Что такое операционная система

[Профессор Снэйп]

Тут вот в соседней теме всплыл вопрос о том, в каком смысле программу, вычисляющую универсальную функцию на машине Тьюринга, можно считать операционной системой.

Определённый резон в этом есть. Что делает такая программа? Она берёт на вход пару $(P, \bar{x})$, первый компонент пары $P$ рассматривает как текст программы и начинает вычислять значение функции, считаемой программой с текстом $P$, от входных параметров $\bar{x}$. Это именно то, что частенько делает операционная система на персоналке. Так сказать менеджмент программ. На персоналке человек кликает мышью по иконке другой программы и запускает её, здесь пишет текст программы на ленту для данных и тоже её запускает. Полная аналогия!

Но, конечно, функции ОС на ПК не исчерпываются менеджментом программ... А какая функция ОС наиболее важная, ключевая? Та, которая определяет программу именно как операционную систему?

Кто что думает?

[Munin]

_hum_ в сообщении #609527 писал(а):

Для этого достаточно в исходные данные этой машины заложить все данные, полученные интерактивной системой от пользователя в процессе их ограниченного во времени общения

Э нет. Данные, полученные от пользователя, сами могут зависеть от того, что интерактивная система выдала раньше. Рассмотрите, например, компьютерную игру, "стрелялку" или "сапёра". С этой точки зрения, пользователь для машины чёрный ящик. А по большому счёту - весь мир большой чёрный ящик. Например, для системы, воспринимающей данные с каких-то приборов в реальном времени. С метеорологического спутника какого-нибудь :-)

_hum_ в сообщении #609527 писал(а):

Аналог - все, что вы делали при работе с Word до его выключения, все эти действия можно запомнить и отдать другой "неинтерактивной" программе, которая, эмулируя работу Word с известными данными от вас, за конечное время в точности воспроизведет результат вашего общения с Word.

Можно. Но смысла в этом будет немного. Примерно столько же, сколько в киноплёнке, на которой заранее записан финал фильма. Это же будет уже другая программа, не Word. (Хотя Word, как более мощный объект, может исполнить и роль такой программы.)

Профессор Снэйп в сообщении #609538 писал(а):

Готова, не готова - кто её спрашивать будет?

"Не готова" в смысле "это не входит в её определение".

Профессор Снэйп в сообщении #609538 писал(а):

Первого и последнего этапов достаточно для интерактивности или интерактивность должна в любой момент проявляться?

Недостаточно. Именно в любой момент. Иначе это не интерактивность, а пакетность.

Профессор Снэйп в сообщении #609538 писал(а):

В любом случае всё, что нужно, давно описано и формализовано.

Да, только в другой ветке математики - в кибернетике. Я ж говорю, чёрный ящик. Это строгое понятие, со своим определением.

Профессор Снэйп в сообщении #609549 писал(а):

Это именно то, что частенько делает операционная система на персоналке.

Но это не всё, что делает операционная система. Почитайте про историю и эволюцию операционных систем. Самые ранние системы вели себя именно так, как вы описываете. Потом пришла интерактивность.

Профессор Снэйп в сообщении #609549 писал(а):

А какая функция ОС наиболее важная, ключевая? Та, которая определяет программу именно как операционную систему?

ОС определяется набором функций. Если из них исключать что-то по одной, это будет уже недо-ОС. В современной практике этот набор обычно поставляется как целое - его удобно так оформлять. Думаю, здесь можно плясать от определений в Википудии. Или в Танненбауме.

[bin]

ИМХО по пословице: "хоть горшком назовите, только в печку не ставьте" Читаем в указанной статье вики:

Цитата:

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Похоже, что в общепринятом смысле программу, вычисляющую универсальную функцию на машине Тьюринга, ОС назвать нельзя. Но если очень хочется, почему бы и не назвать? Другое дело, что толку от такого расширенного понимания ОС не будет.

[Xaositect]

Munin в сообщении #609559 писал(а):

Э нет. Данные, полученные от пользователя, сами могут зависеть от того, что интерактивная система выдала раньше. Рассмотрите, например, компьютерную игру, "стрелялку" или "сапёра". С этой точки зрения, пользователь для машины чёрный ящик. А по большому счёту - весь мир большой чёрный ящик. Например, для системы, воспринимающей данные с каких-то приборов в реальном времени. С метеорологического спутника какого-нибудь

Интерактивная машина Тьюринга

[bin]

Munin в сообщении #609559 писал(а):

Но это не всё, что делает операционная система. Почитайте про историю и эволюцию операционных систем. Самые ранние системы вели себя именно так, как вы описываете. Потом пришла интерактивность.

В принципе да, однако современный Линукс (и некоторые др. ОС) можно сконфигурировать очень минимальным образом, что часто и делают (в сетке таких версий ОС полно) для спец. целей (восстановление данных, удаленная загрузка ОС на кластер, всякие гаджеты типа электронных книжек и т.д.).

[Munin]

Xaositect
Ниччё не понятно, что такое "случайная лента", "рабочая лента", "коммуникационная лента", на что влияет "переключатель"? Какой-то обрывок текста, выдранный с мясом неизвестно откуда.

-- 23.08.2012 18:36:28 --

Профессор Снэйп в сообщении #609549 писал(а):

А какая функция ОС наиболее важная, ключевая? Та, которая определяет программу именно как операционную систему?

Почитавши Википедию, я прихожу к таким выводам.
ОС - это ключевой элемент, связывающий между собой трёх "актёров":
1. Программы.
2. Пользователь или пользователи.
3. Оборудование и физические ресурсы (в том числе, управление памятью и процессорным временем как ресурсами; файловая система).

Без оборудования обойтись нельзя. Без пользователей можно - такая система всё равно будет ОС, работающей в автономном режиме. А вот ключевым моментом, видимо, надо считать необходимость обслуживать программы, причём обязательно - программы во множественном числе. Если программа одна - ОС может не выделяться как отдельный компонент программно-аппаратной системы.

Компиляторы, интерпретаторы и эмуляторы в современных системах обычно не входят в состав ОС, а считаются отдельным системным программным обеспечением. Так что, ОС сама по себе не может играть роль универсальной машины Тьюринга.

[Xaositect]

Munin в сообщении #609579 писал(а):

Ниччё не понятно, что такое "случайная лента", "рабочая лента", "коммуникационная лента", на что влияет "переключатель"? Какой-то обрывок текста, выдранный с мясом неизвестно откуда.

Ну, это конспект. Есть такая конструкция, как "протокол интерактивного доказательства". В нем фигурируют две стороны, которые являются машинами Тьюринга, общающимися друг с другом. То есть в дополнение к обычным лентам (рабочая, лента случайных чисел для вероятностной машины, лента оракула для машины с оракулом) есть две коммуникационные ленты (одна read-only, вторая write-only) и некий флаг, общий для двух машин. Пока флаг поднят, работает одна машина, она может опустить флаг - начнет работать вторая. При этом то, что одна машина напишет на выходной коммуникационной ленте, вторая может прочитать на своей входной. Формальное определение писать не очень хочется.

[Munin]

Спасибо. Но тут пользователь изображается тоже машиной Тьюринга :-)

[Профессор Снэйп]

Munin в сообщении #609579 писал(а):

Так что, ОС сама по себе не может играть роль универсальной машины Тьюринга.

ОС как раз может. Вопрос в обратном: может ли УМТ рассматриваться как ОС.

Компилятор не нужен, мы ведь не конкретизируем язык программирования. Пусть языком будет бинарный код, составленный из команд процессора. ОС только и делает, что программами на этом языке рулит.

(Оффтоп)

ОС - это большой полосатый МУХ

[Munin]

_hum_ в сообщении #609605 писал(а):

Я же специально оговаривал, что речь идет о вопросе формализации интерактивной системы в рамках computability theory

Я так понимаю, само понятие интерактивности просто выпадает за эти рамки.

_hum_ в сообщении #609605 писал(а):

Другими словами, машина Тьюринга обладает той же вычислительной способностью, что и вы вдвоем с интерактивной системой при условии ограниченности работы во времени (способна решить любую задачу, которую может решить интерактивная система с вашим участием).

Я считаю, что человек - принципиально не вычислительное устройство, а что-то другое (хотя может работать как вычислительное устройство), так что если его объединить с чем-то - тоже получится не вычислительное устройство.

_hum_ в сообщении #609605 писал(а):

И встает вопрос: с помощью чего же тогда в computability theory формализовывать подобную систему, чтобы можно было аналогично исследовать ее вычислительные способности

А эта задача вообще актуальна? Я считаю, что здесь абстракция непозволительно отрывается от реальности: человек самообучается, у человека конечное время жизни - и фантазии на эту тему имеют мало практического смысла.

_hum_ в сообщении #609605 писал(а):

Отписываюсь здесь, ибо создатель другой ветки крайне негативно относится к какому бы то ни было моему участию в разговоре.

Отвечаю здесь, потому что создатель ветки - не модератор, и его мнение ничему повредить не может. А игры в обиды неконструктивны и неинтересны.

-- 23.08.2012 20:21:15 --

Профессор Снэйп в сообщении #609630 писал(а):

Компилятор не нужен, мы ведь не конкретизируем язык программирования. Пусть языком будет бинарный код, составленный из команд процессора. ОС только и делает, что программами на этом языке рулит.

Тогда ОС не делает того, чего делает УМТ. Она не выполняет команды процессора сама, а просто скармливает их процессору. В отличие от эмулятора процессора. Вот он - действительно УМТ.

(Оффтоп)

Профессор Снэйп в сообщении #609630 писал(а):

ОС - это большой полосатый МУХ

О да, знаем :-)

[Профессор Снэйп]

Munin в сообщении #609632 писал(а):

Тогда ОС не делает того, чего делает УМТ. Она не выполняет команды процессора сама, а просто скармливает их процессору. В отличие от эмулятора процессора. Вот он - действительно УМТ.

Совершенно не важно, что там внутри чёрного ящика делается. Для внешнего наблюдателя обе вещи равнохренственны.

[Pavia]

Лучше назвать такую машину Тьюринга - "интерпретатором".

ОС - не имеет чёткого определения. Не исключаю что на заре развития технике имела.

Цитата:

ОС только и делает, что программами на этом языке рулит.

Что вы имели в виду под словом рулит? Некоторые ОС трактуют как курьера между программами.

[Профессор Снэйп]

Munin в сообщении #609632 писал(а):

Отвечаю здесь, потому что создатель ветки - не модератор, и его мнение ничему повредить не может. А игры в обиды неконструктивны и неинтересны.

Да ну причём здесь обиды? Нет никаких обид. Просто хум ересь пишет. Из него такой же специалист по теории вычислимости, как физик из хвоста сороки.

Я на него не обижаюсь, а просто игнорирую, чтобы не кормить лишний раз. Если Вам интересна беседа с ним - беседуйте на здоровье. Просто для меня, как для человека, 15 лет занимающегося теорией вычислимости, его заявления насчёт "отсутствия времени" - это лепет второкурсника, прочитавшего одну-единственную, причём не самую качественную книжку по теме и бросившегося делать глобальные выводы о структуре мироздания. Причём, заметьте, я не лезу собственно в программирование, но когда он безапеляционным тоном начинает делать свои нелепые заявления про computability theory, у меня уши вянут. Ему говорили неоднократно, что он неправ, причём не я один говорил, но тут что в лоб, что по лбу.

Я мыслил так же, как он, когда по конспектам изучил в середине 1990-ых материал семестрового курса и сдал экзамен. Посему мне этот уровень мышления знаком.

Впрочем, всё это можно ещё раз проверить, если он согласится. Пусть напишет доказательства двух очень простых классических утверждений:

1) Для любых рекурсивно перечислимых множеств $A_1, A_2$ существуют рекурсивно перечислимые множества $B_1, B_2$, такие что $B_1 \subseteq A_1$, $B_2 \subseteq A_2$, $A_1 \cup A_2 = B_1 \cup B_2$ и $B_1 \cap B_2 = \varnothing$.

2) Если множества $B_1, B_2$ рекурсивно перечислимы и $B_1 \cap B_2 = \varnothing$, то $B_1 \cup B_2 \equiv_T B_1 \oplus B_2$.

С первым он, возможно, и справится, со вторым скорее всего нет. Если, конечно, не заговорит об этапах перечисления, о шагах... короче, о том самом времени, которое он столь яростно отрицает!

-- Чт авг 23, 2012 22:45:25 --

Pavia в сообщении #609641 писал(а):

Что вы имели в виду под словом рулит?

Управляет. То бишь манагерствует Запускает их, прерывает, руководит распределением ресурсов между ними...

[Munin]

Профессор Снэйп в сообщении #609647 писал(а):

Просто для меня, как для человека, 15 лет занимающегося теорией вычислимости, его заявления насчёт "отсутствия времени" - это лепет второкурсника

Ну, я в теории вычислимости ещё меньше, чем второкурсник, так что разговор со мной должен быть ещё менее интересен :-)

[Профессор Снэйп]

Munin в сообщении #609651 писал(а):

Ну, я в теории вычислимости ещё меньше, чем второкурсник, так что разговор со мной должен быть ещё менее интересен

Вы не делаете безапеляционных заявлений насчёт вещей, в которых не разбираетесь. Это многое меняет