС этой фирмы являются z/OS и z/VM;
Apple – с начала 1980-х годов развивает семейство ОС MacOS, характеризующееся улучшенным графическим пользовательским интерфейсом;
Oracle / Sun – c начала 1980-х годов развивают диалект UNIX - ОС Solaris;
Hewlett-Packard – развивает собственный диалект UNIX – систему HP/UX (HP-UX);
Novell – одна из ведущих фирм в области сетевых технологий; развивает семейство сетевых операционных систем: NetWare; в настоящее время - Open Enterprise Server (сетевая ОС, включающая все сетевые возможности NetWare и возможности распространенного диалекта Linux - openSUSE).
Это далеко не полный перечень коммерческих и исследовательских ОС, включающий сотни наименований.

Классификация современных ОС
Подобная классификация может быть проведена по множеству признаков:
1)Особенности алгоритмов управления ресурсами:
поддержка многозадачности;
поддержка многопользовательского режима;
вытесняющая и невытесняющая многозадачность;
поддержка многонитевости;
многопроцессорная обработка.
2)Особенности аппаратных платформ.
Особенности областей использования:
системы пакетной обработки, например, ОС ЕС;
системы разделения времени, например, UNIX, VMS;
системы реального времени, например, QNX, RT11.
Особенности методов построения:
способ построения ядра;
объектно ориентированный подход;
множество прикладных сред;
распределенная организация.
Хотя подобная классификация имеет право на жизнь, следует отметить, что современные технологии создания элементной базы компьютеров, а также успехи развития языков и инструментов программирования, сделали не актуальными множество признаков. Современные компьютерные технологии имеют две основных и противоположно направленных тенденции развития: суперкомпьютеры и микро(нано)-компьютеры.
С направлением, которое связано с применением вычислительных устройств, ограниченных минимальными ресурсами, можно познакомиться на русскоязычном сайте разработчиков встраиваемых систем.
Современные тенденции развития
Дальнейший анализ тенденций развития ОС проведем в виде эскизного обзора их отдельных свойств, которые являются отражением развития и практического внедрения ряда новейших технологий.
Поддержка многофункциональных графических оболочек и мультимедийных приложений. Любая современная ОС имеет графический пользовательский интерфейс, причем ОС, не имеющая таких возможностей, практически не имеет перспективы развития. Острая конкуренция между фирмами-разработчиками в этой области привела к тому, что графические оболочки для всех ОС примерно одинаковы по возможностям. Неопытному пользователю бывает трудно сориентироваться, в какой именно ОС он работает, хотя для конечных пользователей (непрограммистов), такая унификация является удобной.
Поддержка новых сетевых и Web-технологий. Активно развиваются сетевые приложения и Интернет. Появляются новые стандарты и протоколы – IPv6, HTML 5 - для облачных вычислений. Соответственно, ОС развиваются в направлении поддержки всех этих новых технологий.
Усиленное внимание уделяется механизмам безопасности и защиты. Многие достижения в этом направлении достигнуты благодаря инициативе компании Trustworthy Computing, которая продолжила инициативу фирмы Microsoft, начатую в 2002 г. Ввиду все усиливающейся киберпреступности, все современные ОС уделяют повышенное внимание безопасности:
при просмотре веб-страниц браузеры выполняют их проверку на отсутствие phishing - вида интернет-мошенничества, целью которого является получение доступа к конфиденциальным данным пользователей: логинам и паролям;
загрузки и инсталляции программ из сети выполняются только с явного согласия пользователя и т.д.
Поддержка многопоточности и многоядерных процессоров. Ввиду широкого распространения многоядерных процессоров, все современные ОС имеют библиотеки программ, поддерживающие эту возможность аппаратуры. Именно благодаря многоядерной архитектуре, становится реально возможным параллельное выполнение потоков (threads).
Поддержка распределенных и параллельных вычислений. Большинство современных серверных ОС имеют в своем составе высокоуровневые библиотеки, позволяющие разрабатывать параллельные алгоритмы решения задач, например, задачи, поддерживающие стандарты параллелизма OpenMP и MPI.
Виртуализация ресурсов и аппаратуры

. Современные ОС имеют в своем составе средства виртуализации, позволяющие выполнять приложения для других платформ в среде изолированных виртуальных машин, в которые могут быть инсталлированы на разные операционные системы.
Развитие файловых систем большой емкости. Вызвана необходимостью защиты информации и значительным увеличением размеров файлов, содержащих информацию мультимедиа. Соответственно, современные требования обработки мультимедийной информации приводят к тому, что старые файловые системы (например, FAT) оказываются недостаточными для хранения мультимедийных файлов. Например, максимальный размер файла в системе FAT – 4 гигабайта – легко может быть превышен при переписи на компьютер цифровой видеопленки длительностью 10-15 минут. Поэтому разрабатываются новые файловые системы, допускающие хранение очень больших файлов, например, система ZFS в ОС Solaris. Другим требованием является обеспечение конфиденциальности информации, которое приводит к необходимости реализации в файловых системах возможности криптования. Подобная возможность реализована, например, в файловой системе ZFS.
Далее мы рассмотрим 3 наиболее распространённые на сегодняшний день операционные системы для компьютеров – Windows, Linux, Mac OS.

Новые ОС семейства MS Windows
В России наиболее распространенной ОС для офиса и рабочих станций долгие годы остается MS Windows. Следует отметить, что в последние годы сервера корпорации Microsoft успешно вытеснили из сектора локальных сетей средних предприятий сервера фирмы Novell. И хотя оригинальность многих технологий Microsoft вызывают серьезные сомнения, их реклама и широкое практическое использование требуют отдельного рассмотрения.
MS Windows Vista и последующие версии ОС этого направления стали демонстрировать следующие новые возможности:
новый стиль GUI (Windows Aero);
встроенный инструментарий .NET Framework 3.0, обеспечивающий исполнение управляемого кода .NET;
единую систему поиска информации WinFS;
новые средства управления безопасностью приложений, и в частности, запуск инсталлируемых приложений только с явного согласия пользователя;
подсистемы Windows Presentation Foundation стали обеспечивать поддержку современного развитого GUI, а Windows Communication Foundation - поддержку современных коммуникационных технологий с помощью сервисов;
Windows Workflow Foundation, также называемая CardSpace, стала поддерживать аутентификацию пользователей, планирование и организацию работ.
Windows Server 2008(2010) – одна из современных серверных ОС семейства MS Windows. Она предоставляет: поддержку новой версии Интернет-протокола IPv6; улучшенную поддержку сетей; поддержку параллельного программирования; новый мощный командный процессор Windows PowerShell; средства виртуализации и эмуляции приложений с помощью технологии Hyper-V.
Windows 7 - наиболее новая, на данный момент (2010 г.), ОС серии MS Windows. Она предоставляет поддержку нового вида пользовательского интерфейса - multi-touch; средства кэширования Интернет-трафика (Branch cache); уникальный набор фоновых рисунков рабочего стола для каждой страны; улучшенную поддержку драйверов устройств; более гибкие настройки безопасности и брандмауэра; развитие GUI-интерфейса Aero, впервые реализованного в Windows Vista.
Проект Midori. Midori - проект Microsoft Research, который начат в начале 2000-х годов под названием Singularity. Это – исследовательская ОС, реализованная на управляемом коде (managed code), который является основой платформы .NET и обеспечивает полный контроль типов и безопасности, что значительно повышает надежность и безопасность кода. До проекта Midori разработчики ОС предпочитали менее надежные, но более эффективные способы реализации ОС на языках C и C++, поэтому данный проект является весьма смелым экспериментом Microsoft. Следует отметить следующие особенности данной технологии:
на управляемом коде в ОС Midori реализованы как ядро ОС, так и драйверы устройств;
Midori предоставляет эффективную поддержку распалаллеливания, что особенно важно при современных тенденциях развития аппаратных платформ;
с целью повышения безопасности выполнения приложений, Midori обеспечивает их защиту на основе исполнения каждого приложения в своей отдельной "песочнице" (sandbox);
Midori является Интернет-ориентированной ОС.
В будущем Microsoft планирует переход с платформы Windows на новую платформу Midori.
Поскольку все современные ОС предоставляют библиотеки для разработки параллельных алгоритмов, ОС фирмы Microsoft поддерживают стандарт OpenMP. Имеются также библиотеки MPI.NET, поддерживающие стандарт MPI, и библиотеки технологии ParallelFx. Фирма Microsoft даже выпустила специальную версию операционной системы - Windows High Performance Computing (HPC) 2008, поддерживающую параллельное программирование.

ОС семейcтва Linux
ОС семейства Linux никогда не страдали от недостатка передовых технологий