Определение операционной системы, назначение и основные функции ос.
Понятие операционной системы
ОС управляет всеми устройствами компьютерной системы (процессорами, оперативной памятью, дисками, клавиатурой, монитором, принтерами, сетевыми устройствами и др.) и обеспечивает пользователя удобным интерфейсом для работы с аппаратурой.
Общепринятого определения Операционной системы, вообще говоря, нет.
Обычно ОС определяется через ее функции.
Под ОС обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой - предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.
Другими словами, две основные функции (назначение) ОС:
1) предоставлять пользователю некую расширенную виртуальную машину, с которой легче работать (легче программировать), чем непосредственно с аппаратурой реального компьютера или реальной сети;
Для пользователя (приложения) работа с различными ресурсами (процессор, память, диски, периферийные устройства) выглядит так, как будто эти ресурсы находятся в его полном распоряжении, при этом в одной системе может выполняться одновременно несколько приложений, каждое со своим собственным набором ресурсов. В этом смысле говорят, что ОС реализует виртуальную машину, предоставляя приложениям средства многозадачности.
2) управлять ресурсами вычислительной системы.
Поэтому в специальной литературе ОС представляется всегда двояко:
1) как расширенная виртуальная машина и
2) как система управления ресурсами.
Функции ОС
прием от пользователя (оператора) заданий или команд, сформулированных на соответствующих языках, и их обработка;
загрузка в ОП программ и их исполнение;
инициация программы (передача ей управления);
прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ; организация взаимодействия между задачами;
идентификация всех программ и данных;
обеспечение работы системы управления файлами и/или систем управления БД;
обеспечение режима мультипрограммирования (многозадачности);
планирование и диспетчеризация задач;
обеспечение функций по организации и управлению операциями ввода/вывода;
удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (для соответствующих ОС);
управление памятью, организация виртуальной памяти;
организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;
защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;
аутентификация, авторизация и другие средства обеспечения безопасности;
предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;
обеспечение работы систем программирования;
параллельное исполнение нескольких задач.
Функции ОС автономного компьютера обычно группируются в соответствии с типами локальных ресурсов, которыми управляет ОС. Такие группы называют подсистемами.
Наиболее важные
подсистема управления процессами,
подсистема управления памятью,
подсистема управления файлами,
подсистема управления внешними устройствами,
подсистема пользовательского интерфейса,
подсистема защиты данных и администрирования.
Замечание. Часто под ОС обычно понимается то ПО, которое запускается в режиме ядра (привилегированном режиме, режиме супервизора).
Архитектура ОС.
Н
ОС
Ядро – модули, выполняющие основные функции(управление процессами, памятью,файлами, устройствами ввода – вывода и т.д.Они являются резидентными, т.е. постоянно находятся в ОП
аиболее
общим подходом к структуре ОС является
разделение всех её модулей на 2 подгруппы.
Модули ОС, выполняющие вспомогательные функции (утилиты, системные обрабатывающие программы, библиотеки процедур и функций Являются транзитными модулями, т.е. загружаются в ОП только на время выполнения своих функций.
Все группы вспомогательных модулей при выполнении своих задач обращаются к функциям ядра ОС. За счёт разделения ОС на ядро и вспомогательные модули обеспечивается лёгкая расширяемость ОС.
2. История операционных систем.
Control Data Corporation разработала операционную систему SCOPE в 1960-х для обработки пакетных заданий. В сотрудничестве с Университетом Миннесота были созданы операционные системы KRONOS и NOS в 1970-х, которые поддерживали одновременный запуск заданий и разделение времени.
В конце 1970-х Control Data и Университет Иллинойс разработали машину PLATO, привнесшей множество инноваций для своего времени. Система использовала язык программирования TUTOR, что позволило создавать такие программы, как чат в реальном времени и многопользовательские графические игры.
UNIVAC, первый производитель коммерческих компьютеров, создала серию операционных систем EXEC. Как большинство ранних операционных систем для мейнфреймов, это были операционные системы, ориентированные на обработку пакетных заданий. В 1970-х UNIVAC выпустила систему Real-Time Basic.
Burroughs Corporation представила машину B5000 в 1961 с операционной системой MCP (Master Control Program). B5000 поддерживала исключительно языки высокого уровня и не поддерживала машинные языки или ассемблер; таким образом, MCP стала первой операционной системой, написанной только на высокоуровневом языке (ESPOL, диалект Алгола). MCP также представила несколько инноваций, включая первую коммерческую реализацию виртуальной памяти. MCP по сей день используется на компьютерах Unisys ClearPath/MCP.
Project MAC разработал Multics и General Electric Comprehensive Operating Supervisor (GECOS), в которых была введена концепция уровней привилегий.
Digital Equipment Corporation разработала множество операционных систем для своих различных линеек компьютеров, включая системы TOPS-10 и TOPS-20 с разделением времени для 36-битных машин PDP-10. До широкого рапространения UNIX, TOPS-10 пользовалась большой популярностью в университетах и раннем сообществе ARPANET.