4. Операционная система и Операционная среда: определения, сходства и различия двух понятий. Функции ос. Компоненты ос.

Соответствующая операционная среда организуется в операционной системе в рамках отдельной виртуальной ма­шины. Аналогично, в системе Linux можно создать условия для выполнения некоторых программ, написанных для Windows 95/98. Определёнными воз­можностями исполнения программ, созданных для иной операционной среды, обладает и Windows NT. Эта система позволяет выполнять некоторые про­граммы, созданные для MS-DOS, OS/2 1.x, Windows 3.x. Правда, в семействе ОС Windows 2000 разработчики решили отказаться от поддержки возможности выполнения DOS-программ.

Наконец, к этому классу СПО следует отне­сти и эмуляторы, позволяющие смоделировать в одной операционной сис­теме какую-либо другую машину или операционную систему. Так, известна система эмуляции WMWARE, которая позволяет запустить в среде Linux любую другую ОС, например Windows. Можно, наоборот, создать эмулятор, работающий в среде Windows, который позволит смоделировать компьютер, работающий под управлением любой ОС, в том числе и под Linux.

Таким образом, термин операционная среда означает соответствующий ин­терфейс, необходимый программам обращения к ОС с целью получить определённый сервис – выполнить операцию ввода/вывода, получить или освободить участок памяти и т. д.

Операционная система (ОС) [Operating System = OS] – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны – предназначены для управления устройствами и вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных ОС общего назначения.

Операционная система – комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями.

Операционная система – 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 среда [Operational Environment] – это совокупность инструментов, методов их интеграции и приёмов работы с ними, создаваемая средствами операционной системы и позволяющая решать любые задачи в инструментальной области и большинство задач в прикладных областях.

Операционная среда – совокупность (комплекс) программного обеспечения, обеспечивающая пользователю возможность управлять вычислительными процессами и файлами и предоставляющая средства разработки и выполнения прикладных программ.

Термин «операционная система» обычно возникает при рассмотрении системы с точки зрения разработчика, а термин «операционная среда» – прежде всего с точки зрения пользователя.

Параллельное существование терминов «операционная система» и «операцион­ная среда» вызвано тем, что ОС в общем случае может поддерживать несколько операционных сред. Например, операционная система OS/2 Warp может выпол­нять следующие программы:

- так называемые «нативные» (от англ. native – родной) программы, созданные с учётом соответствую­щего «родного» 32-битового программного интерфейса этой ОС;

- 16-битовые программы, созданные для систем OS/2 первого поколения;

- 16-битовые приложения, разработанные для выполнения в операционной сре­де MS-DOS или PC DOS;

- 16-битовые приложения, созданные для операционной среды Windows 3.x;

- саму операционную оболочку Windows 3.x и уже в ней – созданные для неё программы.

Основные функции, которые выполняет ОС:

1) прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке – в виде директив (ко­манд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующих манипуляторов (например, с помощью мыши), – и их обработка;

2) прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, оста­новку других программ;

3) загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

4) инициация программы (передача ей управления, в результате чего процес­сор исполняет программу);

5) идентификация всех программ и данных;

6) обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эф­фективность всего программного обеспечения;

7) обеспечение мультипрограммного (мультизадачного, многопрограммного, многозадачного) режима, то есть выполнения двух или более программ на одном процессоре, создающего видимость их одно­временного исполнения;

8) обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

9) удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реаль­ного времени (характерно для соответствующих ОС);

10) распределение памяти, а в большинстве современных систем и организа­ция виртуальной памяти;

11) планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стра­тегией и дисциплинами обслуживания;

12) организация механизмов обмена сообщениями и данными между выпол­няющимися программами;

13) защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных;

14) предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

15) обеспечение работы систем программирования, с помощью которых поль­зователи готовят свои программы.

• Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

• Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

• 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.

• Сохранение информации об ошибках системы.

• Сетевые операции, поддержка стека 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 (см. аутентификация, авторизация).

Компоненты операционной системы

• Загрузчик

• Ядро

• Командный процессор (интерпретатор)

• Драйверы устройств

• Интерфейс