2. Определение, функции операционной системы (ос)

Под операционной системой (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 надёжных вычислений.

Основными функциями, которые выполняют ОС, являются следующие:

1. Управление элементами, блоками и устройствами ЭВМ. Выполняется с помощью набора специальных управляющих программ – драйверов устройств. Так, например, центральная часть операционной системы – ядро ОС, содержит драйверы всех основных устройств ЭВМ. Дополнительные устройства устанавливаются в вычислительную систему вместе со своим драйвером, обычно поставляемым вместе с аппаратными средствами;

2. Обеспечение хранения и доступа к информации (файловая система). Сюда входят правила организации и размещения наборов данных во внешней памяти и правила обращения к внешним устройствам, через которые производится передача данных. В основе лежит так называемая Базовая Система Ввода/Вывода (BIOS);

3. Выделение ресурсов ПЭВМ (памяти, процессорного времени, внешних устройств) для выполняемых процессов (управление ресурсами). Это наиболее сложная функция операционных систем. В зависимости от того, как распределяются ресурсы ЭВМ, определяется тип ОС и ее возможности;

4. Организация взаимодействия между выполняемыми процессами (система прерываний). Данная система позволяет с одной стороны достаточно универсально обеспечивать все виды передач управления, с другой – управлять работой компьютера в диалоговом режиме, независимо от выполняемых в текущий момент программ;

5. Приём 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 соответствующего манипулятора (например, с помощью «мыши»), – и их обработка.

Также следует отметить следующие функции, которые выполняют ОС:

• приём исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ;

• загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

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

• идентификация всех программ и данных;

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

• обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнения двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

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

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

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

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

• организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

• защита одной программы от влияния другой;

• обеспечение сохранности данных;

• предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

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

Из приведенных выше функций видно, что операционная система реализует связи между аппаратными средствами, программами и пользователями. ОС реализует интерфейс пользователя (если одной из сторон взаимодействия является человек), аппаратно-программный интерфейс (если одной из сторон выступает техническое устройство) и программный интерфейс (если взаимодействуют между собой два программных процесса).

Примерами операционных систем являются: Windows, UNIX и др.