екция
4. Операционные системы
Лекция 4. Операционные системы Понятие операционной системы.
Операционные системы (ОС) – совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и с другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером.
Операционная система – комплекс управляющих программ, под действием которых выполняется весь вычислительный процесс.
К основным функциям операционной системы относятся:
управление ресурсами компьютера (процессором, ОП, ПУ);
обеспечение запуска и выполнение системных и пользовательских программ;
организация обмена информацией между разными устройствами ПЭВМ (процессор - ОП, процессор - сопроцессор и т.д.);
выполнение работ по хранению информации во внешней памяти и обслуживанию дисков;
обеспечение диалога пользователя с компьютером (обеспечение интерфейса).
Операционная система загружается при включении компьютера.
Основная причина необходимости операционной системы в том, что элементарные операции для работы с устройствами и управлением ресурсами ПЭВМ – операции низкого уровня. Поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам состоят из нескольких сотен или тысяч элементарных операций, а операционная система скрывает от пользователя эти сложные подробности.
Архитектура операционных систем.
Большинство ОС состоит из двух частей – ядра и оболочки1.
Внутренняя часть таких ОС, называемая ядром, включает компоненты программного обеспечения, выполняющие основные функции в процессе приведения компьютера в рабочее состояние.
Одним из этих компонентов является менеджер файлов (file-manager), который координирует использование памяти компьютера, т.е. хранит информацию о том, где располагаются файлы, каким пользователям они доступны, какая часть памяти может быть занята новыми файлами.
Для удобства пользователей многие file-managers позволяют группировать файлы в папки (folders) или каталоги (directories). Цепочка вложенных папок, содержащая файл, называется путем доступа к файлу.
Любой доступ к файлу обеспечивается с усмотрения файл-менеджера. Процедура доступа к файлу называется открытием файла. Если файл-менеджер разрешает открыть файл, то он обеспечивает информацию для поиска местонахождения файла и манипулирования файлом.
Другим компонентом ядра ОС является набор драйверов устройств. Драйверы устройств - это программы, взаимодействующие с соответствующими адаптерами (контроллерами) периферийных устройств (иногда напрямую с самими периферийными устройствами). Каждый драйвер предназначен конкретному периферийному устройству (принтеру, монитору, дисководу). Он переводит команды для этих устройств в специальную техническую форму, которую может воспринимать каждое из этих устройств.
Еще одним компонентом ядра ОС является менеджер памяти – программа, которая координирует распределение оперативной памяти компьютера.
Часть ОС, отвечающая за интерфейс между ОС и пользователями, называется оболочкой. Ее назначение – осуществление взаимодействия между пользователем и машиной. Современные ОС реализуют эту задачу с помощью графического пользовательского интерфейса (graphical user interface - GUI), в котором каждый объект (файл, программа) представлены пиктограммой на экране монитора. Такие системы позволяют пользователю просто указать мышью на объект и применить к нему соответствующую команду.
Основным компонентом GUI является менеджер окон (window manager), который сопоставляет любому открытому объекту фрагмент экрана, называемый окном. В свою очередь, если пользователь щелкает мышью на окне какого-либо приложения, именно менеджер окон определяет, какому приложению принадлежит окно, и вызывает реакцию соответствующего приложения.
Несмотря на то, что оболочка играет важную роль в общении пользователя с компьютером, она лишь играет роль посредника между пользователем и "сердцем" ОС. Некоторые ОС позволяют выбрать одну из нескольких возможных оболочек.