125

Системное программное обеспечение и операционные системы

КР ВУЗ ФПТ

Учебное пособие

Часть 1

₂₀₀₇

_{Рекомендуемая литература:}

1. В.Г.Олифер, н.А.Олифер. Сетевые операционные системы. Учебное пособие.-сПб.:бхв-Петербург, 2006.-536с.

2. В.А.Шеховцов. Операційні системи. Підручник .-к.:Виканавча група внv. 2005. 576с.

3. Столлингс в. Операционные системы. М.: Вильямс, 2001. -672с. Оглавление

• Основные концепции операционных систем ………………….. 3

• Архитектура операционных систем ………………………………. 10

• Управление процессами и потоками ………………………………. 26

• Микропроцессовые взаимодействия ……………………………… 46

• Управление оперативной памятью ………………………………… 55

• Логическая и физическая организация файловых систем …… 97

Раздел 1 введение

Основные концепции операционных систем

• Понятие операционной системы и ее назначение

• История развития операционных систем

• Классификация операционных систем

• Основные функции операционной системы

В этом разделе будут даны понятия операционной системы, описано назначения разных операционных систем, выделено их базовые функции и службы. Раздел также содержит короткий обзор истории развития операционных систем.

1.1. Понятие операционной системы, ее назначение и функции

1.1.1. Понятие операционной системы

Причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в использовании компьютерных систем.

Компьютерная система -это совокупность аппаратного и программного обеспечения компьютера.

Компьютерные системы от самого начала разрабатывались для решения практических задач пользователей. Поскольку делать это с помощью лишь аппаратного обеспечения оказалось сложно, были созданы прикладные программы. Для таких программ понадобились общие операции управления аппаратным обеспечением, распределения аппаратных ресурсов и т.п.. Эти операции сгруппировали в рамках отдельного уровня программного обеспечения, который и стали называть операционной системой.

Дальше возможности операционных систем вышли далеко за границы базового набора операций, необходимых прикладным программам, но промежуточное положение таких систем между прикладными программами и аппаратным обеспечением осталось неизменным.

Можно дать такое определение операционной системы.

Операционная система (ОС) - это программное обеспечение, которое реализует связь между прикладными программами и аппаратными средствами компьютера.

1.1.2. Назначение операционной системы

Операционные системы обеспечивают, во-первых, удобство использования компьютерной системы, во-вторых, эффективность и надежность ее работы.

Первая функция присущая ОС это расширение машины, вторая - ОС распределитель аппаратных ресурсов.

1.1.3. Операционная система как расширеная машина

С помощью операционной системы у прикладного программиста (а через его программы и у пользователя) должен создаваться впечатление, что он работает с расширенной машиной.

Аппаратное обеспечение компьютера недостаточно приспособлено к непосредственному использованию в программах.

Например, если рассмотреть работу с устройствами ввода-вывода на уровне команд соответствующих контроллеров, то можно увидеть, что набор таких команд ограничен, а для многих устройств - примитивный (есть даже выражение: «аппаратное обеспечение безобразное»).

Операционная система скрывает такой интерфейс аппаратного обеспечения, вместо него программисту предлагают интерфейс прикладного программирования (рис. 1.1), что использует понятие высшего уровня (их называют абстракциями).

Например, при работе с диском типичной абстракцией является файл. Работать с файлами проще, чем непосредственно с контроллером диска (не нужно учитывать перемещение головок дисковода, запускать и останавливать мотор и т.п.), вследствие этого программист может сосредоточиться на сути своей прикладной задачи. За взаимодействие с контроллером диска отвечает операционная система.

Выделение абстракций дает возможность достичь того, что код ОС и прикладных программ не будет нуждаться в изменении при переходе на новое аппаратное обеспечение.

Например, если установить на компьютере дисковое устройство нового типа (при условии, что он поддерживается ОС), все его особенности будут учтены на равные ОС, а прикладные программы будут продолжать использовать файлы, как и раньше.

Такая характеристика системы называется аппаратной независимостью. Можно сказать, что ОС предоставляют аппаратно-независимая среду для выполнения прикладных программ.