Функции ос

ОС выполняют две по существу мало связанные друг с другом функции:

• обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать;

• и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

1. Рассмотрим первую функцию:

Предоставление пользователю-программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобнее работать.

Под виртуальной машиной понимается вычислительная система заданной конфигурации, моделируемая для пользователя программными и аппаратными средствами конкретного реально существующего компьютера. ОС является тем слоем программного обеспечения, которое преобразует реальную машину (аппаратную часть) в виртуальную.

Пример. Извечная компьютерная проблема – нехватка оперативной памяти, решается с помощью виртуальной (реально не существующей) памяти.

П од виртуальной памятью понимается расширение адресного пространства задачи, полученное за счет использования части внешней памяти – реально части жесткого диска.

Если оперативной памяти не хватает для обеспечения работа активного приложения, то приложение (либо данные) или его часть, которые не использует в данный момент микропроцессор, выгружается из оперативной памяти на жесткий диск. На их место в оперативную память загружается необходимый фрагмент активного приложения. Когда одному из выгруженных фрагментов приложения передается управление, он снова загружается в ОЗУ, а в это время может произойти выгрузка на диск другого, пассивного в данный момент приложения.

Таким образом, с использованием ресурса виртуальная память программы (приложения) циркулируют между диском и ОЗУ.

Именно поддержка виртуальной памяти позволяет на практике открывать большое количество приложений одновременно. При этом следует иметь в виду, что выгрузка на диск или загрузка с диска снижают производительность компьютера.

Используемая для этой цели часть внешней памяти называется файлом подкачки, а описанный процесс подкачки известен под названием свопинг. Объем файла подкачки может в несколько раз превышать объем оперативной памяти.

2. Рассмотрим вторую функцию:

Повышение эффективности использования компьютера за счет рационального управления его ресурсами.

Управление ОС ресурсом состоит из двух ее функций:

• упрощение доступа к ресурсу;

• распределение ресурсов между конкурирующими за них процессами.

Ресурс – это любой логический или аппаратный компонент ЭВМ. Основными ресурсами являются процессорное время и оперативная память. Ресурсы могут принадлежать одной или нескольким внешним ЭВМ, к которым операционная система обращается, используя вычислительную сеть.

Процесс – это последовательность действий, предписанных программой.

Для решения первой задачи операционные системы поддерживают пользовательский и программный интерфейсы.

Для решения второй операционные системы используют различные алгоритмы управления виртуальной памятью и процессором.