4. Операционные системы

Общие сведения об операционных системах

О перационной системой (ОС) называют комплекс программ, которые загружаются или начинают работать при включении компьютера.

Функции ОС

Обычно выделяют следующие основные функции ОС:

1. Поддержка иерархической файловой системы.

2. Управление компьютером и рациональное распределение ресурсов (процессорное время, основная память, периферийные устройства).

3. Запуск других (прикладных) программ на выполнение.

4. Обеспечение «дружественного» общения компьютера с пользователем, освобождение пользователя от рутинных и сложных операций

Управление ресурсами сводится к распределению ресурсов между конкурирующими процессами и упрощению доступа к ресурсам. Упрощенный доступ позволяет «скрыть» аппаратные особенности компьютера, предоставляя пользователю виртуальную машину с существенно облегченным управлением.

Элементами иерархических файловых систем являются обычные файлы, каталоги, специальные байт-ориентированные и блок-ориентированные файлы. Файл является поименованным массивом байтов (блоков фиксированной длины), целостной совокупностью данных на внешнем носителе. Каталоги обеспечивают связь между именами файлов и собственно файлами. Каждый элемент каталога содержит имя файла и ссылку на конкретный файл. Для именования файлов используются корневой и текущий каталоги. Имя файла состоит из последовательности компонентов - локальных имен, разделенных символами ( \ ) (в операционной системе

ОС предоставляют следующие системные вызовы:

• запрос на смену и получение имени текущего каталога;

• создание, открытие, закрытие, удаление, переименование и получение информации о файле или каталоге.

ОС поддерживает два интерфейса, уровень которых заметно выше аппаратного:

• пользовательский интерфейс (командный язык для управления функционированием компьютера и набор сервисных услуг, освобождающих пользователя от выполнения рутинных операций);

• программный интерфейс (набор услуг, освобождающих программиста от программирования рутинных операций).

Классификация ОС

В настоящее время существует большое разнообразие ОС. Они классифицируются по следующим признакам:

1. по количеству пользователей, одновременно обслуживаемых системой;

2. по числу процессов, которые могут одновременно выполняться под управлением операционной системы;

3. по типу доступа пользователя к ЭВМ;

4. по типу средств вычислительной техники, для управления ресурсами которых система предназначена.

В соответствии с первым признаком различают однопользовательские и многопользовательские ОС. Многопользовательские системы поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей (конечно, за различными терминалами).

Второй признак делит ОС на однозадачные и многозадачные.

Классы по третьему признаку ОС составляют:

• системы с пакетной обработкой. Из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет, который предъявляется ЭВМ. В этом случае пользователи непосредственно с ЭВМ не взаимодействуют. Данный тип ОС предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов компьютера;

• системы разделения времени, обеспечивающие одновременный диалоговый доступ к ЭВМ нескольких пользователей через терминалы. Ресурсы ЭВМ выделяются при этом каждому пользователю «по очереди». Этот тип ОС предназначен для обеспечения удобства работы группы пользователей;

• системы реального времени, которые должны обеспечивать гарантированное время ответа на внешние события. Такие ОС служат для управления внешними, по отношению к ЭВМ, процессами и объектами.

По четвертому признаку ОС делятся на однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые и распределенные.

Для IBM PC-совместимых ПЭВМ разработаны и используются следующие классы ОС:

1. ОС семейства СР/М;

2. ОС семейства DOS;

3. ОС семейства OS/2:

4. ОС семейства Unix;

5. ОС семейства Windows.

До недавнего времени наибольшее распространение имели представители семейства DOS, появившиеся в 1981 г., однако сейчас лидирующее положение занимают операционные системы семейства Windows.