Основы операционных систем

Классификация операционных систем. ОС реального времени.

Существует несколько схем классификации операционных систем. Ниже приведена классификация по некоторым признакам с точки зрения пользователя.

По количеству одновременно работающих пользователей:

• Однопользовательские ОС позволяют работать на компьютере только одному человеку.
• Многопользовательские ОС поддерживают одновременную работу на ЭМВ нескольких пользователей за различными терминалами.

По числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы:

• Однозадачные ОС поддерживают выполнение только одной программы в отдельный момент времени, то есть позволяют запустить одну программу в основном режиме.
• Многозадачные ОС (мультизадачные) поддерживают параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы на некотором отрезке времени, то есть позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу.

При многозадачном режиме, в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей, время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором, Параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.

Современные ОС поддерживают многозадачность, создавая иллюзию одновременной работы нескольких программ на одном процессоре. На самом деле за фиксированный период времени процессор обрабатывает только один процесс, а процессорное время делится между программами, организуя тем самым параллельную работу. Это замечание не относится к многопроцессорным системам, в которых в действительности в один момент времени могут выполняться несколько задач.

Многозадачная ОС, решая проблемы распределения ресурсов и конкуренции, полностью реализует мультипрограммный (многозадачный) режим. Многозадачный режим, который воплощает в себе идею разделения времени, называется вытесняющим (preemptive). Каждой программе выделяется квант процессорного времени, по истечении которого управление передается другой программе. Говорят, что первая программа будет вытеснена. В вытесняющем режиме работают пользовательские программы большинства ОС.

По количеству поддерживаемых процессоров (однопроцессорные, многопроцессорные):

Многопроцессорные ОС поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи. При многопроцессорном режиме работы два или несколько соединенных и примерно равных по характеристикам процессора совместно выполняют один или несколько процессов (программ или наборов команд). Цель такого режима – увеличение быстродействия или вычислительных возможностей.
Многопроцессорные ОС разделяют на симметричные и асимметричные. В симметричных ОС на каждом процессоре функционирует одно и то же ядро, и задача может быть выполнена на любом процессоре, то есть обработка полностью децентрализована. При этом каждому из процессоров доступна вся память.
В асимметричных ОС процессоры неравноправны. Обычно существует главный процессор (master) и подчиненные (slave), загрузку и характер работы которых определяет главный процессор.

По типу доступа пользователя к ЭВМ (с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени):

ОС пакетной обработки: в них из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности.

ОС разделения времени обеспечивают одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания. Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени (интервал мультиплексирования). Если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается, и программа переводится в конец очереди. Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течение соответствующего интервала мультиплексирования, затем поступает в конец очереди и т.д. в соответствии с циклическим алгоритмом.

ОС реального времени обеспечивают определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами. При таком режиме ЭВМ управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию, непосредственно поступающую от объекта управления.

По разрядности кода операционной системы: восьмиразрядные, шестнадцатиразрядные, тридцатидвухразрядные, шестидесяти четырехразрядные:

Разрядность кода – это разрядность используемых аппаратных средств (например, использование 32-разрядных регистров для процессоров). Подразумевается, что разрядность ОС не может превышать разрядности процессора.

По типу интерфейса (командные (текстовые), объектно-ориентированные (как, правило, графические):

Пользовательский интерфейс – это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ. Пользовательский интерфейс бывает командным и объектно-ориентированным.

Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера. При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью монитора. Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть консолью.

Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой строку приглашения. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter. После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется.

Возможность интерактивного взаимодействия пользователя и программы возникает с появлением:

• систем пакетной обработки
• (Правильный ответ) систем разделения времени
• мультипрограммных вычислительных систем

• произвольные процессы в системе
• только процесс, создавший pipe, и его непосредственный процесс-ребенок
• (Правильный ответ) только процессы, имеющие общего родителя, создавшего pipe

Основные элементы графического интерфейса

Взаимодействие компьютера с пользователем с каждой новой версией операционной системы становится проще и понятнее. Это означает, что создатели пользовательского интерфейса — набора инструментов, позволяющих пользователю взаимодействовать с компьютером, — создают всё более сложные программы. А сам интерфейс становится более дружественным. Про такой говорят, что он сделан по принципу DWIM (Do What I Mean — «делай то, что я имею в виду»).

Современные операционные системы имеют графический интерфейс. Это значит, что команды управления устройством скрываются за графическими элементами, которыми управляет пользователь. В специальной литературе графический интерфейс иногда называют WIMP — это аббревиатура от Windows, Icons, Menus, Pointer — «окна, иконки, меню, указатель».

WIMP-интерфейс позволяет пользователю управлять программными и аппаратными ресурсами компьютера через окна, иконки, меню и указатели.

Графический интерфейс очень удобен для рядового пользователя, но для профессионального программиста он имеет некоторые недостатки, например, сама графическая оболочка занимает много места и замедляет работу компьютера. Кроме того, графические интерфейсы разных операционных систем затрудняют совместную работу.
Рассмотрим основные элементы графического интерфейса. Иллюстрировать наше исследование будем с помощью примеров операционной системы Windows .
Основными элементами графического интерфейса являются окна и меню .

Рабочий стол — ключевое окно графической среды. В нём мы увидим такие элементы управления, как главное меню, значки, ярлыки, панель задач.

Главное меню — это элемент управления рабочего стола, предназначенный для быстрого доступа к программам, документам, средствам настройки и поиска, избранным папкам и объектам. Завершение работы с операционной системой выполняется только с помощью главного меню. Открывается кнопкой «Пуск».

Ярлыки внешне отличаются от значков стрелкой в левом нижнем углу, но предоставляют быстрый доступ к программе, которая хранится в файловой системе, а на рабочий стол выведен ярлык для её быстрого запуска.

Панель задач — элемент управления, отображает кнопку «Пуск», значки запущенных приложений, индикаторы, время.

Диалоговые окна бывают разными в зависимости от способа взаимодействия с пользователем. Это могут быть окна сообщений, в которых из управляющих элементов присутствуют только кнопки — элемент управления, при нажатии служит для выполнения действия, которое обозначено надписью на кнопке.

Или это могут быть более сложные окна настройки параметров. В них больше различных элементов управления. Рассмотрим элементы управления на примере окон настройки параметров «Шрифт» и «Табуляция».

Преимущества технологии диалогового обучения

Использование технологии диалогового обучения в учебном процессе позволяет сделать учебный процесс ориентированным на личностное развитие учащихся. Кроме того, она имеет ряд достоинств:

1. Обеспечивает целенаправленность учебного процесса;
2. Развивает у учащихся познавательную активность;
3. Способствует развитию мыслительной деятельности у участников диалога;
4. Активизирует творческую сторону развития;
5. Способствует самореализации, саморазвитию и самосовершенствованию личности;
6. Развивает у учащихся навыки коммуникативного общения;
7. Формирует умения строить беседу, вести диалог;
8. Развивает навыки вопросно-ответной формы общения;
9. Развивает важные личностные качества: терпимость, умение слушать, уважение к другой личности, адекватного восприятия чужой точки зрения.

Получи деньги за свои студенческие работы

Курсовые, рефераты или другие работы

Автор этой статьи Дата последнего обновления статьи: 15.01.2022

Эксперт по предмету «Педагогика» , преподавательский стаж — 4 года

Автор24 — это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.

1 Общие представления о диалоговых системах. Понятие диалога

В диалоговых системах речевые акты должны быть оформлены соответствующим образом, поскольку они составляют компонент человеческого общения, а также являются не менее важным аспектом спонтанного общения. Диалоговые системы — неотъемлемая составляющая интеллектуальных компьютерных систем, служащих для переработки информации. Именно с их помощью осуществляются практически все процессы внутри системы. Основным требованием диалоговых систем является обеспечение более удобной и естественной формы взаимодействия интеллектуальных систем с пользователями. Другими словами — это системы с естественно-языковым интерфейсом.

Среди систем обработки естественного языка обычно выделяются вопросно-ответные системы, диалоговые системы решения задач и системы обработки связных текстов.

Что же собой представляет диалог?

В целом, процесс так называемого «общения» человека с компьютерной системой можно назвать диалогом. Но дадим более общее представление этому понятию.

Диалог — это процесс обмена сообщениями между пользователем и компьютером. В диалоге постоянно происходит смена ролей информатора и пользователя, к тому же, смена ролей должна быть достаточно оперативной.

Приведем ряд условий, необходимых для осуществления процесса диалога:

— общая цель пользователя и информатора;

— смена ролей пользователя и компьютера;

— общий язык общения;

— наличие общей базы данных;

— возможность пополнения базы.

Реакция системы на входной текст определяется не только самим текстом, но и возможностями и знаниями системы. В случае, если входной текст не соответствует возможностям и знаниям системы, система, соответственно, не может сообщить ему интересующую его информацию. Чтобы пользователь мог понять причины несоответствия, система должна в виде косвенного ответа объяснить причину своих затруднений. [Попов Э.В. 1982].

Диалоговая система взаимодействия пользователя с компьютером

Диалоговые или чат-интерфейсы сегодня – очередной модный тренд в новых медиа. Но «модный» – не значит ложный или поверхностный. Подход «диалог как новая среда» логично эволюционирует из предыдущих форм, ломая устоявшиеся правила.

Conversational UI (user interfaces) – это разговорные или диалоговые интерфейсы, рассчитанные на взаимодействие с пользователем. На таких интерфейсах в свою очередь строятся различные медиа и сервисы. С их помощью грань между медиа и сервисами всё чаще стирается, предоставляя пользователю не только полезную информацию, но и решения по разным вопросам.

Мы уже писали о ботах для Telegram как о маленьких умных помощниках. При этом не фокусировались на главном принципе их работы: готовности выполнять набор операций по установленным правилам или по запросу.

Статья Мэтта Хартмана о разговорных интерфейсах помогает прояснить нюансы: чем чат-боты отличаются от чат-интерфейсов (русский адаптированный перевод сделали aic. в своем блоге).

Бот – это программа-помощник, в которой сообщениями обмениваются живой человек и система с набором готовых или сгенерированных с помощью искусственного интеллекта ответов. А чат-интерфейс – это формат общения, похожий на переписку, диалог. Если добавить в чат-интерфейс бота, то получится разговорная среда, в которой бот стремится к естественности языка и моделирует беседу с живым участником.

Чат-интерфейсы отличаются от чат-ботов тем, что они могут сразу сопровождаться людьми или выводить на контакт с ними. То есть у всякого чат-бота есть свой чат-интерфейс. Но не у всех чат-интерфейсов есть боты. Нас же интересуют в большей степени разговорные интерфейсы с ботами. Ведь построить диалоговое медиа на общении с живыми людьми малореально по множеству причин (время, финансы).

Чат-боты обречены на популярность по многим причинам. Чаще всего, они не требуют специальной установки, а встраиваются в привычный мессенджер, приложение или сайт.

Как и у любой технологии, у чат-ботов, которые встроены в диалоговые интерфесы, есть свои минусы и ограничения. Каждый из ботов приспособлен для небольшого круга операций. Исходя из этого, возможности предлагаемых решений, сам язык запросов и возможные ответы ограничены определенными сценариями. Кроме того, боты могут понимать далеко не все команды естественного языка (или даже намеренно ограничиваться специальными командами-операторами).

При этих очевидных и со временем преодолимых минусах, у чат-интерфесов с ботами масса плюсов и преимуществ перед другими интерфейсами.

Главное в понимании разговорных интерфейсов – это принцип диалога, человеческого общения в формате вопросов и ответов

Во-первых, если бот правильно сфокусирован на решении конкретной задачи, он может делать это быстро и без лишних вопросов, предложив понятно выстроенный сценарий взаимодействия. В формате диалога бот грамотно проведёт сессию вопросов и ответов, проанализирует почти мгновенно огромные объемы информации и выберет самые подходящие ответы и решения. Если у проблемы есть конечный набор возможных решений, даже если их тысячи или миллионы, алгоритм предложит оптимальное решение лучше любого человека.

Во-вторых, встроенный в другие сети и сервисы, чат-бот имеет доступ к различной информации о пользователе. То есть ему не нужно с вами знакомиться, уточнять местоположение, спрашивать номер кредитной карты и прочее – с вашего позволения он подтянет эту информацию из других источников. В результате ваш диалог с ним сведется к минимуму, взаимодействие будет короче и человек сэкономит уйму времени и сил. Это увеличивает ценность для пользователя и даёт ему положительный опыт.

В-третьих, чат-бот всегда на страже ваших интересов. Он активен постоянно и всегда готов помочь. Пользователь сам может настроить регулярную или ситуационную систему уведомлений от бота. Настраиваемый бот не забудет выбранные вами личные пожелания, подстроится под ваши привычки и потребности.

Разговорные интерфейсы со встроенными чат-ботами не смогли бы выбиться в тренд, если бы не ряд технологий и социальных практик, которые сделали возможным их взлёт.

Прежде всего, платформами для массового использования интерфейсов и ботов выступают соцсети и мессенджеры. Аудитория мессенджеров превышает 2 млрд человек, которые пересылают более 100 млрд сообщений ежедневно, и всё больше платформ и устройств поддерживают взаимодействие с ботами в режиме чата.

На пересечении с трендом мобильных/носимых устройств и голосового управления, возникают сервисы персональных помощников. Google Now, Siri, Microsoft Cortana, Amazon Alexa. Все эти технологии и решения находятся в полушаге от территории диалогов, выступая пока скорее справочниками и универсальными всезнайками. Безусловно, в этом направлении будет появляться всё больше решений. В том числе, умных посредников для общения людей. Например, наушники-переводчики, работающие в режиме реального времени.

Картина будет неполной, если не добавить технологии искусственного интеллекта (AI – Artificial Intelligence ) и машинного обучения (ML – Machine Learning). Искусственный интеллект и производные от него нейросети занимают умы лучших ученых мира. Машины уже вышли за пределы человеческих возможностей и делают вещи, на которые человек неспособен. Например, безошибочно определяют изображения, анализируют и классифицируют объекты.

Когда окончательно сойдутся и разовьются три этих направления, – массовые платформы, носимые устройства и искусственный интеллект, – мы увидим персональные настраиваемые умные решения. Что-то наподобие системы, как в фильме «Она» Спайка Джонса.

Главное в понимании разговорных интерфейсов – это принцип диалога, человеческого общения в формате вопросов и ответов. Этот принцип не новый: на многих сайтах и в сервисах применяются формы и всплывающие окна, где предлагается пообщаться с консультантом. Чаще всего с вами здороваются, задают первый вопрос и в случае вашего ответа подключается живой человек. Реже – вы отвечаете на простые вопросы (имя, откуда вы, ваш вопрос, контакты) и заявка с обещанием выйти на связь уходит к владельцу сайта.

Теперь, благодаря множеству технологий и изменения привычек аудитории, открываются широкие возможности для чат-интерфейсов с ботами, которые деликатно и в любой момент придут вам на помощь. Собственный мессенджер с чат-ботами, искусственным интеллектом и функционалом соцсети делает, например, «Сбербанк». Очевидно, там будет и информационный, медийный функционал.

Если представлять интернет как череду укладов, то Web 1.0 строился на каталогах, текстах и трансляционной медиамодели. Web 2.0 – время динамически обновляемого и пользовательского контента, соцсетей и интерактивных новых медиа. Web 3.0 – это умные гибридные сети, которые объединяют множество технологий, совмещают медиа и сервисы, общаясь с живыми людьми естественным образом. Строго говоря, от «веба» в них остается только одно название, поскольку сети (как физические, так и программные) формируют новую среду, объединяются и взаимопроникаают друг в друга, предлагая пользователю множество вариантов взаимодействия.

Раньше человек учился взаимодействовать с машинами, учился их языку, осваивал интерфейсы. Сегодня машины идут навстречу человеку и стараются сделать своё присутствие максимально комфортным и незаметным, стремятся общаться на языке человека и даже предугадывать его запросы.

Нужно отметить мнимое противопоставление чат-интерфейсов сайтам и приложениям. Это не конкурент в чистом виде, а дополнительный канал в привычном разговорном формате для решения простых задач. За осмысленным чтением пользователь всё равно пойдет на сайт, за самореализацией – в соцсети, а за сложным сервисом с персональной настройкой требований – в приложение, например.

Но как это всё соотносится со СМИ, с массмедиа? Для этого нужно нырнуть ещё чуть глубже.

Фраза «реклама – двигатель прогресса» сегодня может звучать как «потребность – двигатель прогресса». Людям всегда чего-то хочется, что-то нужно. Сфера медиа не исключение. Выявить и удовлетворить потребность – сегодня это основная задача любого медиапроекта, не только коммерческого.

Информация больше не самоцель для медиа. Информации много, она преследует человека всюду, но не всегда способна решить его потребность, проблему. Раньше медиа как бы говорили: «ну, вот тебе информация и делай с ней что хочешь». Сегодня, если медиа обладает аудиторией и репутацией, просто отдавать на откуп рекламодателям людей с их потребностями – расточительство. Поэтому всё больше медиа внедряют модель «медиа+сервис». Особенно, если для этого нужно просто переупаковать свой же собственный контент. Так, например, поступает проект The New York Times – Cooking, который предлагает сервис рецептов приготовления еды. К слову, они пока не продают ингредиенты, но это вопрос времени.

Ради понимания потребностей каждого пользователя задача медиа может поменяться: не информировать всех по одному сценарию, а сначала узнать и уточнить, чего хочет человек, а потом уже давать ему информацию. Которая несёт в себе решение. Здесь мы видим, что принципы естественного языка и диалога помогает максимально полно и комфортно выявить эти потребности. Поэтому диалоговые интерфейсы и чат-боты определенно займут ключевые места в арсенале СМИ, которые всё больше будут развиваться в сторону сервисов.

Что же касается чат-интерфейсов в массмедиа, то на этом пути все дороги открыты. Одними из пионеров стали издатели Quartz. Они выпустили приложение, которое позволяет вам чатиться с их новостями.

Логика следующая: вы видите новость-заголовок. Дальше вам предлагается две кнопки (с текстом или эмоджи), которые позволяют пойти вглубь новости или перейти к следующей. Глубина новости в среднем – 4-6 сообщений от чат-бота. Причем они могут быть не только в форме текста со ссылками, но также фото, Gif (анимированные картинки), инфографика. Создается ощущение, что на противоположной стороне с вами общается живой задорный редактор. Вся сессия укладывается в среднем в 1-5 минут.

Взаимодействие можно настроить. Изменить частоту получения новостей, включить или выключить новости с фондовых рынков (они приходят в формате японских стихов-хокку).

Пример Quartz – это самый популярный и живой эксперимент СМИ с диалоговыми интерфейсами. И это лишь первая ласточка. Чат-ботов в разговорных сервисах ждёт большое будущее, потому что люди хотят общаться на своём естественном языке, любят шутки и тех, кто их понимает. Даже если это иллюзия и диалог с человеком ведёт алгоритм.