Иерархическая структура компьютера
Я
дром
иерархии компьютера являются аппаратные
средства. Центральный процессор прямо
или косвенно управляет всеми аппаратными
компонентами, посылая соответствующие
цифровые коды в различные порты
ввода/вывода или записывая данные в
ячейки памяти, и обрабатывая их.
Посредником между ОС и аппаратными средствами является BIOS. BIOS – это набор небольших программ (функций), каждая из которых предназначена для управления одной из подсистем аппаратных средств. Функции управления устройствами инициализируются с помощью специальных вызовов, осуществляемых ОС. Таким образом, осуществляется управление аппаратными средствами, а BIOS при этом является низкоуровневым дополнением любой ОС. Высокоуровневые функции по эффективному управлению файлами и дисковыми накопителями выполняет ОС. Приложения (программное обеспечение) выполняют соответствующие программные запросы и через ОС и BIOS обращаются к дискам, выполняют операции над файлами и обращаются к другим системным ресурсам.
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Операционной системой называют комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами ЭВМ (вычислительной системы) и процессами, использующими эти ресурсы при вычислениях.
Под ресурсом понимают любой логический или физический компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности. Основными ресурсами являются процессор (процессорное время), 0ЗУ и ВУ,.
Управление ресурсами сводится к выполнению следующих функций:
1) упрощению доступа к ресурсам;
2) распределению ресурсов между конкурирующими за них процессами. Реализация первой функции позволяет “спрятать” аппаратные особенности ЭВМ и тем самым предоставить в распоряжение пользователей и программистов виртуальную машину с существенно облегченным управлением. Иными словами, ОС поддерживает два следующих интерфейса, уровень которых заметно выше аппаратного:
1) пользовательский интерфейс (командный язык для управления функционированием компьютера и набор сервисных услуг, освобождающих пользователя от выполнения рутинных операций);
2) программный интерфейс (набор услуг, освобождающий программиста от кодирования рутинных операций).
Уровень программного интерфейса может быть дополнительно повышен путем использования систем программирования для языков высокого уровня.
Пользовательский интерфейс может быть символьным (текстовым) или графическим.
Функция распределения ресурсов присуща не всем ОС, а только тем, которые обеспечивают одновременное выполнение (или по крайней мере одновременное хранение в ОЗУ) нескольких программ. Если ПЭВМ имеет один процессор, то одновременное выполнение нескольких программ сводится по сути к поочередной реализации их фрагментов. Это не имеет ничего общего с параллелизмом, но в ряде случаев позволяет повысить производительность ПЭВМ в результате совмещения выполнения операций в различных устройствах во времени. Например, пока одна программа ожидает завершения обмена информацией с ПУ, другая может использовать МП. Конечно, для такой организации работы необходимы соответствующие аппаратные средства. Если такой режим работы компьютера недоступен, то одновременное выполнение нескольких программ сводится к их простому переключению без какого-либо выигрыша по производительности. В действительности будет наблюдаться даже проигрыш по этому показателю, однако возможность переключения программ повышает гибкость вычислительной системы и позволяет им взаимодействовать между собой, например, обмениваться информацией, в частности, обрабатывать один и тот же файл.
Процессом (задачей) же называется последовательность действий, предписанных программой или се логически законченной частью, а также данные, используемые при вычислениях. Процесс (задача) является минимальной единицей работы, для которой выделяются ресурсы.