1.1. Складові операційних систем та їх завдання

Операційна система (ОС) – це набір програм і стандартних процедур, який використовується для розміщення файлів на дисках і дискетах, організації діалогу між людиною і комп’ютером, запуску інших програм і управління їх роботою. Операційна система завантажується при включенні комп’ютера.

Структуру ОС складають:

• базовий (ядро ОС) – керує файловою системою, забезпечує доступ до неї і обмін файлами між периферійними пристроями;

• командний процесор – розшифровує і виконує команди користувача, що надходять через клавіатуру;

• драйвери периферійних пристроїв – програмно забезпечують узгодженість роботи цих пристроїв з процесором;

• додаткові сервісні програми (утиліти) – роблять зручним і багатосто­роннім процес спілкування користувача з комп’ютером.

Завдання ОС:

1. забезпечення усіх програм єдиним стандартним доступом до пристроїв введення-виведення інформації;

2. запуск інших програм;

3. забезпечення діалогу з комп’ютером і людиною;

4. забезпечення режиму колективного доступу до даних;

5. керування виконанням однією або декількома одночасно запущеними програмами і обміном інформації між ними;

6. відновлення інформації у випадках помилок у роботі ПК.

ОС виконує багато своїх функцій без участі користувача. Однак, те, що стосується організації збереження інформації у зовнішній пам’яті, вимагає постійного контролю зі сторони користувача.

Сукупність засобів ОС, що забезпечують доступ до інформації на зовнішніх носіях, називається системою керування або файловою системою. Об’єм зовнішньої пам’яті ПК дуже великий вміщує сотні, тисячі і десятки тисяч порцій інформації (файлів)[1].

Файлові системи складаються зі структур, які необхідні для збереження і керування збереженими даними. Ці структури включають блок початкового завантаження операційної системи, каталоги і файли.

Файлова система виконує три основних функції:

1) трекінг (перевірка) розподіленого і невикористаного простору;

2) підтримка каталогів і файлових імен;

3) трекінг місця, де фізично збережений кожен файл на диску.

Операційні системи використовують різні файлові системи. Є ОС, що визнають тільки одну файлову систему, у той час, як інші визнають декілька.

Деякі з найбільш відомих файлових систем: FAT (File Allocation Table); FAT 32 (File Allocation Table 32); NTFS (New Technology File System); HPFS (High Performance File System); NetWare File System; Linux Ext2 and Linux Swap[2].

Існує три основних поняття файлової системи: диск, файл та каталог.

Операційних систем багато, але найбільш розповсюдженими є: UNIX, DOS, Windows.

Основні завдання ОС – зробити апаратуру ПК доступною користувачу, забезпечити корпоративне використання його ресурсів та максимально зручний інтерфейс користувача.

1.2. Основні та додаткові функції операційних систем

Операційна система виконує такі основні функції:

• виконання на вимогу програм користувача елементарних (низькорівневих) дій, які є спільними для більшості програмного забезпечення і часто зустрічаються в усіх програмах (введення та виведення даних, запуск і зупинка інших програм, виділення та вивільнення додаткової пам'яті тощо);

• стандартизований доступ до периферійних пристроїв (пристрої введення-виведення);

• завантаження програм у оперативну пам'ять і їх виконання;

• керування оперативною пам'яттю (розподіл між процесами, організація віртуальної пам'яті);

• керування доступом до даних енергонезалежних носіїв (твердий диск, оптичні диски тощо), які організовані у файловій системі;

• забезпечення користувального інтерфейсу;

• мережеві операції, підтримка стеку мережевих протоколів.

Додаткові функції, які виконує операційна система:

• паралельне або псевдопаралельне виконання задач;

• розподіл ресурсів обчислювальної системи між процесами;

• організація надійних обчислень (неможливості впливу процесу на перебіг інших), заснована на розмежуванні доступу до ресурсів;

• взаємодія між процесами обміну даними, синхронізація;

• захист самої системи, а також даних і програм від дій користувача або програм;

• багатокористувальницький режим роботи та розділення прав доступу (автентифікація, авторизація)[1].

Додатковою функціональністю операційних систем є їх безпека, яка базується на двох ідеях: