1. Ос как виртуальная машина

Чтобы успешно решать свои задачи, современный пользователь может обойтись без досконального знания аппаратного устройства компьютера. Ему не обязательно быть в курсе того, как функционируют различные электронные блоки и электромеханические узлы компьютера. Пользователь может не знать даже системы команд процессора. Программист также имеет дело с высокоуровневыми функциями, которые ему предоставляет операционная система.

Операционная система скрывает от программиста большую часть особенностей аппаратуры и предоставляет возможность простой работы с ресурсами компьютера и избавляет программистов от необходимости напрямую работать с аппаратурой и берет на себя все другие операции, связанные с управлением аппаратными устройствами компьютера.

В результате реальная машина, способная выполнять только небольшой набор элементарных действий, определяемых ее системой команд, превращается в виртуальную машину, выполняющую широкий набор более мощных функций. Виртуальная машина тоже управляется командами, но это уже команды более высокого уровня: удалить файл с определенным именем, запустить на выполнение прикладную программу, повысить приоритет задачи. Назначение ОС состоит в предоставлении пользователю/программисту некоторой расширенной виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальный компьютер или реальную сеть.

2. Ос как система управления ресурсами

В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы.

Ресурсы вычислительной системы распределяются между процессами. Процесс (задача) – это единица вычислительной работы, создаваемая ОС в результате запуска программы на выполнение. Программа – статический объект – файл с кодами и данными на носителе. Процесс – динамический объект, возникающий после запуска программы на выполнение.

Управление ресурсами включает решение общих, не зависящих от типа ресурса задач:

- планирование ресурса - то есть определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс;

- удовлетворение запросов на ресурсы;

- отслеживание состояния и учет использования ресурса — то есть поддержание оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;

- разрешение конфликтов между процессами.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.

Сложность задачи организации эффективного использования ресурсов определяется случайным характером возникновения запросов на потребление ресурсов. В мультипрограммной системе создаются очереди заявок от процессов к разделяемым ресурсам. ОС организует обслуживание этих очередей по различным алгоритмам.

Управление ресурсами составляет важную часть функций любой операционной системы, в особенности мультипрограммной. В отличие от функций расширенной машины большинство функций управления ресурсами выполняются операционной системой автоматически и программисту недоступны.