Прикладне пз
Системне пз
Устаткування, апаратура (Базове програмне забезпечення) Рис. 4.1. Позиція операційної системи у загальній структурі комп’ютера
Знизу, у цій структурі (рис.4.1) знаходиться апаратне забезпечення, яке у більшості випадків складається з двох чи більш рівнів (прошарків). Найнижчий рівень містить фізичні пристрої, які складаються з інтегральних мікросхем, провідників, джерел живлення, електронно-променевих трубок тощо. Вище розташований мікроархітектурний рівень, на якому фізичні пристрої розглядаються з точки зору функціональних одиниць. Зазвичай, на цьому рівні знаходяться внутрішні регістри центрального процесора (CPU – Central Processing Unit) і арифметико-логічний пристрій (АЛП).
ОС складається з рівня програмного забезпечення, яке забезпечує від необхідності спілкування безпосередньо з апаратурою, надаючи замість цього користувачу більш зручну систему команд. Наприклад, дія зчитування блоку інформації з файлу при наявності ОС, представляється набагато простішою, ніж у випадку, коли потрібно піклуватися про переміщення головок диска, чекати, поки вони встановляться на потрібне місце тощо.
Будь-яка ОС включає в себе, як мінімум, три компоненти:
ядро2 (супервізор) або командний інтерпретатор (процесор), „перекладач” з мови програм на мову машинних кодів;
спеціалізовані програми (драйвера, системні бібліотеки) для управління пристроями, що входять до складу комп’ютера;
інтерфейс.
Ядром операційної системи є програма, яка забезпечує управління файловою системою. Структура операційної системи складається з наступних модулів:
базовий модуль, що керує файловою системою;
командний процесор, що розшифровує та виконує команди;
драйвери периферійних пристроїв;
модулі, що забезпечують графічний інтерфейс.
Над ОС (рис.4.1) розташовані інші системні програми. Тут знаходиться інтерпретатор команд (оболонка), системи вікон, компілятори, редактори тощо. Важливо розуміти, що подібні програми не є частиною операційної системи, хоча зазвичай, постачальники комп'ютерів встановлюють їх на комп’ютери.
Під ОС розуміють те програмне забезпечення, яке запускається у режимі ядра або як його ще називають, режимі супервізора.
ОС надає інтерфейси як для додатків, так і для користувачів. Програми користувачів і службових програм отримують дозвіл ОС на виконання тих операцій, які достатньо часто зустрічаються практично у кожній програмі. До таких операцій відносяться операції введення-виведення, запуск або зупинка будь-якої програми, отримання додаткового блоку пам'яті або його звільнення тощо.
Подібні операції недоцільно кожного разу при виконанні програми заново програмувати і безпосередньо розміщувати у вигляді двійкового коду у тілі програми. Значно зручніше зібрати ці операції разом і надавати їх для виконання за запитом з програм. Це і є однією з найважливіших функцій ОС. Прикладні програми і більшість системних програм (наприклад, системи програмування або системи управління базами даних), не мають безпосереднього доступу до апаратури комп'ютера, а взаємодіють з нею тільки через операційну систему. Користувачі також, шляхом введення команд ОС або вибором можливих дій, які пропонуються системою, організовують взаємодію комп'ютера зі своїми програмами. Така взаємодія здійснюється винятково через ОС. Крім виконання цієї найважливішої функції ОС відповідають за ефективний розподіл обчислювальних ресурсів й організацію надійних обчислень.
Знання основ організації ОС і принципів їх функціонування дозволяє використовувати комп'ютери більш ефективно. Глибоке вивчення ОС дозволить застосувати ці знання перед усім, при створенні ефективного програмного забезпечення.
Більшість ОС постійно модифікуються і удосконалюються у напрямі виявлення помилок і включення нових можливостей. В цілях збереження спадкоємності нова модифікація ОС не перейменовується, а набуває назви нової версії. Версії ОС позначаються зазвичай „десятковим дробом” вигляду 2.1, 3.5, 6.00 тощо. При цьому збільшення цифри до крапки відображає істотні зміни, що вносяться до ОС, а збільшення цифр, що стоять після крапки – незначні зміни (наприклад, виявлення помилок). Чим більше номер версії, тим більшими можливостями володіє система.