1 Негізгі ұғымдар мен анықтамалар

Операциялық жүйе (ОЖ) –  компьютердің аппаратурасы мен қосымшалары (және пайдаланушылары) арасындағы интерфейс ретінде болатын бағдарламалық қамтама бөлігі.

ОЖ екі негізгі функцияны орындайды:

• Пайдаланушы-бағдарламалаушыға компьютердің нақты аппаратурасының орнына жұмыс істеуге ыңғайлы болатын кеңейтілген виртуальді машинаны ұсынады. Виртуальді машина – бұл пайдаланушы үшін берілген конфигурацияны нақты бар компьютердің бағдарламалық және аппараттық құралдарымен модельдейтін есептеуіш жүйесі. ОЖ аппараттық машинаны виртуальді машинаға түрлендіретін бағдарламалық қамтама қабаты болып табылады. Виртуальді машина конфигурациясының нақты машина конфигурациясынан айтарлықтай ерекшелігі болуы мүмкін.

• Компьютердің ресурстарын рационалды түде басқару есебінен оны пайдалану тиімділігін арттырады.

ОЖ ресурстарын екі топқа бөлуге болады (1.1-сурет):

• бағдарламалық ресурстар (процестер, виртуальді адрестік кеңістік, енгізу-шығару ішкіжүйесі);

• аппараттық ресурстар (процессорлар, жады, құрылғылар).

Сурет 1.1 –  Ресурстар классификациясы

 

Әрбір аппараттық ресурсқа онымен тығыз байланысқан қандай да бір бағдарламалық ресурс (мысалы, процессор мен процесс) сәйкес келетінінен назар аударайық.

Бейнелеп айтқанда, ОЖ-нің негізгі функциясын сиқырлаушылық деп есептеуге болады – жүйенің нақты бейнесінен жоғарылау күйге түрленуі. Мысалы, операциялық жүйе бір процессорда бірнеше бағдарламаны бірмезгілде орындау иллюзиясын жасай алады. Нәтижесінде пайдаланушы виртаульді машинаны нақты бар машинадан архитектурасы өте жоғары компьютер ретінде қабылдайды.

Операциялық жүйе ядросы – операциялық жүйенің негізгі функцияларын орындайтын модульдер. Бұл модульдер әдетте, процестерді, жадты, енгізу-шығару құрылғыларын басқаруды қолдайды. Операциялық жүйе ядросының коды процессор жұмысының пұрсатты режимінде орындалады.

Операциялық жүйенің кейбір компоненттері осы операциялық жүйе үшін стандартты форматтағы қарапайым қосымшалар болып табылады. Оларды операциялық жүйенің көмекші модульдері деп атайды. Сондықтан көп жағдайда операциялық жүйе мен қосымшалар арасында шекара жүргізу қиынға соғады. Әдетте, қандай да бір бағдарламаның операциялық жүйеге тиістілігі туралы шешімді өндіруші қабылдайды.

3 Операциялық жүйелердің даму бағыттары.

ОЖ-лердің төменде келтірілген тарихи буындарын атап көрсету қабылданған:

• Нөлдік буын. Алғашқы компьютерлерде ОЖ-лер болмаған. Бұл алғашқы компьютерлердің пайда болуынан бастап ХХ ғасырдың 50-ші жылдары ортасына дейінгі период.

• Бірінші буын. Пакеттік өғдеу, мультибағдарламалық ОЖ-лер. ХХ ғасырдың 50-жылдарының ортасында пайда болды.

• Екінші буын. Көпрежимді ОЖ-лер, нақты уақыт ОЖ-лері. ХХ ғасырдың 60-жылдарында пайда болды.

• Үшінші буын. Дербес компьютерлерге арналған ОЖ-лер, желілік ОЖ-лер. ХХ ғасырдың 80-жылдарының басында  пайда болды

• Төртінші буын. Үлестірілген ОЖ-лер. ХХ ғасырдың 90-жылдарының басында  пайда болды

4 Операциялық жүйелердің даму тенденциялары

Бірінші ОЖ ХХ ғасырдың 50-жылдары ортасында пайда болды. Ол IBM-701 компьютері үшін General Motors компаниясының зерттеу лабораториясында жасалды. ХХ ғасырдың 60-жылдары ортасына дейін операциялық жүйелер тегін таратылатын. 1.2-суретте белгілі ОЖ-лер және олардың жасалған жылдары көрсетілген.

Кейбір операциялық жүйелерге мінездеме берейік.

• Atlas. Бұл ОЖ Манчестер (Англия) университетінде жасалды. Алғаш рет осы операциялық жүйеде пайда болған ерекшеліктердің көбі (мысалы, жадты беттік басқару) қазіргі уақытта қазіргі заманғы операциялық жүйелердің стандартты бөліктері болып табылады.

• XDS-940. Бұл жүйе Беркли (АҚШ) университетінде жасалды. Бұл уақыты бөлінген операциялық жүйелер болды. Ол пайдаланушылық бағдарламаға процестерді анықтап, олармен жүйелік шақырулар арқылы жұмыс істеуге мүмкіндік берді.

•  THE. Эйндховен Техникалық мектебінде (Голландия) жасалды. Жүйе қабатты архитектуралы болды және семафорлар көмегімен синхронизацияны орындай отырып, параллель процестермен жұмыс істей алды.

• CTSS. Жүйе Массачусетс технологиялық институтында (АҚШ) уақытты бөлу механизмімен болатын экспериментальды жүйе ретінде жасалды.

• MULTICS. Бұл жүйе де Массачусетс технологиялық институтында жасалды және CTSS жүйесінің дамытылған түрі болып табылды. Өз кезегінде бұл жүйе Unix операциялық жүйесінің алдыңғы түрі болып табылады.

• OS/360. IBM/360 копьютерлерінің үлкен әулеті үшін арналған операциялық жүйе. Ол ассемблер тілінде мыңдаған бағдарламалаушылармен жазылды және миллиондаған қатарлы кодты ұсынды. 

• Unix. Unix операциялық жүйесінің ресми туылған күні деп 1970 жылдың 1-қаңтары саналады. Осы сәттен бастап кез келген Unix жүйесі өзінің жүйелік уақытын есептеуді бастайды. Шындығында бұл операциялық жүйенің бірінші нұсқасы 1969 жылы жасалды.

 

Сурет 1.2 – Белгілі операциялық жүйелер

 

 

2. Операциялық жүйелердің жіктелігі. Операциялық жүйенің функциялары мен міндеттері. Мультипрограммалау. Уақыт бөлу режимдері.