2.4.3. Системное программное обеспечение. Операционные системы

Операцио́нная систе́ма (ОС) (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных системных программ, обеспечивающий управление ресурсами компьютера (аппаратными и программными) и предоставляющий пользовательский интерфейс, т. е. операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. Она скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и загружается в ОЗУ.

ОС — это комплекс программ, обеспечивающих:

• управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;

• управление процессами, т.е. выполнение программ;

• пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером.

Компоненты операционной системы разделяются две группы:

• ядро — модули, выполняющие основные функции ОС;

• модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

Модули ядра выполняют такие базовые функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т. п. Ядро составляет сердцевину операционной системы, без него ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.

Остальные модули ОС выполняют весьма полезные, но менее обязательные функции. Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:

• утилиты- программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков архивирования данных на магнитную ленту;

• системные обрабатывающие программы - текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

• программы предоставления пользователю дополнительных услуг - специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;

• библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.

По способу управления различают ОС:

1. Неграфические ОС (командные) предполагают ввод пользователем команд с клавиатуры в поле командной строки. (MS DOS)

2. Графические ОС (объектно-ориентированные) где весь экран доступен для управления, основное средство управления - мышь. (Windows)

По числу одновременно выполняемых задач ОС делятся на:

1. Однозадачные - способны выполнять в одно и то же время не более одной задачи. (MS DOS)

2. Многозадачные - позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно. (Windows, OS/2, UNIX)

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС делятся на:

1. Однопользовательские – предназначенные для обслуживания одного клиента. (MS DOS)

2. Многопользовательские - рассчитаны на работу с группой пользователей одновременно (Windows, UNIX).

1. Сетевые- выполняет все функции локальной операционной системы, а с другой стороны, обладает некоторыми дополнительными средствами, позволяющими ей взаимодействовать по сети с операционными системами других компьютеров.

2. Несетевые (локальные) ОС устанавливались на отдельных несвязанных между собой компьютерах и организовывали работу одного конкретного ПК. К локальным ОС относились операционная система MS DOS, ранние версии OS/2.

1. Разрядность 16-разрядные (практически не используются).

2. 32-разрядные (самые популярные).

3. 64-разрядные (набирают популярность).

4. 128-разрядные (в настоящее время реализуется микрокодом на 64-разрядной аппаратуре).

За время развития компьютеров ОС претерпели существенные изменения. Первые ОС были однопользовательскими и однозадачными. Эффективность работы компьютеров была невысокой из-за простоев всех устройств, кроме одного (процессора). Позже появились однопользовательские многозадачные ОС, обеспечивавшие постановку заданий в очередь, параллельное выполнение заданий, разделение ресурсов компьютера между заданиями. Этому способствовало важнейшее техническое решение - появление у внешних устройств собственных процессоров.

Наиболее сложны многопользовательские многозадачные ОС, работающие в режиме разделения времени между пользователями.

ОС для ПК за время существования этих компьютеров так претерпели значительные изменения, прежде всего, потому, что этот класс ПО наиболее зависим от аппаратной части компьютера. Основным изменением аппаратной части является увеличение разрядности центрального процессора.

• Наибольший интерес в настоящее время вызывают следующие группы операционных систем:

• операционные системы для мощных серверов;

• операционные системы для рабочих станций и персональных компьютеров;

• операционные системы для карманных компьютеров.