Основные этапы эволюции вычислительных систем и компонентов системного ПО

1.

Основные этапы эволюции
вычислительных систем и
компонентов системного ПО
От автоматизации отдельных системных функций до современных
операционных систем

2.

Введение
• Цель: Рассмотреть ключевые этапы развития вычислительных
систем и ОС.
• Краткий обзор: Эволюция от механических устройств до
современных компьютеров.

3.

Первый этап (1945–1955 гг.): Ламповые
машины
Основные характеристики:
1. Использование электронных ламп
(вакуумных трубок) в качестве основных
элементов
2. Отсутствие операционных систем
3. Программирование осуществлялось
непосредственно на машинном языке
путем ручного изменения соединений
кабелей и переключателей
Примеры: ENIAC, UNIVAC.

4.

Второй этап (1955–начало 60-х):
Транзисторные компьютеры
Основные характеристики:
1. Использование магнитной ленты для хранения
информации. Позже появляются диски
2. Развитие языков программирования высокого
уровня (например, Fortran, COBOL)
3. Появление первых операционных систем,
автоматизирующих выполнение задач
Новые возможности: Появление дисплеев, Первые компьютерные игры,
Параллельное выполнение команд

5.

Третий этап (начало 60-х – 1980 г.):
Интегральные схемы
Основные характеристики:
1. Переход от отдельных транзисторов к
интегральным схемам (ИС)
2. Уменьшение размеров, повышение надёжности,
увеличение скорости работы и снижение
стоимости компьютеров
3. Использование униполярных полевых КМОПтранзисторов с меньшим энергопотреблением
Революционные изменения: Одна интегральная схема заменяла тысячи
транзисторов, Развитие параллелизма, прямого доступа к памяти и организации
каналов ввода-вывода

6.

Четвертый этап (1980 г. – настоящее
время): Персональные компьютеры и сети
Основные характеристики:
1. Появление больших интегральных схем
(БИС)
2. Резкое увеличение степени интеграции и
удешевление микросхем
3. Эпоха персональных компьютеров.
Компьютеры становятся широко
используемыми неспециалистами
Доминирующие ОС: MS-DOS: однопрограммная однопользовательская ОС, широко
использовавшаяся на компьютерах с микропроцессорами Intel 8088, 80286, 80386 и
804861; UNIX: операционная система, на которой были основаны многие современные ОС

7.

Компоненты системного ПО
• Операционные системы
Основной элемент, управляющий
аппаратными ресурсами компьютера.
• Драйверы устройств
Программы, обеспечивающие
взаимодействие ОС с аппаратным обеспечением.
• Системные утилиты
Вспомогательные программы для выполнения
специфических задач.

8.

Автоматизация отдельных системных
функций
• Пакетная обработка заданий
Позволяет выполнять группы задач или программ
автоматически без вмешательства пользователя.
• Управление памятью
Автоматизация распределения и освобождения
оперативной памяти для приложений.
• Управление вводом/выводом
Автоматизация процессов ввода и вывода данных между устройствами и
операционной системой.

9.

Современные операционные системы
• Многозадачность и многопоточность: способность ОС
одновременно выполнять несколько задач. Это позволяет пользователю
работать с несколькими приложениями одновременно.
• Виртуализация и контейнеризация: создание виртуальных машин
(ВМ), эмулирующих аппаратное обеспечение, что позволяет запускать
несколько ОС на одном физическом сервере.
• Облачные операционные системы: ОС, работающие в облаке,
предоставляющие вычислительные ресурсы по требованию через Интернет.

10.

Тенденции развития
• Искусственный интеллект в управлении ОС
Интеграция ИИ для автоматизации задач, оптимизации производительности и
повышения безопасности.
Примеры: Windows Copilot, интеллектуальные помощники в macOS и Android
• Развитие микроядерных архитектур
Минималистичные ядра ОС, повышающие стабильность и безопасность.
• Усиление безопасности и приватности
Внедрение более сложных механизмов шифрования данных.
Улучшение управления доступом к личной информации пользователя.