Операционная система

6.2 Операционная система

Операционная система, ОС (англ. operating system) – базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий интерфейс с пользователем, управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Операционная система позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. С точки зрения обывателей, обычных пользователей компьютерной техники, операционная система включает в себя и программы пользовательского интерфейса.

Основные функции (простейшие ОС):

- загрузка приложений в оперативную память и их выполнение;

- стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

- управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память);

- управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как Жёсткий диск, Компакт-диск и т. д.), как правило с помощью файловой системы;

- пользовательский интерфейс;

- сетевые операции, поддержка стека протоколов

Дополнительные функции:

- параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

- взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация;

- защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений;

- разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки – также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры – могут обходиться без операционных систем, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки все же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев, это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: фаерволов, маршрутизаторов).

Операционные системы, в свою очередь, нужны, если:

- вычислительная система используется для различных задач, причем программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на нее реализацией файловой системы. Современные операционные системы, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы с вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;

- различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция – тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, операционная система предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);

- между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от чужого взора, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;

- необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, «нарезает» процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочередно различным исполняющимся программам (процессам);

- оператор должен иметь возможность, так или иначе, управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых – оболочка и набор стандартных утилит – является частью операционной системы (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным), многопользовательские (с разделением полномочий), многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой операционной системе. В составе ОС различают три группы компонентов:

- ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевую подсистему, файловую систему;

- системные библиотеки;

- оболочка с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ядерным ресурсам, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что операционная система (точнее, её ядро) управляет оборудованием [41].

Операционная оболочка (система) Windows обеспечивает удобный и наглядный интерфейс для операций с файлами, дисками и так далее, предоставляет новые возможности для запускаемых в среде Windows программ.

Операционная среда Windows подготовлена таким образом, что обращение к конкретным типам аппаратуры она взяла на себя, то есть среда полностью независима от аппаратуры. Она обладает свойством аппаратной и программной совместимости, в ней реализована возможность работы со всеми прикладными программами DOS (текстовыми редакторами, электронными таблицами и так далее.). Операционная система использует возможности компьютера и периферийных устройств в полном объеме.

Windows позволяет запускать одновременно большое количество программ, что дает возможность осуществить более полную загрузку всех компонентов системы, обеспечивая механизм быстрого переключения с одной задачи на другую. В отличие от DOS система Windows не загружает программу в память полностью, а "подкачивает" ее фрагменты по мере необходимости. Это позволяет менее расточительно использовать память. Кроме того, заложенный в Windows механизм предоставляет возможность пользователю распоряжаться всей расширенной памятью компьютера.

Наличие в Windows стандартного интерфейса с пользователем позволяет, изучив работу одной программы, без особых усилий осваивать все последующие. В Windows унифицирован интерфейс всех программ и правила работы с ними.

Похожие работы

Совершенствование системы социальных выплат

Скачать

149249

2

8

... муниципальных органов власти города Магадана и органов государственной власти Магаданской области. Таким образом, обосновывается необходимость совершенствования системы социальной защиты населения. В следующем параграфе представлен проект совершенствования организации социальных выплат на примере Центра социальных выплат города Магадана. 3.2 Разработка административного регламента на оказание ...

Оценка эффективности работы кинотеатров г. Москвы на примере сети кинотеатров "КАРО Фильм"

Скачать

73508

0

0

... должно быть осознано и воспринято всеми без исключения сотрудниками. Только в этом случае "борьба" за зрителя может увенчаться успехом. 2. ПРОЦЕСС ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТЫ КИНОТЕАТРОВ НА ПРИМЕРЕ СЕТИ КИНОТЕАТРОВ «КАРО ФИЛЬМ» Г. МОСКВА   2.1 Рынок кинотеатров России В феврале 2009 г. агентство DISCOVERY Research Group завершило исследование рынка кинопроката и кинотеатров в России. В 2008 ...

Автоматизация продажи билетов в кинотеатре

Скачать

32509

19

10

... требований к информационной системе «ПРОДАЖА БИЛЕТОВ В КИНОТЕАТРЕ» 1. Введение 1.1 Цель Цель этого документа – в том, чтобы сформулировать требования к разрабатываемой АИС Продажи билетов в кинотеатре. Данные требования описаны в форме прецедентов, кратких описаний функциональных требований и описаний нефункциональных требований. 1.2 Определения, акронимы и сокращения Основные определения ...

Совершенствование системы документооборота в Отделе участковых милиции Ленинского РОВД

Скачать

213973

23

2

... операций в несколько раз. 4 Обоснование экономической эффективности проекта Задачей проекта является проектирование автоматизированной системы управления документооборотом Отдела организации деятельности участковых уполномоченных милиции Ленинского РОВД. Результатом проекта является снижение трудоемкости, сокращение объема документооборота, повышение достоверности и качества входящей и ...