Операционная система рф. Новая российская операционная система для ПК

В лекции дан исторический обзор ОС, как зарубежных, так и отечественных (ОС ДИСПАК, ОС "Эльбрус" и др.). Рассмотрены основные режимы работы пользователей и заданий в ОС (пакетный, мультипрограммирование, разделение времени).

    Введение

    История ОС

    Диалекты UNIX

    Отечественные операционные системы

    Особенности операционных систем для компьютеров общего назначения (mainframes)

    Распределение памяти в однозадачной ОС с пакетной обработкой заданий

    ОС пакетной обработки с поддержкой мультипрограммирования

    Режим разделения времени и особенности ОС с режимом разделения времени

    Ключевые термины

    Краткие итоги

    Набор для практики

    • Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

Введение

Операционные системы имеют долгую (более 50 лет) и весьма насыщенную историю. Не следует полагать, что в России и в СССР использовались и используются лишь зарубежные ОС. Известны также выдающиеся, оригинальные отечественные работы в данной области, их мы также рассмотрим. По мере эволюции ОС были реализованы все более гибкие и удобные режимы их использования.

История ОС

В ранних mainframe-компьютерах (1940-1950 гг.), первым из которых был компьютер ENIAC (1947 г., США), операционные системы отсутствовали. Обращение к памяти в этих компьютерах осуществлялось по реальным (физическим) адресам, а обращение к внешним устройствам (например, к устройству ввода с перфокарт или накопителю на магнитной ленте) осуществлялось специальными командами, также по физическим адресам. Подобные компьютеры были весьма громоздкими, каждый из них занимал большой зал, в котором пользователи по очереди работали на компьютере, используя столь неудобный интерфейс, как инженерный пульт. Каждый пользователь перед уходом "с машины" (как тогда говорили) останавливал и "обнулял" ее нажатием кнопок на пульте и уступал место следующему пользователю, который вводил свою программу и данные с перфокарт или перфоленты, набирал ее начальный адрес тумблерами на пульте и запускал ее с помощью специальной кнопки. При любом сбое или ошибке в программе, в ситуации приходилось разбираться, изучая комбинации лампочек на пульте, воспроизводящие в двоичном виде содержимое регистров.

Разумеется, подобный способ взаимодействия с компьютером был очень неудобен. Требовалась хотя бы минимальная автоматизация. Для этого в 1950-х – 1960-х гг. – были созданы диспетчеры (dispatchers) - предшественники ОС, системные программы, управлявшие прохождением пакета задач, вводимых с перфокарт. Например, такой диспетчер (названный ДМ-222) использовался на ЭВМ М-222 в середине 1970-х гг., на котором студенты мат-меха, в том числе и автор курса, пропускали свои студенческие задания. Выглядело это следующим образом. Студент писал свою программу (или исправления к ней – так называемую "добивку") на специальных бланках и сдавал в перфорацию, затем получал перфокарты и отдавал колоду перфокарт с программой оператору машинного зала. Через несколько часов он мог рассчитывать получить результаты своей программы – колоду перфокарт обратно и распечатку результатов. В машинном зале оператор вводил очередное задание с перфокарт. Программа-диспетчер копировала образ введенной колоды перфокарт с заданием на ленту ввода , на которой хранились все образы заданий в хронологическом порядке их ввода, независимо от требуемых для них ресурсов – времени и объема памяти. Диспетчер осуществлял запуск заданий по очереди, по принципу FIFO (First-In-First-Out) – в порядке поступления. Выбирая из очереди некоторое задание, диспетчер размещал его в памяти и запускал. По окончании задания (или при его прерывании вследствие ошибки) на печатающее устройство выдавалась распечатка результатов. Затем управление передавалось следующему заданию. Такой режим доступа к компьютеру был, конечно, гораздо удобнее, чем работа с пульта. Недостатки его в том, что, во-первых, программы пропускались по очереди (отсутствовала одновременная обработка нескольких заданий), во-вторых, ресурсы, требуемые для выполнения задания, никак не учитывались, и программа, требующая для выполнения всего 1 мин., должна была ожидать завершения большой задачи, требовавшей для выполнения, например, пяти часов, - только потому, что последняя была раньше введена в систему.

В 1960-х – 1970-х гг. были разработаны классические операционные системы, которые все более и более усложнялись. Все более сложными становились их системы файлов и другие компоненты ОС. Наиболее известные из операционных систем этого периода: среди зарубежных - ATLAS, MULTICS, OS IBM/360, среди отечественных – ОС ДИСПАК для ЭВМ БЭСМ-6. Для классических операционных систем были характерны следующие основные возможности:

    мультипрограммирование (multi-programming) – одновременная обработка нескольких заданий;

    пакетная обработка (batch mode) – обработка пакета заданий, введенных с перфокарт или с терминалов, с учетом их приоритетов и требуемых ресурсов

    разделение времени (time sharing) – параллельная работа нескольких пользователей с терминалов (телетайпов или дисплеев), управлявших прохождением своих заданий, выполнявших их ввод в текстовых редакторах, компиляцию, выполнение и отладку;

    управление процессами – параллельное (или попеременное, если компьютер был однопроцессорным) выполнение пользовательских процессов; возможность явного запуска параллельного процесса.

Разработка каждой операционной системы для каждой новой модели компьютера требовала многих лет напряженной высококвалифицированной работы. При этом каждая ОС первоначально разрабатывалась на низкоуровневом языке – языке ассемблера. Поэтому еще в 1960-х гг. возникла идея разработки мобильных (переносимых) ОС – операционных систем, которые могли бы использоваться на нескольких семействах компьютеров путем переноса их кода (возможно, с небольшими изменениями) с более старых моделей на более новые. Заметим, что термин мобильный используется здесь в ином понимании, отличном от того, к которому мы привыкли ныне (мобильные телефоны и операционные системы для них).

Первая мобильная ОС была разработана в 1970 г. Брайаном Керниганом (B. Kernighan) и Деннисом Ритчи (D. Ritchie) в фирме AT & T и получила название UNIX. Даже в самом ее названии заложено своего рода противопоставление MULTICS (multi - много, uni – один) – последняя, известна своей усложненностью. Этим названием авторы подчеркивали основную идею UNIX – унификацию и упрощение представления файлов и операций над ними (в UNIX файл – это последовательность байтов), пользовательских программ и процессов. Унифицированным, не зависимым от целевой аппаратной платформы, был также исходный код UNIX, который был полностью написан на специально разработанном новом языке Си (основными авторами Си, как и UNIX, являются Б. Керниган и Д. Ритчи). Использование языка высокого уровня для разработки UNIX было революционным шагом в истории ОС и позволило, во-первых, значительно ускорить и облегчить разработку, во-вторых – перенести UNIX на многие модели компьютеров (для которых при этом, разумеется, необходимо было разработать компилятор с языка Си). Впервые система UNIX была использована в 1970 г. на миникомпьютере PDP-10. Компьютеры фирмы PDP образца начала 1970-х гг. принято относить к классу миникомпьютеров . Хотя данное название с современной точки зрения не вполне правомерно: такой компьютер занимал... два небольших шкафа, по сравнению с mainframe-компьютером образца 1960-х гг., занимавшим целый зал. Объем оперативной памяти миникомпьютеров составлял всего порядка 32 килобайт (!). Однако на них успешно работала ОС UNIX (были и другие ОС – например, RSX-11), был компилятор с языка Паскаль, была реализована удобная система файлов и программа для работы с ними, были доступны математические библиотеки программ.

В начале 1980-х годов появились персональные компьютеры. Операционные системы для них фактически повторили в своем развитии операционные системы для компьютеров общего назначения: в них были использованы аналогичные идеи и методы. Однако первые персональные компьютеры были менее мощными, чем mainframes, как по объему памяти, так и по быстродействию и разрядности микропроцессора . Первый распространенный микропроцессор фирмы Intel был 8-разрядным, и для него была разработана также 8-разрядная операционная система CP/M. В 1975 г. была создана фирма Microsoft, и ее первой разработкой была 16-разрядная операционная система MS DOS для персональных компьютеров с процессорами Intel 8086 (или, коротко, x86). В командном языке MS-DOS чувствуется явное влияние UNIX, однако MS-DOS предоставляет гораздо меньшие возможности командного языка.

В начале 1980-е гг. фирма Apple выпустила персональные компьютеры Lisa и Macintosh с операционной системой MacOS. Ее характерной чертой была реализация удобного графического пользовательского интерфейса (GUI) в виде окон, меню, "иконок" и многих других элементов GUI, к которым мы с Вами ныне так привыкли. MacOS стала первой ОС с развитой поддержкой GUI (для сравнения, MS-DOS предоставляла возможности работы непосредственно на командном языке).

В конце 1980-х - начале 1990-х гг., под влиянием MacOS, Microsoft разработала графическую оболочку Windows над операционной системой MS-DOS. Первая версия Windows, таким образом, еще не была операционной системой; она запускалась командой win из командного языка MS-DOS. Однако многие современные черты GUI, характерного для Windows, ставшие "родными" для пользователей Windows, в ней уже присутствовали. Затем были выпущены Windows 3.x и Windows for Workgroups (уже операционные системы), в 1995 г. – Windows 95 (с развитыми мультимедийными возможностями, большим набором встроенных драйверов для различных устройств и поддержкой механизма Plug-and-Play подключения нового устройства без остановки компьютера) и Windows NT с развитыми сетевыми возможностями и повышенной надежностью. Именно Windows NT стала основой для последующего развития Windows. В настоящее время наиболее популярными моделями Windows являются Windows XP (поддержка которой фирмой Microsoft уже завершается – система выпущена в 2001 г.), Windows 2003 Server, Windows Vista, Windows 2008 Server и Windows 7.

В начале 1990-х гг. появилась первая версия ОС Linux (ОС типа UNIX с открытыми исходными кодами ядра), которая постепенно приобрела значительную популярность, но, главным образом, используется на серверах. Большинство клиентов (пользователей) в мире предпочитают на своих компьютерах Windows или MacOS (заметим, что, например, в США и Канаде компьютеры Macintosh более популярны, чем Windows-машины с процессорами Intel или их аналогами.

Не будем также забывать, что в ответ на такой, на первый взгляд, простой вопрос: "Какая ОС самая популярная в мире?" даже сотрудники Microsoft не отвечают "Windows". Дело в том, что наиболее популярными в мире компьютерными устройствами являются не настольные или портативные компьютеры, а более дешевые и компактные мобильные телефоны, для которых пока первенство удерживает специализированная ОС семейства Symbian , которая, в частности, используется в большинстве мобильных телефонов крупнейшей фирмы Nokia. Операционную систему Symbian активно догоняет на рынке ОС для мобильных устройств новая ОС Google Android. Так что, операционные системы семейства Windows по своей распространенности оказываются лишь на втором месте.

Диалекты UNIX

Одним из наиболее широко используемых семейств операционных систем с 1970-х гг. является UNIX. Существуют сотни диалектов UNIX. Все они имеют ряд общих возможностей, в том числе – мощные командные языки и развитые системные библиотеки. Однако все они несколько отличаются друг от друга. Фактически большинство крупных фирм в области ИТ разработали или разрабатывают собственные диалекты UNIX. Среди них наиболее известны следующие.

    Berkeley Software Distribution (BSD), в настоящее время – FreeBSD (University of Berkeley) – один из наиболее известных диалектов UNIX, разработанный в Университете Беркли, США. В нем впервые были реализованы сетевые сокеты. Именно этот диалект был положен в основу первой версии ОС Solaris фирмы Sun (Solaris 1.x) при ее создании в 1982 г. Один из авторов данного диалекта – Билл Джой (Bill Joy), один из четверых легендарных создателей фирмы Sun.

    System V Release 4 (SVR4) – диалект UNIX, разработанный в фирме AT&T. Для него наиболее характерны расширенные возможности параллельного многопоточного программирования (multi-threading). Данный диалект был положен в основу второй версии ОС Solaris (Solaris 2.x) фирмы Sun в начале 1990-х годов.

    Linux (RedHat, SuSE, Mandrake, Caldera, Debian, Fedora и др.) – ОС типа UNIX со свободно распространяемым с исходными кодами ядром. Первая версия Linux была разработана в начале 1990-х гг. В настоящее время диалекты Linux активно используются как серверные ОС (ОС, управляющие работой всевозможных серверов), а также как основа для разработки ОС для мобильных устройств.

    Solaris (Sun Microsystems, ныне – Oracle / Sun) – один из наиболее известных и развитых диалектов UNIX. Имеет удобную графическую оболочку, развитые средства параллелизма и синхронизации процессов, удобные сетевые возможности (в частности, классическую сетевую файловую систему NFS), ряд новых оригинальных файловых систем (в частности, ZFS – файловая система с большим размером файлов и возможностью криптования информации). В настоящее время распространяется ОС Solaris 10.

    IRIX (Silicon Graphics) – диалект UNIX, разработанный фирмой Silicon Graphics (SGI), США, широко известным производителем графических рабочих станций.

    HP-UX (Hewlett-Packard) – диалект UNIX, разработанный и используемый одной из крупнейших "акул" в мире ИТ – фирмой Hewlett-Packard.

    Digital UNIX (DEC) – диалект UNIX, разработанный в начале – середине 1990-х гг. фирмой Digital Equipment Corporation (DEC), впоследствии приобретенной фирмой Compaq. Первая версия UNIX, поддерживавшая 64-разрядные процессоры.

Отечественные операционные системы

При анализе истории развития области ИТ следует иметь в виду особые условия, в которых развивались эти разработки как в СССР (России), так и в США, начиная с 1950-х гг. – "холодная война" и "железный занавес". Вследствие этого, все эти разработки, как в области аппаратуры, так и в области программного обеспечения, были строго засекречены (по мнению автора, в СССР – даже более строго, чем в США, так как о работах американских специалистов мы все же имели возможность узнавать из журналов). Такая ситуация приводила к тому, что аналогичные идеи подчас возникали и реализовывались по обе стороны "железного занавеса" примерно в одно и то же время, при почти полном отсутствии информации о работах друг друга. Однако в этом были и своего рода положительные стороны: на эти работы выделялись значительные средства правительством и отраслевыми министерствами, на эти средства создавались и развивались весьма сильные команды разработчиков (прежде всего – в области аппаратуры, операционных систем и компиляторов). В конце 1980-х – начале 1990-х гг., в известный переходный период в СССР и России, когда начинали создаваться группы для работы по outsourcing – проектам, финансируемые фирмами США, американские специалисты были просто поражены, обнаружив в России сильнейшие исследовательские и промышленные группы в области ИТ, предлагающие и реализующие массу своих идей, находящиеся в курсе новейших разработок, а своим теоретическим уровнем, разработками в области структур данных и эффективных алгоритмов подчас опережавшие лучшие американские команды. Автору этих строк посчастливилось стать руководителем одной из таких групп, работавшей в течение многих лет с фирмой Sun в стенах математико-механического факультета СПбГУ. Все описанные тенденции существенно повлияли на разработку аппаратуры и операционных систем. Отечественные разработчики, почти ничего не зная об аналогичных работах американских коллег, создавали свои оригинальные системы, в том числе – ОС. Например, идея многопоточности (multi-threading) была реализована в ОС "Эльбрус" еще в конце 1970-х гг., а в популярных зарубежных ОС (UNIX, Solaris, Windows NT) многопоточность появилась только в конце 1980-х – начале 1990-х гг. К сожалению, имело место и существенное отставание советских и российских ИТ-специалистов от американцев – прежде всего, в области разработки элементной базы и технологии производства компьютеров, а также в области графических пользовательских интерфейсов (GUI).

Среди передовых оригинальных отечественных разработок в области компьютерной аппаратуры и ОС 1960-х – 1970-х гг. следует выделить прежде всего ЭВМ БЭСМ-6, ее операционные системы: ОС ДИСПАК , ОС ДИАПАК, ОС ИПМ и ее системное и прикладное программное обеспечение. Разработчиком БЭСМ-6, ОС ДИСПАК и ОС ДИАПАК был Институт точной механики и вычислительной техники АН СССР под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева, основателя всей нашей отечественной вычислительной техники. Разработчик ОС ИПМ – Институт прикладной математики АН СССР. ЭВМ БЭСМ-6 и ее программное обеспечение следует признать уникальными. В их развитии участвовали многие академические и университетские коллективы не только СССР, но и зарубежных стран - достаточно вспомнить такие системы, как АЛГОЛ-ГДР - реализацию расширения Алгола-60 с развитыми математическими библиотеками, выполненную нашими коллегами из Германии, а также реализацию Паскаля для БЭСМ-6, разработанную специалистами из Польской Академии наук. Операционные системы для БЭСМ-6 поддерживали пакетный (с учетом приоритетов и ресурсов заданий) и диалоговый режимы взаимодействия с компьютером, страничную организацию виртуальной памяти, работу с внешними устройствами и телекоммуникационными каналами, работу в локальных сетях. К каждой БЭСМ-6 были подключены десятки терминалов, работавших под управлением диалоговых систем ДИМОН, ДЖИН и др. (это при объеме оперативной памяти БЭСМ-6 всего в 32 страницы по 4096 байтов и быстродействии до 1 млн. операций в секунду). Работу БЭСМ-6 и ее ОС отличала высокая надежность. Руководитель разработки ОС ДИСПАК – В.Ф. Тюрин.

Другой передовой отечественной разработкой 1970-х – 1980-х гг. была разработка многопроцессорных вычислительных комплексов (МВК) "Эльбрус-1" и "Эльбрус-2" . В разработке программного обеспечения системы "Эльбрус" автор курса со своей командой принимал активное участие в течение 15 лет. Идейным вдохновителем проекта "Эльбрус" стал сам С.А. Лебедев, затем им руководили академик Всеволод Сергеевич Бурцев, а после него – чл.-корр. АН СССР Борис Арташесович Бабаян. Следует признать, что у "Эльбруса" были зарубежные прототипы и задолго до его появления были написаны академические зарубежные работы, заложившие научные основы подобных компьютерных архитектур, например, . Коммерческим прототипом "Эльбруса" была известная серия компьютеров фирмы Burroughs (США): B5000 / B5500 / B6700 / B7700. Однако разработчикам "Эльбруса" и его операционной системы удалось предложить и реализовать целый ряд собственных оригинальных идей и методов. Основными принципами "Эльбруса", как и его предшественников, являлись: теговая архитектура (каждое слово памяти, кроме данных, содержало тег – код типа данных, хранящихся в этом слове, по которому аппаратура контролировала правильность выполнения операции), динамизм и аппаратная поддержка типичных (подчас весьма сложных) последовательностей действий, используемых при реализации языков высокого уровня - например, вход в процедуру по указателю на нее, с установкой дисплей-регистров, ссылающихся на доступные процедуре области локальных данных. ОС "Эльбрус" поддерживала создание процессов и операции над ними, аналогичные тем, которые впоследствии в зарубежных разработках были названы многопоточностью (multi-threading); была реализована математическая (виртуальная) память с поддержкой страничного распределения виртуальной памяти (на диске) и сегментного распределения физической (оперативной) памяти. Динамизм выражался в том, что отсутствовала статическая линковка; все программы и модули загружались в память только динамически, при первом вызове. Также динамически, при первом запросе, по прерыванию, выделялся каждый массив математической памяти. Подобные принципы были для своего времени передовыми, использование тегов значительно повысило надежность. Однако, с современной точки зрения, идеологию "Эльбруса", по-видимому, нельзя считать гибкой и эффективной, так как все аппаратные операции и соответствующие действия ОС были реализованы в общем виде, и практически отсутствовала какая-либо возможность оптимизаций, например, для более быстрого вызова процедуры в случае отсутствия необходимости обращения к ее аргументам, для быстрого доступа к статической области памяти и т.д. Более подробно принципы "Эльбруса" описаны в монографии .

Были и другие интересные отечественные разработки новых архитектур компьютеров и их операционных систем, прежде всего - оригинальные специализированные компьютеры для различных применений и их операционные системы (в основном, по своему классу и назначению, они были системами реального времени).

Однако в начале 1970-х годов в развитии отечественной вычислительной техники и ее системного программного обеспечения начался новый, неожиданный для большинства пользователей и специалистов, этап. Правительство СССР приняло беспрецедентное решение о создании, в качестве основной на достаточно долгий период времени (как изначально планировалось, на 20-30 лет, что оказалось утопией), отечественной серии -Единой Системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) - путем копирования американских компьютеров серии IBM 360. Соответственно, все базовое системное программное обеспечение, в том числе и ОС, также было адаптировано к использованию в СССР (либо использовалось в оригинальном виде – с сообщениями на английском языке и т.д.). Это решение вызвало большие проблемы с финансированием у разработчиков отечественных архитектур компьютеров. Это также вызвало большие сложности у пользователей и разработчиков программного обеспечения, так как далеко не все хорошо владели английским языком (ныне в этом последнем отношении ситуация гораздо лучше). Появились, например, системы-обертки, обеспечивающие русскоязычный интерфейс: с их помощью все задания для ЕС писались с использованием русскоязычной мнемоники, затем конвертировались в англоязычный Job Control Language (язык управления заданиями IBM 360), а все сообщения, выдаваемые в качестве результатов, переводились на русский язык. Это было интересным подходом, однако не прижилось. Документация по IBM 360 постепенно была переведена на русский язык, появилась русскоязычная справочная и учебная литература по ЕС ЭВМ. К сожалению, отечественные аналоги аппаратуры IBM 360 – машины серии ЕС ЭВМ – оказались гораздо менее надежными, чем их прототипы. В течение еще нескольких лет было принято еще одно правительственное решение – об аналогичном копировании американских миникомпьютеров серий PDP 10 и PDP 11, под общим названием "Система Мини-ЭВМ" (СМ ЭВМ). Были выпущены компьютеры этой серии СМ-1, СМ-2, СМ-3 и СМ-4. Были и другие аналогичные работы по копированию зарубежных архитектур компьютеров и выпуске на этой основе отечественных аналогов. Фактически, можно сказать, что, благодаря подобному подходу, срок использования зарубежных ОС в СССР и в России был продлен не менее чем на 15-20 лет, что просто беспрецедентно. Копирование машин IBM 360 и PDP, с одной стороны, дало возможность советским программистам освоить новые развитые операционные системы, языки программирования, библиотеки программ, с другой – отбросило нашу отечественную вычислительную технику еще дальше назад. Один из классиков компьютерной науки, профессор Эдсгер Дейкстра (E. Dijkstra) в 1977 г. на научном семинаре в Ленинграде в АН СССР не без иронии заметил, что "решение русских о копировании IBM-360 можно считать серьезной победой США в холодной войне".

Разумеется, история отечественных ОС на этом не закончилась. Например, в настоящее время ведется разработка отечественной свободно распространяемой операционной системы на базе Linux. Среди отечественных программистов многие являются специалистами весьма высокого уровня по операционным системам.

Особенности операционных систем для компьютеров общего назначения (mainframes)

Пакетный режим. Более подробное рассмотрение операционных систем начнем с особенностей ОС для mainframes.

Один из основных режимов работы ОС – пакетный режим (batch mode) – режим пропуска и одновременной обработки пользовательских заданий (jobs ) – программ, введенных с внешнего носителя или с терминала, с учетом их приоритетов и требуемых ими ресурсов. При этом ОС пытается максимально сэкономить время пропуска пакета заданий, формируя их оптимальным образом, - например, запускать на процессоре короткое задание, пока более длинное выполняет ввод-вывод.

Уже в самых первых ОС была реализована другая основная возможность - автоматическая передача управления от одного задания к другому при завершении или прекращении предыдущего задания. Для этого ОС использует резидентный (постоянно находящийся в памяти по фиксированным адресам) монитор – программу, осуществляющую поочередную передачу управления от задания к заданию, по мере их завершения. Алгоритм работы монитора следующий. При запуске компьютера управление передается монитору, который выбирает очередное задание и передает ему управление. По окончании задания управление возвращается монитору, и т.д.

Распределение памяти в однозадачной ОС с пакетной обработкой заданий

Рис. 2.1. Распределение памяти в простой системе пакетной обработки

Оно очень простое: операционная система занимает постоянно смежную область памяти (например, по меньшим адресам), остальная область памяти отдана пользовательской программе. Такая операционная система является однозадачной – обрабатывает, выполняет и хранит в оперативной памяти в каждый момент времени только одно пользовательское задание (программу). По окончании текущего задания ОС загружает в освободившуюся область памяти следующее задание. Разумеется, такой режим работы недостаточно удобен и эффективен, так как при выполнении задания возможны прерывания на выполнение ввода-вывода и другие паузы, во время которых ОС могла бы дать возможность выполняться другим очередным заданиям.

ОС пакетной обработки с поддержкой мультипрограммирования

Более развитые операционные системы поддерживают режим мультипрограммирования – одновременной обработки и размещении в памяти сразу нескольких пользовательских заданий. Распределение памяти в такой системе изображено на рис. 2.2 .

Рис. 2.2. Распределение памяти в системе пакетной обработки с поддержкой мультипрограммирования

В такой системе ОС занимает по-прежнему смежную область памяти по меньшим адресам, однако вслед за областью ОС размещаются несколько смежных областей памяти, занимаемых пользовательскими программами. Их число и размеры могут меняться.

Особенности ОС с поддержкой мультипрограммирования следующие.

Использование программ ввода-вывода, поддерживаемых операционной системой . При однозадачном режиме (см. предыдущий параграф) подобной необходимости не возникало: каждое очередное задание получало в полное распоряжение все ресурсы компьютера, в том числе – устройства ввода-вывода. При выполнении последнего процессор простаивал. В мультипрограммном режиме уже возникает потребность в реализации специальных подпрограмм для ввода-вывода, которые могли бы вызываться пользователем или операционной системой в необходимых случаях. Вызов в одной из пользовательских программ подпрограммы ввода-вывода означает для ОС возможность во время его выполнения предоставить процессор другому пользовательскому заданию.

Управление памятью . Поскольку заданий в памяти может быть несколько, причем число и размеры их областей могут меняться, перед операционной системой возникает задача распределения памяти для пользовательских заданий – выделения памяти для загружаемого пользовательского задания и ее освобождения после завершения каждого задания. При решении этой классической задачи возникает целый ряд проблем: хранение списков свободной и занятой памяти, реализация оптимального алгоритма поиска и выделения свободной области памяти, реализация освобождения памяти, фрагментация - дробление свободной памяти на мелкие участки, вследствие неточного совпадения размеров свободных и требуемых участков памяти и др. Все эти проблемы и общепринятые алгоритмы их решения подробно описаны в классической монографии Д. Кнута и будут рассмотрены подробно в курсе.

Планирование загрузки процессора (CPU scheduling) – реализация в ОС алгоритмов выбора очередного задания из набора загруженных в память заданий и выделения кванта времени центрального процессора очередному выбранному заданию. В отличие от однозадачного режима, в режиме мультипрограммирования операционная система, таким образом, в определенные моменты времени должна сделать выбор, какое из нескольких загруженных в память заданий запустить. Алгоритмы планирования и диспетчеризации процессов подробно рассмотрены ниже в данном курсе.

Управление внешними устройствами и буферизация ввода-вывода . В однозадачном режиме загруженная в память пользовательская программа для вывода на печать могла выполнить специальную машинную команду, которая выводила на устройство печати очередную строчку, что не вызывало проблем и не приводило к какой-либо путанице, вследствие монопольности "владения" компьютером очередным заданием. Однако в мультипрограммном режиме ситуация иная. Если сохранить тот же режим вывода на печать, то на печатающее устройство могут быть выведены фрагменты, принадлежащие разным заданиям, что недопустимо. Для группировки и отделения выводимой информации различных заданий друг от друга в мультипрограммной ОС используется буферизация вывода (spooling) – хранение для каждого задания буфера его вывода (в виде области памяти или файла), накопление в буфере выводимой заданием информации и ее вывод полностью на устройство (принтер) при завершении задания.

Режим разделения времени и особенности ОС с режимом разделения времени

Когда в составе компьютерных систем появились терминалы (вначале телетайпы, затем дисплеи), возникла необходимость реализации в ОС режима разделения времени (time sharing) – возможности одновременной работы пользователей со своими заданиями с терминалов, ввода заданий в систему, их запуска (при наличии свободного процессора), управления заданиями с терминала, их приостановки, отладки, визуализации на терминале их результатов. Рассмотрим особенности ОС с режимом разделения времени.

Хранение заданий в памяти или на диске. Ресурсы процессора в ОС с разделением времени распределены между несколькими заданиями, находящимися в памяти или на диске. Задание загружается в память (при наличии свободной памяти), если оно является пакетным и выбрано операционной системой для выполнения, либо если оно активируется пользователем с терминала. Процессор выделяется только тем заданиям, которые находятся в памяти.

Откачка и подкачка (swapping) - загрузка заданий с диска в память и их выгрузка из памяти на диск. В системе с разделением времени возможна ситуация, когда какое-либо задание, управляемое с терминала, неактивно (например, выполняет ввод-вывод, либо система ожидает ответа от пользователя, у которого в данный момент перерыв в работе). В этом случае ОС может принять решение о временной выгрузке (swap out) образа памяти задания из оперативной памяти на диск, с целью освобождения памяти для других заданий. При повторной активизации задания оно (при возможности) вновь загружается в память (swapped in ). Подобная стратегия называется откачкой и подкачкой.

Поддержка диалогового взаимодействия между пользователем и системой . Когда ОС завершает исполнение пользовательской команды, она выполняет поиск следующего управляющего оператора (control statement), введенного с пользовательской клавиатуры.

Предоставление диалогового доступа к данным и коду пользовательской программы . В ОС с разделением времени обеспечивается возможность для пользователя ввода, запуска, редактирования, отладки своей программы с терминала, управления своим заданием (приостановки, с последующим возобновлением), просмотра его промежуточных результатов, состояния памяти и регистров, просмотра окончательных результатов на терминале при завершении задания.

Следует учитывать, что в ОС с разделением времени обрабатываются как пакетные, так и интерактивные (диалоговые) задания, поэтому система должна обеспечивать их диспетчеризацию – переключение в нужный момент с диалогового задания на пакетное, либо с одного диалогового (пакетного) задания на другое.

Режим разделения времени, наряду с пакетным режимом, был основным в операционных системах 1960-х – 1970х- гг.

Не так давно в прессе появилось попросту сенсационное заявление. Оказывается, на всех компьютерах государственных учреждений нашей страны вскоре не останется «традиционной» ОС Windows! Крупные деятели обещают, что ее место займет российская операционная система. Идея такова, что уже к концу нынешнего года эта самая «операционка» должна начать прохождение тестирования в государственных заведениях.

Оптимистичное начало

Наиболее известным проектом, который теоретически может претендовать на столь значимые роли, является «Синергия». Эта система использует ядро Linux, решение о ее разработке было принято совсем недавно, 13 августа 2014 года. Об этом решила совместная комиссия (на заседании компаний ОАО «Российские железные дороги», «Росатом») и Российский федеральный ядерный центр из города Сарова.

К слову говоря, именно на предприятии «Синергия» сейчас она должна интенсивно тестироваться. От «Российских железных дорог» потребуется активное «доведение до ума» ОС при условии ее использования в системах управления пользовательскими базами данных. Уж таких-то у РЖД хватает!

Кстати говоря, вся эта затея вообще была инициирована специалистами «Росатома», так как в чрезвычайно велика доля импортного программного обеспечения, а от такой порочной практики уже давно было пора уходить. Все причастные к разработке обещают, что российская будет защищена от взлома не хуже лучших зарубежных аналогов.

Последняя капля

Столь быстрое решение было во многом вызвано тем, что как раз в августе 2014 года вышел очередной пакет обновлений для Windows 7. Ирония судьбы в том, что именно эти обновления привели к отказу тысяч компьютеров по всему миру, так как в нем имелись критические ошибки. Проблему усугубила также ситуация с неисправностями систем Windows RT, Windows 8 и 8.1.

Для чего все это нужно

Вообще, в последнее время только ленивыми не обсуждается российская операционная система. Впрочем, обсуждение идет в ироническом ключе. Не стоит винить пользователей в отсутствии патриотизма. Практика показывает, что в большинстве случаев отечественные проекты в этой области могут предложить разве что «нескучные обои» да новую тему оформления той же Ubuntu.

Важно понимать, каким именно требованиям должна отвечать действительно перспективная российская операционная система, какие в нее должны быть заложены принципы. Давайте попробуем пофантазировать и представить, по каким направлениям должна идти ее разработка.

«Детские болезни»

Вообще, начинать всегда стоит с предыдущего опыта, пускай даже и негативного. Как мы уже и говорили, у нашей страны таковой есть. Начиная с древних «Спектрумов», на которые ставилась несколько переосмысленная DOS, заканчивая временами сравнительно недавними, когда в некоторых компьютерных клубах устанавливалась «принципиально новая» БедОС 2 «Таня». Это эпичное творение было ничем иным, как переработанной почти до неузнаваемости Windows 98.

Все они были объединены одним: несмотря на новый интерфейс, все эти ОС представляли собой просто несколько переделанные продукты всемирно известных производителей софта.

Какие задачи стоят перед отечественными разработчиками?

В принципе, ни о чем новом в этом случае говорить не приходится. Если сейчас разрабатывается действительно новая российская операционная система для ПК, то перед ее создателями стоит огромное количество задач. Перечислим всего лишь основные из них:

  • Выпуск ОС, которая будет выполнять все свои задачи, работать на серверах и рабочих станциях российского же производства.
  • Создание рабочих и функциональных средств виртуализации под нее.
  • Та самая разработка средства управления базами данных, отладка которого сейчас возложена на РЖД.
  • Создание, развитие и поддержка отечественной среды разработки приложений.
  • Выпуск средств, которые могли бы быть использованы для автоматизирования тестирования.
  • Создание отечественного «магазина приложений». Даешь достойный ответ всяческим AppStore!
  • Выпуск ОС, которая может работать не только на настольных компьютерах и ноутбуках, но и на мобильной технике (смартфонах, планшетах). Эта российская мобильная операционная система должна стать конкурентом «Андроида», iOS, Windows Mobile.
  • Разработка средств проектирования, которые облегчат написание новых приложений.
  • Анализ бизнес-сектора экономики, создание специализированного кластера программ специально для него.
  • Наконец, разработка российской операционной системы должна предусматривать создание собственного рабочего окружения (DE).
  • Создание новых средств для установки, развертывания и отладки написанных программ.
  • Наличие возможности для безболезненной миграции бизнеса и домашних пользователей со старых версий ОС.
  • Формирование учебных курсов, которые расскажут пользователям о том, что такое российская операционная система для ПК, о ее возможностях и перспективах.

О пользователях новой ОС

Не секрет, что современный сегмент домашних компьютеров во многом ориентирован на игры. Кроме того, рынок ПК отличается невероятным разнообразием компьютерного «железа», а также безусловным доминированием той самой ОС Windows. Так как все понятия и привычки пользователей в этой нише отличаются закоренелым консерватизмом, хоть как-то их изменить вряд ли получится.

Таким образом, новая российская операционная система наверняка будет ориентирована на государственные органы, корпоративные сегменты экономики, сферу ВПК.

Каким требованиям должна отвечать новая ОС?

  1. Сравнительно низкая стоимость как самой системы, так и «железа», которое необходимо для ее нормального функционирования.
  2. Наличие возможности «облачной» работы над документами. Проще говоря, в новую систему должна быть ориентирована какая-то среда для совместной разработки, что особенно востребовано в условиях предприятия или государственной организации.
  3. Система должна иметь возможности для масштабирования. Желательно, чтобы при росте предприятия ее можно было бы «затачивать» именно под нужды большой организации (этакие аналоги версий Business, Professional).
  4. Скорость обработки массивов информации должна быть максимально возможной.
  5. Максимальная надежность и защищенность (в том числе и от вирусов).
  6. Разработка и развитие ОС должны вестись с учетом новейших тенденций на рынке «железа».
  7. Защищенность от вредоносных действий. В принципе, российская операционная система «Роса» неплохо защищена от этого, но она является фактически еще одним дистрибутивом «Линукс».
  8. Хотя бы теоретическая возможность использования на компьютере домашнего пользователя (чтобы постепенно привлекать новую аудиторию).
  9. Полная совместимость хотя бы с наиболее распространенными образцами компьютерного «железа» и периферии.

Разработка ОС с учетом тенденций будущего развития аппаратной части

В последнее время процессоры перешагнули порог 14 нм, появились-таки отечественные «Эльбрусы» 65 нм, сообщается о скором выходе емкой памяти нового типа ReRam, которая по скорости будет оставлять далеко позади все современные SSD (NAND). Проще говоря, одной из приоритетных задач, которые стоят перед производителями, должна стать разработка такой системы, которая будет работать как на существующем, так и на перспективном «железе». Дело это сложное, а потому имеются вполне закономерные сомнения в его успехе.

А сейчас мы поговорим о реальных продвижениях в этой области.

О «Хамелеонах» и прочем

Вообще, у современных отечественных ОС есть ровно два реалистичных пути развития. И на первом месте стоит оправданный интерес военных, которым крайне важно защищенное отечественное ПО. Второе направление можно охарактеризовать как «патриотическую разработку». В сети порой появляются проекты, авторами которых регулярно анонсируется операционная система российского производства.

В последнем случае можно назвать ОС Xameleon. Если говорить о технологической стороне вопроса, то она очень похожа на Mac OS X, так как обе системы основаны на использовании микроядра. «Хамелеон» применяет разработку L4, а в состав Mac OS X включено микроядро Mach. Увы, но отечественный «ответ» пока что не имеет даже банального GUI, то есть графического интерфейса.

Прочие кандидаты

Существует также российская операционная система «Патриот ОС». Уже довольно давно на Boomstarter объявлен сбор пожертвований на ее создание. Заявленная сумма составляет 38 500 000 рублей, что уже само по себе вызывает массовые насмешки в сети. Дело в том, что отечественные краудфандинговые проекты никогда не набирали более 12 миллионов. Кроме того, если вы почитаете требования к новой системе…

Проще говоря, заявленной суммы явно мало. Если российская операционная система «Патриот ОС» будет претендовать хотя бы на 1-2% рынка ПО в этой сфере, то нужно собрать раз в десять больше. Впрочем, этих денег должно хватить хотя бы на предварительную бета-версию, по которой можно будет судить о перспективах проекта в целом. Но адекватность некоторых заявленных характеристик вызывает глубокие сомнения.

Минутка юмора

Так, автор проекта говорит о том, что хотел бы создать новую Сеть «Патрионет», аналог Всемирного Интернета, которая будет доступна только тем пользователям, на компьютерах которых будет установлена российская операционная система «Патриот». Заявляется, что в ее основу будут положены «невероятно быстрые динамические технологии». Дело в том, что для реализации чего-то подобного будет маловато даже 38 миллионов долларов, что уж говорить об отечественной валюте...

Фантомные перспективы

Есть также российская операционная система «Фантом». Теоретически является разработкой компании Digital Zone (по факту - «домашняя заготовка» Дмитрия Завалишина). Последний каждый год горячо доказывает преимущества своего «детища» на выставке HighLoad и прочих подобных мероприятиях.

В принципе, и на сей раз ничего подлинно революционного и нового российская операционная система Phantom не содержит. Разработчики и впрямь не лукавят, когда заявляют, будто бы их ОС не является клоном Windows/Unix.

Вот только они отчего-то «забывают» рассказать, что «Фантом» является почти точной копией системы KeyKOS/EROS. Причем тема эта была начата в далеких 80-х прошлого века, когда были заложены общие принципы разработки KeyKOS.

OS ROSA – отличный вариант российского производства. Так как моя работа связанна с компьютером, я постоянно нахожусь в поиске идеальной операционной системы. Что входит в это понятие? Защищенность, скорость, а также работа без каких-либо «зависаний» системы. Последнее время windows не радует пользователей, поэтому я обратил внимание на российскую OS ROSA.

Она была создана на основании Mandriva в 2011 году. Однако реально работающая версия системы вышла годом позже. Rosa Desktop Fresh 2012 стало новой страницей отечественных аналогов windows.

Над ней была проведена колоссальная работа специалистов разных стран, изменено и добавлено около 1 млн. строк кода, практически 16 тысяч пакетов было обновлено в своих хранилищах. Также в эту линейку систем включены серверная версия — Rosa Server и более популярная настольная — Rosa Desktop, которая в свою очередь выходит в трех редакциях. Таких, как Free (свободные компоненты), EE (расширенная) и LTS (характеризуется 5-ти летней поддержкой). В отличие от , и операционная система ROSA имеет ряд преимуществ.

Российская операционная система для ПК Rosa преимущества

На мой взгляд лучше всего для личного использования подходит Desktop, так как именно в ней собраны все лучшие разработки. За счет этого она, также, как и другие версии, имеет целый ряд преимуществ:

В ней объединен элегантный дизайн и отличная функциональность за счет подобранности, собранных в ней программ;

Установив такую систему не нужно искать драйвера, они идут вместе с ОС. Таким образом, она представляет собой полный комплект. Установил и радуйся;

Если сомневаетесь в необходимости смены системы можно воспользоваться так называемым «гостевым режимом». Для этого следует создать загрузочную флешку и протестировать данную ОС не снося предыдущую;

За счет того, что ROSA сертифицирована ФСТЭК она отлично подходят организациям, для которых безопасность стоит на первом месте;

В данной системе интерфейс очень хорошо продуман и все нужные инструменты легко найти, хоть они и немного отличаются от привычных нам. Так, например, после нажатия кнопки «Пуск», попадаешь в некоторое подобие меню андроидов и(или) смартфонов;

ROSA позволяет производить эксперименты с устанавливаемыми программами в «режиме заморозки», а после перезагрузки возвращать систему в изначальное состояние.

Скачать OS ROSA -http://www.rosalinux.ru/rosa-linux-download-links/

Очень мудрым решением разработчиков стало то, что они сделали ОС ROSA бесплатной. Такой шаг ведет к ее быстрому распространению без какого-либо навязывания пользователям.
Операционная система ROSA за счет своей безопасности и простоты использования стала для меня идеальным вариантом. А ее способность раздавать WiFi в два клика стала для меня довольно приятным сюрпризом.

Думаю, что любой из читателей данной статьи уже не считает синонимами слова «Операционная система» и «Windows», т.к. знает как минимум ещё одну или несколько других систем. Для многих это будет Андроид, ещё для значительного круга известны Windows Phone и iOS, чуть меньше людей слышали про OS X, FreeBSD и Ubuntu. Все эти операционные системы разрабатываются западными (преимущественно американскими) организациями. На первый взгляд некуда бросить свой взор русскому человеку... ан нет. Есть и у нас свои мастера.

Мы уже привыкли, что информационные технологии для России являются не предметом творчества, а предметом пассивного изучения. Да, мы знаем антивирус мирового уровня от Касперского или на данный момент лучший распознаватель текста FineReader тоже от российской компании. Кто-то вспомнит Dr.Web. Но в общем контексте это, если не капля, то небольшая лужица в море, составляющем наш компьютерный кругозор. Данная иллюзия ошибочна, т.к. оцениваются не все активные участники ИТ-сообщества, а только те, кто себя активно продвигает через рекламу или менеджеров по продажам. А кто оказывается за бортом нашего кругозора? Да десятки тысяч отечественных разработчиков разного уровня профессионализма и разных областей решаемых задач.

Ни для кого не секрет, что наиболее важной составляющей любого компьютера (кроме железок внутри корпуса) является операционная система. Но есть ли у нас здесь, что присмотреть себе из отечественного? Оказывается есть. Вот краткий список реальных проектов, которые запущены и работают не первый год:

Я решил рассмотреть первую (РОСУ), т.к. предполагаю, что она наиболее удобна для бывших пользователей Windows из всех мною перепробованных. Точнее: редакцию «для народа» - Fresh (т.е. «Свежая» РОСА).

https://pp.vk.me/c622330/v622330599/4a111/e-lkYhJxA2M.jpg

Главная проблема для пользователя новой операционной системы - освоение новой логики работы с компьютером (ведь РОСА - не клон Windows, а совершенно другая ОС). Например, человек, решивший пересесть на OS X от Apple должен будет решительно отвергнуть привычки виндовода квплоть до "горячих клавиш". Тут у российской операционной системы проблем минимум: нижняя панель напоминает по логике работы привычную «Вендовую», а устройство меню (условно назовём его «ПУСК») порадует своей простотой и функциональностью.


https://pp.vk.me/c624419/v624419599/61c93/7xQG0ybJAO4.jpg

Но это только внешняя «косметика». Внутри имеются все необходимые даже довольно продвинутому пользователю инструменты: встроенные проигрыватели огромного числа форматов, полноценный офисный пакет (аналог MS Office), редакторы графики, аудио и видео, почтовый клиент, два(!) браузера для любителей из разных лагерей (Firefox и Chromium), клиент, способный подключиться к ICQ и QIP, утилиты записи загрузочных флешек и дисков. Если нужно, доустанавливаем Skype, TeamViewer и другие полезные программы через удобный и лаконичный установщик программ (большинство программ ставится и обновляется через один этот инструмент без нужды обновляться вручную).


https://pp.vk.me/c622330/v622330599/4a11b/dmMw9LEA8S4.jpg

И даже при всей массивности предустановленного набора программ РОСА умудряется загружаться и выключаться быстрее продукции редмондской корпорации. А проблема вирусов будет беспокоить только тех, кто их целенаправлено устанавливает в систему. «Внезапно» на компьютере они не могут появиться.

При всём этом в системе есть множество уникальных возможностей для Windows-пользователя. Чего стоит только возможность в два клика раздавать WiFi-интернет со своего ноутбука или возможность после включения «режима заморозки» издеваться экспериментами над системой, а потом после перезагрузки увидеть систему в «предзамороженном» состоянии.


https://pp.vk.me/c622330/v622330599/4a125/cm1N-A-A-Ok.jpg

В общем, преимуществ много. Нужно их пощупать, чтобы понять это. Для этого достаточно загрузиться в полноценную операционную систему прямо с компакт-диска или флешки, не устанавливая систему (непривычно, правда?). А если понравится, то установить систему и во время установки полистать интернет или написать интересную статью.

Ещё одним преимуществом российской ОС является активное и доступное русскоязычное сообщество

О необходимости форсированного развития отечественного рынка ПО, обеспечения максимальной независимости от иностранных разработок в сфере высоких технологий и сохранения информационного суверенитета впервые на высшем уровне заговорили в 2014 году, когда санкции США и Евросоюза резко повысили риски, связанные с применением зарубежного софта в бизнесе и государственных организациях. Именно тогда в Министерстве связи и массовых коммуникаций РФ всерьёз озадачились решением этого стратегически значимого, по мнению чиновников, вопроса вместе со стимулированием спроса на национальные продукты и проработкой соответствующих мер поддержки отечественных разработчиков. Как результат — в кратчайшие сроки на законодательном уровне были утверждены ограничения на допуск иностранного ПО при осуществлении государственных и муниципальных закупок, а также правила формирования и ведения единого реестра российских программ. Всё это положительным образом отразилось на рынке программного обеспечения в России, который за последнее время пополнился множеством интересных проектов и разработок. В том числе и в области операционных систем.

«Альт Линукс СПТ» представляет собой унифицированный дистрибутив на базе Linux для серверов, рабочих станций и тонких клиентов со встроенными программными средствами защиты информации, который может быть использован для построения автоматизированных систем по класс 1В включительно и информационных систем персональных данных (ИСПДн) по класс 1К включительно. ОС позволяет одновременно хранить и обрабатывать на одном персональном компьютере или сервере конфиденциальные данные, обеспечивать многопользовательскую работу с разграничением доступа к информации, работать с виртуальными машинами, а также использовать средства централизованной авторизации. Выданный ФСТЭК России сертификат подтверждает соответствие продукта требованиям следующих руководящих документов: «Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищённости от несанкционированного доступа к информации» — по 4 классу защищённости; «Защита от несанкционированного доступа к информации. Часть 1. Программное обеспечение средств защиты информации. Классификация по уровню отсутствия недекларированных возможностей» — по 3-му уровню контроля и технических условий. Техническая поддержка пользователей «Альт Линукс СПТ » осуществляется компанией «Свободные программы и технологии» через партнёра-разработчика «Базальт СПО».

⇡

Разработчик: компания «Базальт СПО»

Платформа «Альт» — это набор Linux-дистрибутивов уровня предприятия, позволяющих развернуть корпоративную IT-инфраструктуру любого масштаба. В состав платформы входят три дистрибутива. Это универсальный «Альт Рабочая станция», включающий в себя операционную систему и набор приложений для полноценной работы. Второй — серверный дистрибутив «Альт Сервер», который может выступать контроллером домена Active Directory и содержит максимально полный набор служб и сред для создания корпоративной инфраструктуры (СУБД, почтовый и веб-сервер, средства аутентификации, группой работы, управления виртуальными машинами и мониторинга и прочие инструменты). Третий — «Альт Образование 8», ориентированный на повседневное использование при планировании, организации и проведении учебного процесса в учреждениях общего, среднего и высшего образования. Помимо этого, в серии продуктов компании «Базальт СПО» представлены упомянутый выше сертифицированный дистрибутив «Альт Линукс СПТ» и операционная система для домашних пользователей Simply Linux.

⇡

Разработчик: Национальный центр информатизации (входит в госкорпорацию «Ростех»)

Российский проект по созданию экосистемы программных продуктов на базе дистрибутива Linux, предназначенных для комплексной автоматизации рабочих мест и IT-инфраструктуры организаций и предприятий, в том числе в дата-центрах, на серверах и клиентских рабочих станциях. Платформа представлена в вариантах «ОСь.Офисная» и «ОСь.Серверная». Они различаются наборами включённого в дистрибутив прикладного ПО. Офисная редакция продукта содержит собственно операционную систему, средства защиты информации, пакет программ для работы с документами, почтовый клиент и браузер. В состав серверной версии включены операционная система, средства защиты информации, инструменты мониторинга и системного управления, сервер электронной почты и СУБД. В числе потенциальных пользователей платформы фигурируют федеральные и региональные органы власти, органы местного самоуправления, компании с государственным участием и государственные корпорации. Предполагается, что экосистема на основе «ОСи» в ближайшем будущем станет полноценной альтернативой западным аналогам.

Разработка научно-производственного объединения «РусБИТех», представленная в двух вариантах: Astra Linux Common Edition (общего назначения) и Astra Linux Special Edition (специального назначения). Особенности последней версии ОС: развитые средства обеспечения информационной безопасности обрабатываемых данных, механизм мандатного разграничения доступа и контроля замкнутости программной среды, встроенные инструменты маркировки документов, регистрации событий, контроля целостности данных, а также прочие обеспечивающие защиту информации компоненты. По заверениям разработчиков, Astra Linux Special Edition — единственная программная платформа, сертифицированная одновременно в системах сертификации средств защиты информации ФСТЭК России, ФСБ, Минобороны РФ и позволяющая обрабатывать в автоматизированных средствах всех министерств, ведомств и других учреждений Российской Федерации информацию ограниченного доступа, содержащую составляющие государственную тайну сведения с грифом не выше «совершенно секретно».

⇡ ROSA Linux

Разработчик: ООО «НТЦ ИТ РОСА»

Семейство операционных систем ROSA Linux включает внушительный набор решений, предназначенных для домашнего использования (версия ROSA Fresh) и применения в корпоративной среде (ROSA Enterprise Desktop), развёртывания инфраструктурных IT-служб организации (ROSA Enterprise Linux Server), обработки конфиденциальной информации и персональных данных (РОСА «Кобальт»), а также составляющих государственную тайну сведений (РОСА «Хром» и «Никель»). В основу перечисленных продуктов положены наработки Red Hat Enterprise Linux, Mandriva и CentOS с включением большого количества дополнительных компонентов — в том числе оригинальных, созданных программистами научно-технического центра информационных технологий «РОСА». В частности, в составе дистрибутивов ОС для корпоративного сегмента рынка представлены средства виртуализации, ПО для организации резервного копирования, инструменты для построения частных облаков, а также централизованного управления сетевыми ресурсами и системами хранения данных.

⇡

Разработчик: компания «Калкулэйт»

Calculate Linux представлен в редакциях Desktop, Directory Server, Scratch, Scratch Server и создан с прицелом на домашних пользователей и организации малого и среднего бизнеса, предпочитающие использовать ПО с открытым исходным кодом вместо проприетарных решений. Особенности платформы: полноценная работа в гетерогенных сетях, механизм перемещаемых профилей пользователей, инструментарий централизованного развёртывания программного обеспечения, простота администрирования, возможность установки на портативные USB-накопители и поддержка бинарных репозиториев обновлений Gentoo. Важно, что команда разработчиков доступна и открыта для любых замечаний, предложений и пожеланий пользовательской аудитории, о чем свидетельствует огромное количество способов принять участие в сообществе Calculate Linux и развитии платформы.

⇡ «Ульяновск. BSD»

Разработчик: Сергей Волков

Операционная система, которая построена на основе свободно распространяемой платформы FreeBSD и содержит необходимый набор прикладных программ для домашних пользователей и выполнения офисных задач. По словам единственного разработчика ОС Сергея Волкова, «Ульяновск.BSD» полностью адаптирована к потребностям именно русскоязычных пользователей. «Наша сборка максимально облегчена и идеально подходит для использования как на домашних компьютерах, так и на рабочих станциях сотрудников различных организаций, а также для использования в образовательных заведениях», — утверждает автор проекта, не вдаваясь в подробности того, чем конкретно скомпилированный им продукт отличается от оригинала. Солидности проекту добавляют не только наличие распространяемого на коммерческих условиях дистрибутива и платная техническая поддержка, но и запись в реестре российского ПО. Это означает, что программная платформа «Ульяновск.BSD» на законных основаниях может применяться государственными организациями в рамках проектов по внедрению импортозамещающих технологий.

Сертифицированная и защищённая операционная система, позволяющая обрабатывать информацию в соответствии с ФЗ № 152 «О персональных данных» и реализовывать системы обработки информации ограниченного доступа, не относящейся к государственной тайне. ICLinux включает средства удалённого администрирования, имеет встроенный межсетевой экран, сертифицированный на соответствие РД МЭ по 3-му классу защищённости, поддерживает RDP, X-Windows System, SSH, Telnet, VNC, VPN, NX, ICA и прочие протоколы. Также в активе платформы значатся совместимость со средствами аутентификации компании «Аладдин Р.Д.» и модульная архитектура, которая позволяет гибко настраивать операционную систему под требования заказчика.

⇡ «Альфа ОС» (Alfa OS)

Разработчик: компания ALFA Vision

Ещё один клон Linux, снабжённый пользовательским интерфейсом а-ля macOS с набором привычных офисных приложений и наполненный глубоким философским смыслом. Без шуток, на сайте разработчика в разделе «О компании», так и сказано: «Операционная система — это особое явление, точка, в которой сходятся технологические, эстетические и гуманитарные концепции. Вершина, которая видна со всех сторон. Чтобы она засияла, стала тем, чем должна быть, необходим самый разнообразный осмысленный опыт. И он у нас есть ». Сколько экспрессии в этих словах, какая подача информации! Согласитесь, не каждый может так выразительно преподнести свой продукт широкой аудитории. В настоящий момент «Альфа ОС» представлена в виде десктопной версии для x86-совместимых систем. В будущем компания ALFA Vision намерена выкатить на рынок мобильную и серверную редакции ОС, а также сборку дистрибутива для устройств на базе процессоров ARM.

Программная платформа, разработанная специально для вычислительных комплексов с архитектурой SPARC и «Эльбрус». Особенностью системы является кардинально переработанное ядро Linux, в котором были реализованы особые механизмы управления процессами, виртуальной памятью, прерываниями, сигналами, синхронизацией, поддержка тегированных вычислений. «Нами была проделана фундаментальная работа по преобразованию ОС Linux в операционную систему, поддерживающую режим работы в реальном времени, для чего были реализованы актуальные оптимизации в ядре. В ходе работы в реальном времени можно устанавливать различные режимы обработки внешних прерываний, планирования вычислений, обменов с дисковыми накопителями и некоторые другие », — поясняют в компании «МЦСТ». Помимо этого, в ядро программной платформы «Эльбрус» встроен комплекс средств защиты информации от несанкционированного доступа, который позволяет использовать ОС для построения автоматизированных систем, отвечающих самым высоким требованиям информационной безопасности. Также в составе системы представлены средства архивации, планирования заданий, разработки ПО и прочие инструменты.

⇡ «Ред ОС»

Операционная система на основе ядра Linux, созданная с прицелом на обеспечение безопасности обрабатываемых данных. «Ред ОС» соответствует отечественным требованиям по защите информации, имеет преднастроенные конфигурации для каждой аппаратной архитектуры, использует алгоритмы ГОСТ 34.11-2012 в протоколах ssh и NX, а также поддерживает списки управления доступом. Помимо этого, ОС поддерживает сетевую аутентификацию с помощью подключаемых модулей аутентификации (PAM, Pluggable Authentication Modules) и имеет в своём составе специализированную подсистему распределённого аудита, которая позволяет отслеживать критичные события безопасности в корпоративной сети и предоставляет IT-администратору необходимые инструменты для оперативного реагирования на инциденты ИБ.

⇡ GosLinux («ГосЛинукс»)

Разработчик: компания «Ред Софт»

ОС GosLinux создана специально для нужд Федеральной службы судебных приставов Российской Федерации (ФССП России) и пригодна для использования во всех органах власти, государственных внебюджетных фондах и органах местного самоуправления. Платформа построена на базе дистрибутива CentOS 6.4, включающего наработки Red Hat Enterprise Linux. Система представлена в двух редакциях — для серверов и рабочих станций, содержит упрощённый графический интерфейс и набор преднастроенных средств защиты информации. Разработчик ОС — компания «Ред Софт», победившая в марте 2013 года в конкурсе на доработку, внедрение и сопровождение автоматизированных информационных систем ФССП России. В 2014 году система получила сертификат соответствия ФСТЭК России, подтверждающий, что «ГосЛинукс» имеет оценочный уровень доверия ОУД3 и соответствует требованиям руководящего документа Гостехкомиссии РФ по 4-му уровню контроля отсутствия недекларированных возможностей. Дистрибутив ОС GosLinux для органов государственной власти размещён в национальном фонде алгоритмов и программ по адресу nfap.minsvyaz.ru . В настоящий момент платформа GosLinux активно развёртывается во всех территориальных органах и подразделениях ФССП России. Также ОС передана на опытную эксплуатацию представителям властей Нижегородской, Волгоградской и Ярославской областей.

⇡

Разработчик: ООО «Алми»

Сайт продукта:

Ещё одна сборка Linux в нашем списке, которая определённо не страдает от недостатка хвалебных эпитетов в свой адрес со стороны разработчиков. «Уникальная, идеальная, простая, совмещающая в себе удобство операционной системы Windows, стабильность macOS и безопасность Linux » — такими возносящими AlterOS до небес фразами вдоль и поперёк прошит официальный сайт продукта. В чём именно заключается уникальность отечественной платформы, на сайте не сказано, зато представлена информация о трёх редакциях ОС: AlterOS «Волга» для государственного сектора, AlterOS «Амур» для корпоративного сегмента и AlterOS «Дон» для серверов. Сообщается о совместимости системы со множеством востребованных в бизнес-среде программных решений, в том числе с «1С» и «Консультант Плюс», а также отечественными средствами криптозащиты (например, «КриптоПро»). Отдельный акцент сделан на отсутствии в версии платформы для госорганизаций ПО, которое взаимодействует с иностранными серверами, — всё сделано по канонам максимального импортозамещения, заявляют разработчики.

⇡ Мобильная система Вооружённых Сил (МСВС)

Разработчик: Всероссийский научно-исследовательский институт автоматизации управления в непромышленной сфере им. В. В. Соломатина (ВНИИНС)

Защищённая операционная система общего назначения, предназначенная для построения стационарных и мобильных защищённых автоматизированных систем в Вооружённых Силах Российской Федерации. Принята на снабжение в ВС РФ в 2002 году. В основу МСВС положены ядро и компоненты Linux, дополненные дискреционной, мандатной и ролевой моделями разграничения доступа к информации. Система функционирует на аппаратных платформах Intel (x86 и x86_64), SPARC («Эльбрус-90микро»), MIPS, PowerPC64, SPARC64 и сертифицирована по требованиям безопасности информации Министерства обороны РФ. Реализованные в МСВС средства защиты позволяют создавать на базе платформы автоматизированные системы, которые обрабатывают составляющие государственную тайну сведения, имеющие степень секретности «СС» (совершенно секретно).

⇡ «Заря»

Разработчик: ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт экономики, информатики и систем управления» («ЦНИИ ЭИСУ», входит в «Объединённую приборостроительную корпорацию»)

Семейство программных платформ на ядре Linux, которые представляют собой альтернативу зарубежным ОС, применяемым сейчас в силовых ведомствах, госсекторе и на оборонных предприятиях. Настольная операционная система «Заря» совместима с большинством традиционных офисных приложений и программ. Серверная платформа «Заря-ЦОД» позволяет организовать сервер приложений или сервер базы данных. Для построения центров обработки данных она предлагает стандартный набор серверного ПО, средства виртуализации, а также возможность работы на так называемом «большом железе», включая мейнфреймы. Для встраиваемых систем, работающих без участия человека, которые должны обрабатывать информацию в режиме реального времени, разработана специальная ОС «Заря РВ». Система соответствует третьему классу защиты от несанкционированного доступа и второму уровню контроля отсутствия недекларированных возможностей. Платформа разработана по заказу Минобороны России и, как ожидается, будет востребована силовыми ведомствами, оборонным комплексом, а также коммерческими структурами, работающими с государственной тайной и персональными данными.

Операционная система для терминальных станций. Создана на базе Linux и содержит только необходимый набор инструментов для организации рабочих мест с использованием тонких клиентов. Все функции, выходящие за эти рамки, исключены из дистрибутива. Kraftway Terminal Linux поддерживает множество сетевых протоколов прикладного уровня (RDP, VNC, SSH, NX, XWindow, VMWare View PCoIP и др.), позволяет настраивать права доступа на проброс USB-носителей, обеспечивает возможность использования сетевых и локальных принтеров, содержит средства восстановления конфигурации ОС при перезагрузке, а также инструменты дистанционного группового управления терминальными станциями и администрирования рабочих мест. Особенность системы — высокая защищённость. Kraftway Terminal Linux поддерживает и аппаратные средства аутентификации пользователей: USB-ключи eToken PRO и eToken PRO Java от ЗАО «Аладдин Р.Д.», а также RuToken S и RuToken ЭЦП от ЗАО «Актив-софт». Обновление ОС может осуществляться администратором через локальную сеть или с USB-накопителя. Возможна настройка автообновления как с локального сервера заказчика, так и с сервера компании Kraftway.

⇡ WTware

Разработчик: Андрей Ковалёв

Ещё одна программная платформа для развёртывания в IT-инфраструктуре предприятия рабочих мест с использованием недорогих терминальных решений. В дистрибутив WTware включены службы для загрузки по сети, инструменты для работы с принтерами, сканерами штрихкодов и прочим периферийным оборудованием. Поддерживается перенаправление COM- и USB-портов, а также аутентификация по смарт-картам. Для подключения к серверу терминалов используется протокол RDP, а для оперативного разрешения возникающих при настройке операционной системы вопросов к дистрибутиву прилагается подробная документация. WTware распространяется на коммерческих условиях и лицензируется по количеству рабочих станций. Для мини-компьютера Raspberry Pi разработчиком предлагается бесплатная версия ОС.

⇡ KasperskyOS

Разработчик: «Лаборатория Касперского»

Безопасная операционная система, предназначенная для использования в критически важных инфраструктурах и устройствах. Платформа «Лаборатории Касперского» может быть задействована в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП), телекоммуникационном оборудовании, медицинских аппаратах, автомобилях и прочих гаджетах из мира Интернета вещей. ОС создана с нуля и в силу своей архитектуры гарантирует высокий уровень информационной безопасности. Основной принцип работы KasperskyOS сводится к правилу «запрещено всё, что не разрешено». Это позволяет исключить возможность эксплуатирования как уже известных уязвимостей, так и тех, что будут обнаружены в будущем. При этом все политики безопасности, в том числе запреты на выполнение определённых процессов и действий, настраиваются в соответствии с потребностями организации. Платформа будет поставляться в качестве предустановленного программного обеспечения на различных типах оборудования, применяемого в индустриальных и корпоративных сетях. В настоящее время безопасная ОС «Лаборатории Касперского» внедрена в маршрутизирующий коммутатор уровня L3, разработанный компанией Kraftway.

Операционная система реального времени (ОСРВ), написанная программистами «АстроСофт» с нуля, без заимствований чужого кода, и предназначенная прежде всего для Интернета вещей и встроенных устройств. Кроме того, она подходит для робототехники, медицинского оборудования, систем «умного дома» и «умного города», потребительской электроники и пр. Впервые ОС реального времени «МАКС» (аббревиатура расшифровывается как «мультиагентная когерентная система») была продемонстрирована широкой аудитории в январе 2017 года. Платформа не только реализует всю классическую функциональность продуктов данного типа, но и обладает рядом уникальных возможностей по организации взаимодействия множества устройств, позволяющих упростить создание необходимых во встраиваемых системах механизмов: резервирование, горячая замена оборудования и др. Одна из особенностей «МАКС» — поддержка разделяемой памяти на уровне устройств. Данный механизм обеспечивает автоматическую, устойчивую к сбоям отдельных компонентов синхронизацию информации между узлами распределённой системы. ОСРВ «МАКС» включена в реестр отечественного программного обеспечения. Кроме этого, продукт зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности (Роспатент) и в настоящее время проходит сертификацию в Федеральной службе по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России) по четвёртому уровню контроля недекларированных возможностей (НДВ).

⇡ В качестве заключения

Существует два подхода к созданию российского софта. Первый заключается в написании исходного кода продуктов с нуля, полностью силами отечественных специалистов. Второй вариант предполагает создание национального ПО на основе доработки заимствованных исходных кодов. Именно его и придерживаются работающие на ниве импортозамещения ПО российские софтверные компании. Наш топ-20 операционных систем с шильдиком «Сделано в России» — яркое тому подтверждение. Хорошо это или плохо — большой вопрос, предмет отдельного разговора.

Похожие статьи