Вопросы, подлежащие изучению:

1. Определение ОС. Назначение и функции операционной системы.

2. Место ОС в структуре вычислительной системы.

3. Понятие ресурса. Управление ресурсами в вычислительной системе.

4. Критерии эффективности и классы ОС.

5. Эволюция ОС.

6. Современный этап развития ОС.

7. Функциональные компоненты ОС персонального компьютера.

8. Требования, предъявляемые к современным ОС.

9. Классификации ОС.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие события в развитии технической базы вычислительных машин стали вехами в истории ОС?

2. Может ли компьютер работать без ОС?

3. В чем состоят современные тенденции развития ОС?

4. Назовите абстрактно сформулированные задачи ОС по управлению любым типом ресурса. Конкретизируйте эти задачи применительно к процессору, памяти, внешним устройствам.

2. Архитектура ос

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

1. Ядро выполняет

- базовые функции ОС (управление процессами, памятью, устройствами ввода/вывода;

- функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, (переключение контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний);

- функции для поддержки приложений, создающие для них прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами (системными вызовами) для выполнения тех или иных действий. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования – API.

2. Вспомогательные модули

- утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, например, программы сжатия диска, архивирования и т.д.;

- системные обрабатывающие программы – текстовые и графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

- программы дополнительных услуг (специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, игры);

- библиотеки процедур (библиотеки математических функций, функций ввода/вывода и т.д.).

Монолитная архитектура - это такая схема организации операционной системы, при которой все ее компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путем непосредственного вызова процедур.

Следующий этап в эволюции архитектур ОС - организация ОС как иерархии уровней с хорошо определенными связями между ними. Нижним уровнем в таких системах обычно является аппаратура, верхним уровнем - интерфейс пользователя.

Современной тенденцией в разработке операционных систем является перенесение значительной части системного кода на  уровень  пользователя и, следовательно, минимизация ядра. Такой подход к построению ядра называется микроядерной архитектурой ОС или моделью клиент-сервер. Суть микроядерной архитектуры - в привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром. В состав микроядра обычно входят машинно-зависимые модули, а также модули, выполняющие базовые функции ядра по управлению процессами, обработке прерываний, управлению виртуальной памятью, пересылке сообщений и управлению устройствами ввода/вывода, которые практически невозможно выполнить в пользовательском режиме. Все остальные функции ядра оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском режиме. В настоящее время именно операционные системы, построенные с использованием модели клиент-сервер и концепции микроядра, в наибольшей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным ОС.

Многозадачные ОС подразделяются на три класса в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности: системы пакетной обработки, системы разделения времени, системы реального времени.

Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, т.е. решение максимального числа задач в единицу времени.

Повышение удобства и эффективности работы пользователя является целью ОС разделения времени. В системах разделения времени пользователям предоставляется возможность интерактивной работы сразу с несколькими приложениями. Всем приложениям попеременно предоставляется квант процессорного времени, таким образом, пользователи, запустившие программы на выполнение, получают возможность поддерживать с ними диалог.

Критерий эффективности работы ОС реального времени – способность системы выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата. ОС реального времени предназначены для управления от компьютера различными техническими объектами или технологическими процессами.