7.2. Операционная система

Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

• осуществление диалога с пользователем;

• ввод-вывод и управление данными;

• планирование и организация процесса обработки программ;

• распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

• запуск программ на выполнение;

• всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

• передача информации между различными внутренними устройствами;

• программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

• программы управления вводом/выводом;

• программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

• процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

• обращаться к каталогу;

• выполнять разметку внешних носителей;

• запускать программы;

• ... другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

Операционные системы делятся на одно- и многозадачные, непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров, несетевые и сетевые.

Однозадачной ОС является MS DOS, с которой современный специалист уже не имеет дела, но ее знание полезно, т.к. многие решения, использованные в этой ОС, применяются и в последующих операционных системах. В этом пособии мы ограничимся только краткими сведениями о DOS. Другие ОС, которые мы будем упоминать, являются многозадачными, т.е. поддерживают одновременное функционирование нескольких приложений. Так ОС Windows 98/NT/2000/XP, Unix позволяют запустить какое-нибудь приложение, например, выполняющее долговременные вычисления или копирующее данные из сети Internet, и заняться на ПК другой работой с помощью других приложений.

Переносимость ОС и большинства других программных продуктов всегда довольно относительна. Например, ОС Unix (для ПК получает все большее распространение версия Linux) была написана на языке программирования Си. Поскольку компиляторы Си разработаны для всех современных ЭВМ, то тексты основных программных модулей этой ОС могут быть преобразованы в объектные модули для конкретной ЭВМ. Но, кроме основных модулей, всегда есть множество дополнительных, учитывающих особенности данного типа ЭВМ. Например, мощные вычислительные комплексы обычно многопроцессорные, и ОС должна это учитывать. К тому же сами системы программирования и входящие в них компиляторы также работают под управлением ОС. Поэтому адаптация ОС к другому типу ЭВМ – это очень сложная работа, выполняемая крупными компьютерными фирмами. Для пользователя важна не переносимость ОС, а возможность перенесения приложений и последующего их использования на другой ЭВМ, но в привычной операционной среде. Если приложение разработано для ОС Unix, а не для Windows, применяемой только на ПК, то его легче перенести на другие типы ЭВМ, где также применяется Unix, и, следовательно, системы программирования используют процедуры этой же ОС. Самое же главное условие переносимости приложения – это наличие на ЭВМ другого типа той системы программирования, с помощью которой данное приложение создано. Для большинства пользователей, работающих на ПК, проблема переносимости программ не актуальна, так как эти пользователи и не собираются переходить на недоступные им по ценам суперкомпьютеры и наращивают свои вычислительные мощности путем развития сетевых коммуникаций.

К числу сетевых ОС относятся все версии Unix, Microsoft Windows NT Server, Novell NetWare и некоторые другие. Эти ОС поддерживают работу пользователей в локальной сети с выделенным сервером. Операционные системы Windows 98/NT/2000/XP поддерживают работу в одноранговой ЛВС и хорошо взаимодействуют с сетевой ОС Windows NT, установленной на сервере. ОС Linux в большинстве организаций используют на серверах Internet. Такой сервер связывается через модем с глобальной сетью и предоставляет возможность работы с Internet всем пользователям локальной сети.