Лекция 1. Определение, классификация ос

Операционной системой называют комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами ЭВМ и процессами, использующими эти ресурсы при вычислениях.

Под ресурсом понимают любой логический или физический компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности. Основными ресурсами являются процессор (процессорное время), оперативная память и периферийные устройства.

Управление ресурсами сводится к выполнению следующих функций:

- упрощению доступа к ресурсам;

- распределению ресурсов между конкурирующими за них процессами.

Реализация первой функции предоставить в распоряжение пользователей и программистов виртуальную машину с существенно облегченным управлением. ОС поддерживает два следующих интерфейса, уровень которых заметно выше аппаратного:

- пользовательский интерфейс (командный язык для управления функционированием ком­пьютера и набор сервисных услуг, освобождающих пользователя от выполнения рутинных опе­раций);

- программный интерфейс (набор услуг, освобождающий программиста от кодирования ру­тинных операций).

Уровень программного интерфейса повышается при использовании систем программирования для языков высокого уровня.

Пользовательский интерфейс может быть символьным (текстовым) и графическим.

Функция распределения ресурсов присуща ОС, которые обеспечивают одно­временное выполнение нескольких программ. Если ПЭВМ имеет один процессор, то одновременное выполнение нескольких программ сводится к поочередной реализации их фрагментов. Это позволяет повысить производительность за счет совмещения операций на различных устройствах во времени. Для такой организации такой работы необходимы соответствующие аппаратные средства. Если таких средств нет, то одновременное выполнение сводится к переключениям без выигрыша по производительности. Однако переключение повышает гибкость вычислительной системы и позволяет программам взаимодействовать между собой.

В настоящее время существует большое разнообразие ОС. Они классифицируются по сле­дующим признакам:

- по количеству пользователей, одновременно обслуживаемых системой;

- по числу процессов, которые могут одновременно выполняться под управлением ОС;

- по типу доступа пользователя к ЭВМ;

- по типу средств вычислительной техники, для управления ресурсами которых система предназначена.

В соответствии с первым признаком различают однопользовательские и многопользовательские ОС. Многопользовательские системы поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей

Второй признак делит ОС на однозадачные и многозадачные. Если система многопользовательская, то обычно она и многозадачная, но не наоборот.

В соответствии с третьим признаком ОС бывают:

- системы с пакетной обработкой, когда из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет, который предъявляется ЭВМ, пользователи непосредственно с ОС не взаимодействуют, однако при этом более эффективно используются ресурсы ЭВМ;

- системы разделения времени, обеспечивающие одновременный диалоговый (интерактивный) доступ к ЭВМ нескольких пользователей, ресурсы выделяются каждому пользователю «по очереди» в соответствии с той или иной дисциплиной обслуживания, при этом ОС обеспечивает удобство работы группы пользователей;

- системы реального времени, обеспечивающие гарантированное время ответа на внешние события, служат для управления процессами и объектами.

По четвертому признаку ОС делятся на однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые и распределенные.

В настоящее время ПЭВМ поддерживают различные режимы работы:

• однопрограммный режим;

• однопользовательский многопрограммный;

• многопользовательский многопрограммный;

• система виртуальных машин, основным при­знаком которого является возможность одновременной работы нескольких ОС.

Для поддержки перечисленных режимов работы ПЭВМ существуют следующие типы ОС:

• однопользовательские однозадачные;

• однопользовательские многозадачные;

• многопользовательские многозадачные.

Для обеспечения работы ПЭВМ в режиме системы виртуальных машин необходим монитор виртуальных машин.