Эволюция ос и основные идеи

Служебные программы минимизировали физические манипуляции операторов с оборудованием, а библиотеки предоставляли возможность избежать многократное программирование одних и тех же действий.

ОС как расширенная машина

В каждом случае воображаемая машина, с которой, благодаря ОС, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины. С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторых виртуальных или расширенной машины, которую легче программировать, и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.

ОС как система управления ресурсами

ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователя. Другой взгляд дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющим всеми частями сложной системы. В соответсвии со вторым подходом, функцией ОС является распределение процессорного времени, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующих за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины такми образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность её функционирования. Управление ресурсами включает в себя решение двух общих, независящих от типа ресурса, задач:

1. Планирование ресурса — т. е. определение кому, когда, а для делимых ресурсов — в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс

2. Отслеживание состояния ресурсов — т. е. поддержание оперативной информации о том, занят или свободен ресурс, а для делимых ресурсов — какое количество ресурсов уже распределено, а какое свободно

Для решения этих общих задач управления ОС, ресурсами, используются различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их различия, включая характеристики производительности, область применения и пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм по управлению процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пактеной обработки или системой реального времени.

Пакетный режим

Пакетный режим ОС реализует возможность оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов. Пакетный режим предполагает наличие очереди программ на исполнение, причем ОС может обеспечивать загрузку программы с внешних носителей данных в оперативную память, не дожидаясь завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простои процессора

Разделение времени и многозадачность

При этом часть задач, таких как ввод или редактирование данных может исполняться в режиме диалога, а другие задачи могут выполняться в пактеном режиме.

Разделение полномочий

Распространение многозадачных ОС потребовало решение задачи распределения полномочий, позволяющее избежать возможности изменения исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой программой, а также изменения самой ОС прикладными программами. Реализация разделения полномочий в ОС была осуществлена в двух режимах процессора: Реальном, в котором в исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера и Защищенном, в котором доступность адресного пространства ограничена диапозоном, выделенном программе при её записи.

Реальный масштаб времени

Применение универсалных компьютеров для управления различными процессами потребовало реализации реального масштаба времени (систем реального времени), а именно синхронизация исполнения программ с этими процессами. Включение функций реального масштаба времени ОС позволило создавать системы, одновременно обслуживающие производственные процессы и другие задачи, в которых присутствует тайминг.

Файловые системы и структуры