Розділ1 Основи операційних систем

Лекція №1

Тема 1.1 Узагальнена структура програмного забезпечення компютерних систем.

План

1. Основні означення та терміни.

2. Поняття операційної системи.

3. Основні поняття системи керування файлами.

4. Інтерфейсні оболонки для організації взаємодії користувача з операційною системою та програмні середовища.

5. Складові системи програмування.

6. Утиліти.

Мета: вивчити основні поняття архітектури опера­ційних систем, підходи до її реалізації. Знати, що операційну систему можна розглядати як сукупність компонентів, кожен з яких відповідає за певні функції. Набір таких компонентів і порядок їхньої взаємодії один з одним та із зовнішнім середовищем визначається архітектурою операцій­ної системи.

1.1.1 Основні означення та терміни

Програмним продуктом називається будь-яка поширювана програма.

Системне програмне забезпечення (СПЗ) – System Software – це програми та комплекси програм, які є спільними для всіх, хто використовує технічні засоби комп’ютера. Вони застосовуються для автоматизації розробки нових програм, а також для організації виконання вже існуючих програм .

Системне програмне забезпечення умовно може бути поділене на такі групи:

• Операційні системи;

• Системи керування файлами;

• Інтерфейсні оболонки для організації взаємодії користувача з операційною системою та програмні середовища;

• Системи програмування;

• Утиліти.

1.1.2. Поняття операційної системи.

Причиною появи операційних систем була необхідність створення зручних у ви­користанні комп'ютерних систем (під комп'ютерною системою будемо розумі­ти сукупність апаратного і програмного забезпечення комп'ютера). Комп'ютерні системи від самого початку розроблялися для розв'язання практичних задач ко­ристувачів. Оскільки робити це за допомогою лише апаратного забезпечення вия­вилося складно, були створені прикладні програми. Для таких програм знадоби­лися загальні операції керування апаратним забезпеченням, розподілу апаратних ресурсів тощо. Ці операції згрупували в рамках окремого рівня програмного за­безпечення, який і стали називати операційною системою.

Далі можливості операційних систем вийшли далеко за межі базового набо­ру операцій, необхідних прикладним програмам, але проміжне становище таких систем між прикладними програмами й апаратним забезпеченням залишилося незмінним.

Можна дати таке означення операційної системи. Операційна система — це рівень програмного забезпечення, що перебуває між рівнями прикладних програм й апаратного забезпечення комп'ютера. Головне її призначення — зробити використання комп'ютерної системи простішим і під­вищити ефективність її роботи. (Рис 1.1)

Під операційною системою (ОС) розуміють комплекс керівних та опрацьованих програм, який є інтерфейсом поміж апаратною платформою комп‘ютера (Hard Ware) та користувачем з його завданнями, а також призначений для найбільш ефективного використання ресурсів обчислювальної системи та організації надійних обчислень.

На рис. 1.2 зображено узагальнену структуру програмного забезпечення обчислювальної системи, у тому числі персонального комп’ютера. Жодний з компонентів програмного забезпечення, окрім ОС, не має безпосереднього доступу до апаратної платформи. Користувачі взаємодіють зі своїми програмами через інтерфейс ОС, будь-які їхні команди, перш ніж надійти до додатка, проходять через ОС.

Основні функції, виконувані ОС, є такі:

• приймання від користувача або оператора системи завдань та їх опрацьовування;

• приймання та виконання програмних запитів на запуск, припинення та зупин інших програм;

• завантаження до оперативної пам’яті програм, які треба виконати;

• ініціація програм (передавання їм керування, внаслідок чого процесор виконує програму);

• ідентифікація усіх програм та даних;

• забезпечення роботи систем управління файлами (СУФ) та систем управління базами даних (СУБД);

• забезпечення режиму багатозадачності, тобто виконання однієї або більш програм на одному процесорі, що складає враження їх одночасного виконання;

• забезпечення функцій з організації та керуванню усіма операціями вводу/виводу;

• розподіл пам’яті та організація віртуальної пам‘яті;

• планування та диспетчеризація завдань згідно із заданими стратегією та дисциплінами обслуговування;

• організація механізмів обміну повідомленнями та даними поміж виконуваними програмами;

• захист однієї програми від втручання іншої, забезпечення зберігання даних;

• надання послуг у разі збою системи;

• забезпечення роботи систем програмування, за допомогою яких користувачі лаштують свої програми, тощо.

Рисунок 1.2 – Узагальнена структурна схема програмного забезпечення обчислювальної системи