1. Функции операционных систем

Основные функции:

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

2. Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

3. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

4. Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

5. Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

6. Обеспечение пользовательского интерфейса.

7. Сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

1. Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

2. Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

3. Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

4. Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.

5. Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

6. Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

7. Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

Компоненты операционной системы

1. Загрузчик

2. Ядро

3. Командный процессор (интерпретатор)[1]

4. Драйверы устройств

5. Интерфейс

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой операционной системе. В составе операционной системы различают три группы компонентов:

1. ядро, содержащее

1. планировщик;

2. драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием;

3. сетевая подсистема, файловая система;

2. системные библиотеки;

3. оболочка с утилитами.

Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава операционной системы значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав операционной системы включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

3. Ядро операционной системы

Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются:

1. процессорное время,

2. память и

3. устройства ввода-вывода.

4. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра.

Как основополагающий элемент операционной системы, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам вычислительной системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Объекты ядра ОС:

1. Процессы

2. Файлы

3. События

4. Потоки

5. Семафоры

6. Мьютексы

7. Каналы

8. Файлы, проецируемые в память

Наиболее распространенные операционные системы: MS-DOS, OS/2, UNIX, WINDOWS, LINUX, WINDOWS NT, они имеют разные модификации.

Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т. д.

Программный интерфейс — это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы.

Пользовательский интерфейс — это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ. В свою очередь, пользовательский интерфейс может быть командным или объектно-ориентированным. Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера.

Объектно-ориентированный интерфейс — это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т. д.

Каждый компьютер обязательно комплектуется операционной системой, для каждой из которых создается свой набор прикладных программ (приложений). Большинство операционных систем модифицируются и совершенствуются в направлении исправления ошибок и включения новых возможностей. В целях сохранения преемственности новая модификация операционной системы не переименовывается, а приобретает название версии. Версии ОС обозначаются (как правило) «десятичной дробью» вида 6.00, 2.1, 3.5 и т. д. При этом увеличение цифры до точки отражает существенные изменения, вносимые в операционную систему, а увеличение цифр, стоящих после точки, — незначительные изменения (например, исправление ошибок). Чем больше номер версии, тем большими возможностями обладает система.

Основные критерии подхода к выбору операционной системы:

В настоящее время имеется большое количество операционных систем, и перед пользователем стоит задача определить, какая операционная система лучше других (по тем или иным критериям). Очевидно, что идеальных систем не бывает, любая из них имеет свои достоинства и недостатки. Выбирая операционную систему, пользователь должен представлять, насколько та или иная ОС обеспечит ему решение его задач.

Чтобы выбрать ту или иную ОС, необходимо знать:

1. на каких аппаратных платформах и с какой скоростью работает ОС;

2. какое периферийное аппаратное обеспечение ОС поддерживает;

3. как полно удовлетворяет ОС потребности пользователя, то есть каковы функции системы;

4. каков способ взаимодействия ОС с пользователем, то есть насколько нагляден, удобен, понятен и привычен пользователю интерфейс;

5. существуют ли информативные подсказки, встроенные справочники и т. д.;

6. какова надежность системы, то есть ее устойчивость к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т. д.;

7. какие возможности предоставляет ОС для организации сетей;

8. обеспечивает ли ОС совместимость с другими операционными системами;

9. какие инструментальные средства имеет ОС для разработки прикладных программ;

10. осуществляется ли в ОС поддержка различных национальных языков;

11. какие известные пакеты прикладных программ можно использовать при работе с данной системой;

12. как осуществляется в ОС защита информации и самой системы.