Что такое операционная система

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	Что такое операционная система
Рубрика (тематическая категория)	Информатика

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всœех других программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователœем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера - на диске . При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ .

Этот процесс принято называть загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

• осуществление диалога с пользователœем;
• ввод-вывод и управление данными;
• планирование и организация процесса обработки программ;
• распределœение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
• запуск программ на выполнение;
• всœевозможные вспомогательные операции обслуживания;
• передача информации между различными внутренними устройствами;
• программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителœей, принтера и др.).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Учитывая зависимость отколичества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователœей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре базовых класса операционных систем:

1. однопользовательские однозадачные , которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

2. однопользовательские однозадачные с фоновой печатью , которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

3. однопользовательские многозадачные , которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. К примеру, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

4. многопользовательские многозадачные , позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Οʜᴎ предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

• программы управления вводом/выводом;
• программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;
• процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык , который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

• обращаться к каталогу;
• выполнять разметку внешних носителœей;
• запускать программы;
• ... другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы - драйверы . Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

Что такое операционная система - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Что такое операционная система" 2017, 2018.

Операционная система ПК

Операционная система (OS – operatingsystem)представляет собой комплекс системных и служебных программ, обеспечивающих управление всеми ресурсами компьютера и подключенными к нему устройствами, запуск прикладных программ, их взаимодействие между собой и с аппаратными средствами, а также диалог компьютера с пользователем. Операционная система автоматизирует процесс решения задач пользователя и освобождает его от деталей взаимодействия с аппаратурой, обеспечивая комфортный интерфейс с компьютером.

В компьютерах используются операционные системы с различной архитектурой и функциональными возможностями. После включения компьютера первой загружается в оперативную память операционная система.

С 1990-х гг. наиболее распространенными ОС для ПК и серверов являются ОС семейства MicrosoftWindows и системы семейства UNIX, особенно GNU/Linux. ОС включает следующие основные модули:

· ядро, выполняющее перевод с программного языка на язык компьютера, т.е. в двоичные коды и называемое командным интерпретатором;

· драйверы для управления устройствами компьютера, библиотеки, которые используются ОС, и другие программы, входящие в ее состав. Драйверы для многих стандартных устройств компьютера формируют базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая хранится в энергонезависимой флэш-памяти;

· интерфейсные модули для взаимодействия пользователя с компьютером. Сегодня основным является графический интерфейс, используемый практически любой ОС. Процессор командного языка обрабатывает команды, поступающие в операционную систему от пользователя;

· ОС компьютеров общего назначения, в отличие от специализированных, хранится на дисках, и при включении компьютера она загружается с диска в оперативную память специальной программой загрузки, хранящейся в базовой системе ввода – вывода.

Основными функциями операционной системы являются следующие:

· обеспечение взаимодействия с пользователем – пользовательский интерфейс;

· управление файловой системой и диспетчирование задач, выполняемых на компьютере;

· управление обменом информацией между различными устройствами компьютера, управление периферийными устройствами, распределение ресурсов компьютера, управление виртуальной памятью (распределение задач);

· стандартизированный доступ к периферийным устройствам ввода – вывода;

· установка и удаление программ.

Все ОС обеспечивают как пакетный, так и диалоговый режим работы с пользователем.В пакетном режиме ОС автоматически исполняет заданную последовательность команд.

Суть диалогового режима состоит в том, что ОС находится в ожидании команды пользователя и, получив ее, приступает к исполнению, а исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний процессора и прерываний BIOS. Опираясь на эти аппаратные прерывания, ОС создает свой комплекс системных прерываний.

Способность ОС прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств, воспринимается нами как диалоговый режим работы.

Операционные системы можно классифицировать по следующим признакам:

· В зависимости от особенностей алгоритма управления процессором операционные системы делятся на однозадачные и многозадачные ,однопользовательские и многопользовательские , на однопроцессорные и многопроцессорные .

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

· однозадачные (например, MS DOS);

· многозадачные (OS/2, Unix, ОС семейства Windows).

Многозадачные ОС управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства (рис. 25).

Рис. 25Классификация многозадачных ОС

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

· системы пакетной обработки(OC EC)

· системы с разделением времени(Unix, Windows, Linux);

· системы реального времени(QNX, RT–11, Android – ОС РВ на основеLinux для мобильных устройств).

Системы пакетной обработки – без непосредственного доступа пользователя, а с предварительным сбором и формированием всего блока (пакета) программ, подлежащих выполнению.

Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработкиявляется максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используется следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, например, в мультипрограммном множестве желательно одновременноеприсутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом–выводом.

Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутреннейситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается«выгодное» задание.

Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того илииного задания в течение определенного периода времени. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установленасистема пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдаетего диспетчеру–оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективностьработы пользователя.

Первые ОС были системами пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программы за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора.

В системах с разделением времени каждой задаче выделяется небольшойквант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, ивремя ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то это предполагает параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы. Ясно, что подобныесистемы обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетнойобработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая«выгодна» системе. Критерием эффективности систем с разделением времени является не максимальная пропускная способность процессора, а эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени(ОС РВ) применяются для управления различными техническими объектами(таким, как станок, спутник, научная экспериментальная установка) или технологическими процессами(гальваническаялиния, доменный процесс и т. п.). Применяют ОС РВ и в банковском деле. Критерием эффективности для систем реального времени является их способностьвыдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программыи получением результата(управляющего воздействия). Это время называетсявременем реакции системы, а соответствующее свойство системы– реактивностью.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть– в режиме реального времени или в режиме разделениявремени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновымрежимом.

Поддержка многопользовательского режима . По числу одновременноработающих пользователей ОС могут быть разделены на:

· однопользовательские(MS DOS, Windows 3.x, ранние версииOS/2);

· многопользовательские(Unix, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя отнесанкционированного доступа других пользователей. Не всякая многозадачнаясистема является многопользовательской и не всякая однопользовательская ОСявляется однозадачной.

Многопроцессорная обработка . Другим важным свойством ОС являетсяотсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. В наши дни становиться общепринятым введение в ОС функций поддержкимногопроцессорной обработки данных.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализованаи использует все количество процессоров, разделяя их между системными иприкладными задачами.

Мы рассмотрели характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов– процессором.

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказываютаппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Очевидно, что ОС большой машины является более сложной и функциональной, чем ОС персональногокомпьютера.

Одним из важных признаков классификации ОС является поддержка сетевых возможностей. По этому признаку ОС делятся на сетевые и локальные.

Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютера, объединённых в сеть с целью совместимого использования данных. Они представляютмощное средство разграничения доступа к информации, ее целостности и сохранности, а также другие возможности использования сетевых ресурсов. Сетевая ОС составляет основу любой вычислительной сети. В сетевой ОС отдельной машины можно выделить несколько частей:

· средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между планированием и диспетчеризациейпроцессов, управление процессорами в многопроцессорных машинах, управление периферийными устройствами и другие функции управления ресурсамилокальных ОС;

· средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование– серверная часть ОС(сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; введение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных;

· управлениеочередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам;

· средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использование– клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передаетсяв сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентскаячасть также осуществляет прием ответов от сервера и преобразования их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленныхзапросов не различимо;

· коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизациюсообщения, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т. п., т. е. является средством транспортировки сообщений.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в егоОС может отсутствовать либо клиентская, либо серверная часть.

Примерами сетевых ОС являются операционные системы семействаNetWare фирмыNovell (Novell – это крупнейшая фирма, которой принадлежит, согласно различным источникам, от65% до75% рынка сетевых операционных систем для локальных вычислительных сетей), ОС Windows NT фирмыMicrosoft, различные версии операционной системы UNIX.

По типу организации интерфейса ОС делятся на ОС:

· с командным интерфейсом – пользователь должен хорошо знатьфайловую систему и команды операционной системы и вводить их с клавиатуры в командную строку, имеющуюся на экране монитора(MS DOS, UNIX, Linux);

· с интерфейсом в виде графических меню – пользователь долженориентироваться в многочисленных меню и панелях инструментов и уметьвыбрать в этих меню нужные команды и файлы по условным графическимзначкам; интерфейс этого типа реализуется операционными системами сграфическим интерфейсом(Windows, начиная с 9x и выше).

Драйверы

C ПК могут сопрягаться разнообразные устройства: видеокарта, звуковаякарта, принтер, сканер, манипуляторы, дисководы, цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны и т. д. Каждое из устройств имеет свой набор команд. Чтобы конкретная операционная система могла управлять конкретнымустройством, прибегают к помощи программ-«переводчиков», знающих с одной стороны язык команд конкретного устройства, а с другой – язык конкретной операционной системы, под управлением которой должно работать этоустройство.

Такая программа называется драйвером(driver) и поставляется вместе сустройством его производителем. Производители аппаратного ПО, как правило, также размещают драйверы, созданных ими устройств, на своихweb-сайтах.

Список их сильно увеличился даже за последние 5 лет, особенно в связи с ростом числа мобильных устройств. Каковы их особенности, чем они отличаются, в чем их преимущества и недостатки?

Классификация систем

Они отличаются друг от друга по разным параметрам, в частности, по распределению функций между компьютерами. Классы операционных систем и сами сети бывают:

• одноранговыми;
• двуранговыми (имеют выделенные серверы).

Есть компьютеры, которые свои ресурсы предоставляют другим. В этом случае они выступают в роли сетевого сервера. Другой же является их клиентом. Компьютеры могут выполнять ту или вторую функцию или же совмещать их воедино. должна при этом соответствовать запросам покупателя.

Перечень наиболее востребованных систем

Какие же наиболее популярные среди пользователей операционные системы? Список выглядит таким образом:

• Windows.
• MacOS.
• Android.
• Ubuntu.
• Linux и другие.

Есть также менее популярные. Например, Fedora или Back Track. Но они распространены в довольно узкой среде специалистов.

Как выбрать?

Для пользователей есть разные критерии. Это прежде всего удобство применения и возможности операционных систем. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Одному важен функционал, второму - интерфейс, третьему - гарантия сохранности персональных данных. Операционные системы для ПК, список которых длиннее, чем тех, которые разработаны для мобильных устройств, отличаются от вторых своими требованиями к машине.

Они предлагают своим пользователям разный уровень комфорта и инновационных решений, во многом выбор обусловлен профессией человека.

Особенности Windows

За последние годы появились новые операционные системы. Список наиболее популярных дополнили Android и IOS. Однако именно ОС Windows, как и прежде, остается наиболее востребованной в мире.

Она не только самая популярная операционная система, но и наиболее комфортная в применении, отлично подходит для новичков. Школьники, офисные работники и люди разного возраста - практически все они применяют операционные системы Windows. Linux же традиционно используется профильными специалистами.

Плюсы

Ключевыми преимуществами всенародно любимой «Винды» являются такие факторы:

• удобный интерфейс;
• большое количество качественного программного обеспечения, которое можно установить на бесплатной основе;
• простота установки и настройки;
• легкость администрирования серверных.

Минусы Windows

Большинство версий «Виндоус» - это платные операционные системы. Список можно найти в открытых источниках. Высокая стоимость программного обеспечения - ключевой недостаток Windows.

Другой минус - это нестабильность и уязвимость всего семейства ОС к разного рода вредоносному ПО.

Последняя версия

Сколько стоит Windows 10? Все зависит от, какой будет версия - домашней или профессиональной. В первом случае стоимость составит около 6 тысяч рублей, а во втором - порядка 10 тыс.

Последняя модификация, как и предыдущая, может иметь классический интерфейс или же такой, как у «восьмерки», когда можно переключать иконки на рабочем столе.

Отвечая закономерным ответом на вопрос, сколько стоит Windows 10, тем, что стоимость немала, надо предупредить: не торопитесь переживать. Ведь лицензия, которая предоставляется пользователю, не имеет окончательного срока действия. А вот такое программное обеспечение, как онлайн-игры, антивирусы или Office, требует регулярного обновления на платной основе.

По традиции, если у вас на компьютере установлена предыдущая лицензированная версия Windows, то обновить ее до последней вы сможете бесплатно.

Предыдущие ОС Windows

Несмотря на выход нового программного обеспечения, есть те, кому комфортно использовать предыдущие. Разные версии операционных систем имеют свои преимущества. Сейчас, наряду с «десяткой», многие продолжают применять «восьмерки» и «семерки».

Windows 7 вышла еще в 2009 году. В ее состав вошли как разработки из предыдущей «Висты», так и совершенно новые решения, которые касались интерфейса и встроенных программ. Было исключено некоторое ПО - игры, приложения, ряд технологий и другое.

«Семерка» имеет несколько редакций:

• начальную;
• домашнюю базовую;
• домашнюю расширенную;
• корпоративную;
• профессиональную;
• максимальную.

Следующая версия операционной системы - Windows 8 вышла в 2012 году. Ее главным новшеством стал измененный интерфейс, который был более адаптированным к работе на мобильных устройствах. На сегодняшний день этот продукт компании является наиболее продаваемым.

Устаревшие версии

Есть и когда-то популярные, но сейчас практически забытые операционные системы. Список их можно начать с Windows 95, именно с этой версии в свое время многие начинали работу с ПК. После нее появилась не менее популярная Windows 98. Следующая система - Windows 2000 - вышла на стыке тысячелетий и предназначалась для применения на устройствах с 32-битными процессорами.

Однако настоящую популярность сыскала ОС Windows XP, появившаяся в 2001 году. Свое первенство она лишь недавно уступила седьмой и восьмой версии. Более 10 лет именно XP предпочитали устанавливать пользователи на свои компьютеры и ноутбуки.

Последующей пользовательской версией стала Vista, однако ее функционал и особенности, по мнению специалистов, были крайне слабыми, отчего она и не завоевала популярность.

Другие операционные системы для компьютеров

Однако не все пользуются ОС Windows. Есть и другие операционные системы для ПК. Список их включает в себя, в частности, MacOS, Linux Ubuntu идругие ее модификации. Их в основном используют узкопрофильные специалисты.

Ubuntu была создана на Ее интерфейс во многом напоминает Mac, но общий стиль похож на Windows. Пользователи оценили удобство использования, стабильность и то, что ОС можно получить бесплатно. Также им нравится скорость работы машины. Но есть у Ubuntu и минусы - малое количество ПО, игр, а также сложная схема администрирования.

MacOS - это операционная система, разработанная компанией Apple для компьютеров своего производства. Ее называют пользовательским продуктом класса премиум - она отличается красивым дизайном, удобным интерфейсом и отличными мультимедийными возможностями. Но это решение по карману далеко не всем, ведь как сами компьютеры, так и ОС марки Apple, по сравнению с другими, стоят невероятно дорого.

Также для ПК некоторые используют Linux. Эта система бесплатна, отличается стабильностью, оснащена большим количеством встроенного софта. Однако, несмотря на все эти преимущества, она требует высоких пользовательских навыков. Поэтому Linux чаще всего устанавливают программисты, сетевики и другие специалисты.

Работа на мобильных устройствах

Как известно, все больше пользователей предпочитают использовать интернет не с ноутбуков и ПК, а с мобильных устройств - смартфонов и планшетов. Есть операционные системы, которые разработаны специально для них. Наиболее распространены Android и IOS. А вот «Симбиан» уже потеряла былую популярность, поскольку ее возможности уже не могут покрыть потребности пользователей.

На первом месте в количественном отношении с большим отрывом стоит «Андроид». Ведь если IOS - это ОС, созданная специально для устройств компании Apple, то второй может работать на смартфонах и планшетах других марок, например:

• Samsung.
• Sony.
• Lenovo и другие.

«Андроид» имеет удобный интерфейс для своих пользователей, позволяет им пользоваться качественным софтом в большом количестве на бесплатной основе. Он подходит не только для смартфонов и планшетов, но и для современных «умных телевизоров». Устройства на основе этой ОС можно самостоятельно перепрошивать и вносить изменения в их работу.

Но IOS, которая является продуктом компании Apple, считается более стабильной и работает гораздо быстрее, предоставляет покупателям хорошие мультимедийные возможности. Но по сравнению с «Андроидом», она более затратна, поскольку бесплатного программного обеспечения в ней очень мало. А то, которое предоставляется за деньги, стоит очень дорого.

Примерно 10 лет и ранее назад те, кто пользовался интернетом на мобильных телефонах, активно использовали систему "Симбиан", которая являлась совместной разработкой ведущих на тот момент производителей (Nokia, Motorola и других). Она работает и сейчас, но, по сравнению с IOS и "Андроидом", она не в состоянии справиться с теми задачами, которые ставят перед собой теперешние владельцы мобильных устройств.

Прочие операционные системы

Помимо распространенных ОС для компьютеров и мобильных устройств, существуют и менее известные, многие из них созданы по типу Linux и требуют высокого уровня пользовательских навыков. Одной из таких систем является Fedora. Она отличается высокой стабильностью, практически не падает в плане работы. Можно навсегда забыть про зависания, внезапные перегрузки и другие проблемы.

Существуют и специфические операционные системы. Например, Back Track. Эта система бесплатная и применяется хакерами во всем мире. Большинство взломов проводилось именно благодаря Back Track. Она была изначально оптимизирована для получения несанкционированного доступа для скачивания данных с того или иного компьютера.

Люди, далекие от компьютерной сферы, мало знают об особенностях операционных систем и их реальном количестве. На ноутбуках или компьютерах они ставят «Виндоус», айфоны оснащены собственным ПО, а на других смартфонах или планшетах установлен по умолчанию «Андроид».

Но есть и других систем, они в основном не предназначены для широкого круга по причине своих особенностей. Выбор той или иной ОС зависит прежде всего от тех задач, которые ставит перед собой человек.

Операционная система (ОС) представляет собой программный комплекс, обеспечивающий взаимодействие между пользователем и аппаратной частью компьютера. Например, Windows, Linux и Mac OSX. Если чуть проще, то система это набор программных кодов, который позволяет вам запускать программы на вашем компьютере, отображать графику на мониторе, воспринимать и интерпретировать сигналы от мышки и клавиатуры, передавать на печать документы, заходить в интернет и прочее. Тем не менее, это не просто набор разрозненных утилит, а нечто большее, но обо всем по порядку

Примечание : Статья предназначена для начинающих и обычных пользователей.

Примечание : Наиболее популярными операционными системами являются Windows, различные сборки Linux и Mac OSX.

Назначение и типы операционной системы

В основном, операционная система имеет следующее назначение:

1. Осуществление управления аппаратными устройствами компьютера, включая передачу и прием информации из периферийных устройств. Другими словами, координирует функционирование всей аппаратуры, осуществляет контроль за выполнением и прочее

2. Обеспечение интерфейсов или же возможностей для передачи инструкций от программ на аппаратные устройства. Например, чтобы игрушки могли использовать видеокарту

3. Является прослойкой между пользователем и компьютером

4. Не обязательное условие, но сегодня есть практически в любых операционных системах. Предоставление дополнительных возможностей для пользователей. Например, организация разграничения доступа (безопасность)

Операционные системы принято делить на 4 типа:

1. Однопользовательская однозадачная. Как и следует из названия, система предназначена для одного пользователя и для выполнения одной задачи

2. Однопользовательская однозадачные с дополнительной фоновой задачей. Позволяют запускать в фоне еще одну дополнительную задачу. Как правило, фоновой задачей является печать

3. Однопользовательская многозадачная. Поддерживает только одного пользователя, но позволяет запускать сразу несколько задач

4. Многопользовательская многозадачная. Тут все просто. Много пользователей, которые запускают много задач.

Обратите внимание, что многопользовательских однозадачных систем в принципе не может быть, так как каждый пользователь на компьютере подразумевает собой отдельную задачу в операционной системе.

Кроме того, операционные системы бывают 32-х и 64-х битные .

Из чего состоит операционная система

Как уже говорилось, операционная система - это программный комплекс, который позволяет использовать устройства вашего компьютера. Поэтому он разделяется на несколько разных уровней.

Если кратко, то операционная система обычно состоит из следующего:

2. Драйвера

3. Сервисы или пакеты инструментов

4. Оболочка

5. Командный модуль

Примечание : Стоит знать, что операционные системы для микроконтроллеров могут содержать не все из вышеперечисленного (просто нет необходимости).

А теперь, рассмотрим по порядку:

Ядро - это самая важная часть операционной системы. Оно содержит все необходимые механизмы для координации и управления всеми остальными компонентами.

Драйвера - это программные коды (не обязательно программа или библиотека), которые позволяют ядру операционной системы корректно взаимодействовать с аппаратными устройствами. Стоит знать, что есть стандартные драйвера, которые обеспечивают минимальный набор возможностей, и драйвера от производителей, которые позволяют по максимуму использовать устройства.

Сервисы или пакеты инструментов - это отдельные программы, которые позволяют операционной системе предоставлять дополнительные возможности.

Оболочка - это тот интерфейс, который видит пользователь. Именно благодаря ему пользователь может запускать программы и выполнять прочие действия.

Командный модуль - это пользовательская программа, которая запускается в операционной системе.

Что происходит внутри операционной системы

Все взаимодействие внутри операционной системы построено на так называемых системных вызовах, которые представляют собой прослойку между запросами программ пользователей и устройствами компьютера. Как это происходит. Пользователь запускает программу, та в свою очередь посылает системный вызов сервсисам операционной системы. Например, "открой файл для чтения". Сервисы осуществляют обращение к ядру системы, которое далее обращается через драйвера к устройствам компьютера. В случае с примером, к драйверу жесткого диска, который в последствии посылает команды устройству.

Аппаратные устройства компьютера имеют схожий принцип, только у них все построено на прерываниях, которые представляют собой специальные сигналы, указывающие на определенные действия. Например, окончание выполнения задачи, подготовка перед передачей данных и прочее.

Такой подход позволяет операционной системе обеспечивать жизнестойкость при возникновении ошибок. Тем не менее, если же ошибки возникают на уровне ядра, то система обычно аварийно завершает выполнение. Например, в Windows это синий экран смерти .

Как операционная система загружается

Операционная система загружается в несколько этапов:

1. Вначале встроенная система компьютера (

Операционные системы: назначение и основные функции

Понятие Операционной системы

Операционная система (ОС) – комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей компьютера между собой и взаимодействие пользователя и компьютера.

ОС обеспечивает целостное функционирование всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к аппаратным возможностям компьютера. Операционная система является базовой и необходимой составляющей ПО компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Состав ОС

Структуру ОС составляют следующие модули:

базовый модуль (ядро ОС) - управляет работой программ и файловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами между периферийными устройствами;

т .е. переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятый компьютеру

командный процессор - расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие прежде всего через клавиатуру;

т .е. запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать, например, команду выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), команду вывода документа на печать и т.д.

драйверы периферийных устройств - программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором (каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и в различном темпе);

т .е. специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Любому устройству соответствует свой драйвер.

дополнительные сервисные программы (утилиты) - делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером

т.е. такие программы позволяют обслуживать диски, выполнять операции с файлами, работать в компьютерных сетях и т.д.

Назначение Операционной системы

ОС предназначена для решения следующих задач:

обслуживания аппаратуры компьютера;

создания рабочей среды и интерфейса пользователя;

выполнения команд пользователя и программных инструкций;

организации ввода/вывода, хранения информации и

управления файлами и данными.

Согласно определению, все задачи, решаемые ОС, можно разбить на две группы:

предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной (т.е. реально не существующей) машины, с которой удобнее работать и которую легче программировать;

повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторым критерием.

Функции Операционной системы

Основные функции:

Выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

Обеспечение пользовательского интерфейса.

Сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов.

Дополнительные функции:

Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.

Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.

Эволюция операционных систем и основные идеи

Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Операционная система DOS

DOS – первая операционная система для персональных компьютеров, которая получила широкое распространение и была основной для компьютеров IBM PC с 1981 по 1995. Со временем она была практически вытеснена новыми, современными операционными системами Windows и Linux, но в ряде случаев DOS остается удобной и единственно возможной для работы на компьютере (например, в тех случаях, когда пользователь работает с устаревшей техникой или давно написанным программным обеспечением и т.п.)

С операционной системой DOS пользователи работают с помощью командной строки, у нее нет собственного графического интерфейса. ОС DOS позволила успешно работать с ПК на протяжении 15 лет, тем не менее, эту работу нельзя назвать удобной. DOSвыступала «посредником» между пользователем и компьютером и помогла превратить сложные команды обращения к дискам в более простые и понятные, но по мере развития сама «обросла» изобилием команд и стала сдерживать работу с компьютером. Так возникла необходимость в новом посреднике – так появились программы-оболочки.

Оболочка – это программа, которая запускается под управлением ОС и помогает пользователю работать с ОС. Программа-оболочка наглядно показывает всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги, файлы. Файлы можно искать, копировать, перемещать, удалять сортировать, изменять и запускать всего несколькими клавишами. Одна из самых распространенных – Norton Commander(NC). В графических оболочках Windows 3.1 и Windows 3.11 применяется концепция так называемых «окон», которые можно открывать, перемещать по экрану, закрывать. Эти окна «принадлежат» различным программам и отражают их работу.

В DOS используется файловая система FAT. Одним из ее недостатков являются ограничения на имена файлов и каталогов. Имя может содержать не более 8 символов. Кроме того DOS не делает различий между одноименными строчными и прописными буквами.

Так как DOS была создана очень давно, она не соответствует требованиям, предъявляемым сегодня к современным операционным системам. Она не может напрямую использовать большие объемы памяти, устанавливаемые в современные компьютеры.

Операционная система MICROSOFT WINDOWS

Графические оболочки Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 и Widows 3.11 запускались под управлением MS DOS, то есть не были самостоятельными операционными системами. Но поскольку с появлением Windows открылись новые возможности, Windows называют не оболочкой, а средой.

Среда Windows характеризуется следующими особенностями, отличающими ее от других программ-оболочек:

Многозадачность;

Единый программный интерфейс;

Единый интерфейс пользователя;

Графический интерфейс пользователя;

Единый аппаратно-программный интерфейс.

На смену операционной системе DOS с ее графическими оболочками Windows 3.1 и Windows 3.11 пришли полноценные операционные системы семейства MS Windows (сначала Windows 95, затем Windows 98, Windows 2000, Windows XP). В отличие от Windows 3.1 и Windows 3.11, они запускаются автоматически после включения компьютера.

В MS Windows для хранения файлов используется файловая модификация FAT–VFAT. В ней длина имен файлов и каталогов может достигать 256 символов.

В ОС Windows при работе с окнами и приложениями широко применяется манипулятор «мышь», в MS DOS используется только клавиатура.

Также в MSWindowsприсутствует панель задач (Taskbar). Она делает нагляднвм механизм многозадачности и намного ускоряет процесс переключения между приложениями.

Рабочий стол Windows сконструирован так, чтобы максимально облегчить работу пользователя-новичка и в то же время предоставить максимальные возможности его настройки в соответствии с конкретными нуждами опытных пользователей.

Операционная система LINUX

Linux – это операционная система для IBM-совместимых персональных компьютеров и рабочих станций. Это многопользовательская операционная система с сетевой оконной графической системой X Window System. Операционная система Linux поддерживает стандарты открытых систем и протоколы сети Интернет и совместима с системами Unix, DOS, MS Windows.

Будучи традиционной оперативной системой, Linux выполняет многие из функций, характерных для DOS и Windows, однако эта операционная система отличается особой мощью и гибкостью. Linux предоставляет в распоряжение пользователя ПК скорость, Эффективность и гибкость UNIX, используя при этом все преимущества персональных машин. При работе с мышью активно используются все три кнопки, в частности, средняя кнопка используется для вставки фрагментов текста.

С помощью системы Linux можно любую персональную машину превратить в рабочую станцию. В наше время Linux является операционной системой для бизнеса, образования и индивидуального программирования.

Операционные системы UNI X

UNIX– группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем.

Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT&T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем.

Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:

использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой;

широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;

взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства - терминала;

представление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессового взаимодействия как файлов;

использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу.

UNIX- системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения. Также, в ходе разработкиUNIX- систем был создан язык Си.

ОС- это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для повышения эффективности аппаратуры компьютера путем рационального управления его ресурсами, а также для обеспечения удобств пользователю путем предоставления ему расширенной виртуальной машины.

К числу основных ресурсов, управление которыми осуществляет ОС, относятся процессы, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Для решения задач управления ресурсами разные ОС использую различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют облик ОС.

Итак, в число требований, предъявляемых сегодня к сетевым ОС, входят: функциональная полнота и эффективность управления ресурсами, модульность и расширяемость, переносимость и многоплатформенность, совместимость на уровне приложений и пользовательских интерфейсов, надежность отказоустойчивость, безопасность и производительность.