2. Структура и функции операционной системы

Основной составляющей базового системного ПО является операционная система (ОС), которая устанавливается на жестком диске компьютера и выполняет огромный объем работы, который не виден пользователю. Если условно принять программное обеспечение компьютера за айсберг, то операционную систему можно сравнить с подводной частью айсберга.

Операционная система – это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для того, чтобы обеспечить пользователю, а также системным и прикладным программам, удобный способ общения с компьютером через клавиатуру и манипулятор мышь.

ОС классифицируются по следующим признакам.

1. Различают однопрограммный и мультипрограммный режимы работы ОС. Мультипрограммный – режим, при котором на однопроцессорной системе выполняется несколько программ.

2. По организации работы в диалоговом режиме различают однопользовательские (однотерминальные) и многопользовательские (мультитерминальные) ОС.

3. Выделяется класс ОС реального времени, которые отличаются выполнением поступающих команд в заданные промежутки времени, которые нельзя превышать.

ОС состоит из модулей. Файл, содержащий один из модулей ОС, называется системным файлом. Системные файлы находятся в корневом каталоге жесткого диска. При включении компьютера происходит считывание ОС с жесткого диска в оперативную память (загрузка), а также настройка и запуск ОС.

Структура ОС содержит следующие компоненты:

1. Ядро – это наиболее часто используемые модули ОС, например:

• модуль управления системой прерываний;

• средства распределения оперативной памяти;

• средства распределения ресурсов процессора,

2. Резидентные программы – это программы, входящие в состав ядра, например, программы-драйверы, управляющие внешними устройствами; при функционировании компьютера резидентные программы постоянно находятся в оперативной памяти,

3. Командный процессор – программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд, подаваемых пользователем, а также за взаимодействие этих команд с ядром ОС,

4. Система управления файлами – программа для организации удобного доступа к файлам. Для каждой ОС разрабатывается своя файловая система.

Основные функции ОС

• прием команд пользователя и их обработка;

• прием и исполнение запросов на запуск и остановку программ;

• загрузка программ, подлежащих выполнению, в оперативную память;

• передача управления загруженной программе;

• обеспечение работы системы управления файлами;

• обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. выполнения двух и более программ на одном процессоре;

• обеспечение операции ввода-вывода;

• распределение памяти;

• обеспечение сохранности данных и другие.

3. Разновидности операционных систем

Дисковые операционные системы

В первых компьютерах операционная система отсутствовала, управление осуществлялось на основе простейших языков программирования, которые содержались в ПЗУ, позволяли загружать программы и управлять программой с клавиатуры.

В начале 80-х годов с появлением магнитных дисков была написана первая программа, в которой каждому названию файла присваивались определенные номера дорожек и секторов. Так появилась дисковая операционная система – DOS. Далее дисковой системе поручили решать и другие задачи, например, записывать, копировать и удалять файлы, исключать повторяющиеся названия и т.п. В связи с необходимостью структурирования возрастающего объема данных появились каталоги файлов, из которых постепенно была создана Файловая структура, которая обслуживалась операционной системой.

Фирма Microsoft (США) с 1981 по 1995 год, постепенно усложняя, выпустила несколько версий системы от MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.22

Недостатки дисковых операционных систем:

• первые операционные системы были построены на текстово-символьном интерфейсе (набор команд с клавиатуры);

• на изучение последних версий MS-DOS и решение компьютерных задач требовалось много времени.

Текстовые программы-оболочки

Программа-оболочка – это надстройка операционной системы, которая упрощает работу на компьютере и запускается под управлением операционной системы. Упрощение заключается в выборе команд или файлов из списка вместо набора с клавиатуры.

Самая известная программа-оболочка – Norton Commander, которая наглядно показывает всю файловую структуру, позволяет не запоминать команды, а работать с ними через строку меню. Несмотря на появление более совершенных программ, Norton Commander до настоящего времени используется на многих компьютерах.

Графические оболочки

На смену текстовой программе-оболочке типа Norton Commander пришла графическая оболочка операционной системы. Фирмой Microsoft сначала была создана графическая оболочка Windows 1.0, затем появились её версии под номерами 2.0; 3.0; 3.1; 3.11.

Оболочка Windows, которую назвали средой, работала под управлением системы MS-DOS и не являлась самостоятельной операционной системой.

Среда Windows изначально отличалась следующими признаками:

• многозадачность;

• единый программный интерфейс;

• единый интерфейс пользователя;

• графический интерфейс;

• единый аппаратно-программный интерфейс.

Графические операционные системы

Распространение графических принципов построения программ на всю операционную систему в целом привело к созданию графической операционной системы. Лидером в разработке графических систем признана фирма Microsoft, которая с начала 90-х годов создала целый ряд ОС, среди которых можно выделить наиболее известные версии:

• Windows NT – первая графическая операционная система;

• Windows 95 – наиболее популярная версия 90-х годов;

• Windows 98 – доработанная 95-я версия;

• Windows 2000 – система, ориентированная на корпоративного клиента;

• Windows ХР – наиболее популярная версия для настольных компьютеров с 2002 года;

• Windows 7 –популярная система, выпущенная на рынок в 2009 г.;

• Windows 8 – версия, которая внедряется с 2012 г., включает возможности работы с сенсорными экранами, имеет плиточный интерфейс.

Все версии операционных систем фирмы Microsoft относятся к категории лицензионных и продаются на рынке программных продуктов по коммерческим ценам.