22.Назначение о основные функции операционных систем.

Операционные системы (ОС) являются ядром программной системы. ОС – это комплекс программного обеспечения (ПО):

• Управление ресурсами, т.е. согласование работы всех аппаратных средств компьютера.

• Управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с данными и устройствами компьютера.

• Пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение простых комманд – операции по обработке информации.

ОС (операционные системы) – наиболее машинозависимый вид ПО, ориентированный на конкретные модели компьютеров, по скольку ОС напрямую управляют их устройствами или, как говорят, обеспечивают интерфейс между пользователем и аппаратной частью компьютера.

Аппаратную часть компьютера можно представить, состоящую из следующих элементов:

• Центральный процессор.

• Оперативная память.

• Периферийные устройства, среди которых:

  • Устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер).

  • Устройства вывода (монитор, принтер)

  • Внешние запоминающие устройства (дисковод для CD, DVD –дисков).

  • Мультимедийные устройства (колонки, микрофон).

Все эти аппаратнык устройства оюоющённо называют устройствами компьютера.

23.Однозадачные, многозадачные, однопользовательские операционные системы.

За время существования компьютеров ОС претерпела значительную эволюцию. Первые ОС были однопользовательскими и однозадачными. Эффективность использования ресурсов компьютера в этом случае оказывалась невысокой из-за простоев всех, кроме одного работающего периферийного устройства. Например, при вводе данных простаивал центральный процессор, устройства вывода и внешние запоминающие устройства.

По мере роста возможностей производительности и в изменении соотношения стоимости устройств компьютера, стали появляться многозадачные ОС, остававшиеся однопользовательским. Такие ОС обеспечивали постановку заданий в очередь на выполнение, параллельное выполнение других заданий, разделение ресурсов между выполняемыми заданиями. Например, одно задание выполняет ввод данных, другое задание выполняет центральный процессор, третье выводит данные, четвёртое стоит в очереди и т.д. Техническое решение, обусловившее такие возможности – появление у внешних устройст собственных процессоров (контроллеров).

При многозадачном режиме:

• В оперативной памяти (ОП) находится несколько заданий пользователя.

• Время работы процессора разделяется между программами, находящимися в ОП и готовящимися к обслуживанию процессором.

• Параллельно с работой процессора происходит обмен информации с различными внешними устройствами.

Наиболее совершенны и важны многопользовательские и многозадачные ОС, которые предусматривают выполнение многих заданий многими пользователями. Они обеспечивают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей и защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа (без права на доступ). В этом случае ОС работает в режиме разделения времени, т.е. обслуживает много пользователей, каждый из которых работает со своего терминала.

Суть режима разделения времени состоит в следующем, каждой программе, находящейся в ОП и готовой к исполнению выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя, интервал времени (интервал мультиплексирования), если программа не выполнена до конца за этот интервал, её исполнение принудительно прерывается и программа переводится в конец очереди. Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течении соответствующего ей интервала времени, затем поступает в конец очереди и т.д. Если нтервал мультиплексирования достаточно мал (200 милисекунд), а средняя длина очереди, готовая к исполнению, не велика, то очередной момент времени выделяет программное обеспечение каждые 2 секунды. В этих условиях не один из пользователей не ощущает задержек, така как они сравнимы со временем реакции человека.

Так же разновидностью режима разделения времени является фоновый режим, когда программа с более низким приоритетом работает на фоне программы с более высоким приоритетом.

Помимо расмотренных режимов организации вычислительного процесса, всё большее распространение получает схема, при которой ЭВМ управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию непосредственно поступающие от объекта управления, поскольку определяющим фактором являются реально поступающие данные, такой режим называется$ режимом реального времени, а его реализация возлагается на специализированные ОС.