1. Лекція: Введення|вступ|

У даній лекції вводиться|запроваджує| поняття операційної системи; розглядається|розглядує| еволюція розвитку опера-|

ційних| систем; описуються функції операційних систем і підходи до побудови|шикування| операційних

систем.

Операційна система (ОС) – це програма, яка забезпечує можливість|спроможність| раціонального використання устаткування|обладнання| комп'ютера зручним для користувача чином. Ввідна лекція розповідає|розказує| про предмет, що вивчається в рамках|у рамках| справжнього|даного| курсу. Спочатку ми спробуємо відповісти на питання, що таке ОС. Потім послідує аналіз еволюції ОС і розповідь|оповідання| про виникнення основних концепцій і компонентів сучасних ОС. На закінчення буде представлена|уявляти| класифікація ОС з точки зору|з погляду| особливостей архітектури і використання ресурсів комп'ютера.

Головні поняття з Операційних систем

Головні поняття з Операційних систем

Операційна система - це програма, що виконує функції посередника між користувачем і комп'ютером.

Операційна система (ОС) служить для керування ресурсами комп'ютера і забезпечення взаємодії всіх програм на комп'ютері з людиною.

Ядро ОС.

Логічно  будь-яка операційна система поділяється на два рівні: програми ядра системи і програми користувачів. Це схематично показано на малюнку 1-1.

 

 

                 Рис. 1-1. Логічні рівні програм операційної системи.

  Ядро призначене  для забезпечення інтерфейсу і керування апаратурою. Програми ядра виконуються на рівні ядра, на якому можуть виконуватися привілейовані операції. Це дозволяє ядру здійснювати повний контроль над апаратурою і над програмами рівня користувача, а також забезпечувати середовище, у якій усі програми розділяють між собою всю наявну апаратну частину комп’ютера на основі відповідних прав і привілеїв.

 

Програми користувача, команди і бібліотеки співіснують на рівні користувача. Цей рівень означає непривілейований доступ до використовування апаратних ресурсів. Програми користувальницького рівня тому виконуються в замкнутому середовищі, контрольоване ядром, що запобігає одночасно виконуванню програм від перетинання один з одним ( випадково чи навмисно).

  Призначення операційної системи полягає в забезпеченні зручності керування комп’ютером.

Велика частина роботи операційної системи полягає в тому, щоб сховати від користувачів деякі складні і непотрібні їм деталі.

ОС, виконуючи роль посередника, має дві мети:

1. ефективно використовувати комп’ютерні ресурси.

2. створювати умови для ефективної роботи користувача

Під ресурсами комп’ютера звичайно розглядають:

• час роботи процесора,

• адресний простір основної пам’яті,

• обладнання введення – виведення, файли, що зберігаються в зовнішній пам’яті

Компоненти ОС поділяються на 2 класи: системні і прикладні.

До прикладних компонентів відносяться текстові редактoры, компілятори, системи програмування, програми графічного виводу інформації, комунікаційні програми і т.д.

До системних компонентів відносяться ядро системи, що забезпечує взаємодію всіх компонентів, завантажник програм, підсистеми, що забезпечують діалог з людиною - віконна система, інтерпретатор команд, і файлова система. Саме системні компоненти ОС визначають її основні властивості.

2) Операційні системи поділяються на однокористувальницькі і багатокористувальницькі, однозадачні і багатозадачні, з текстовим чи з графічним інтерфейсом. Крім того бувають мережні ОС, що забезпечують роботу комп'ютерів у локальній мережі.

Притклад:

ОС MS-DOS є однокористувальницької однозадачной ОС з текстовим (командним) інтерфейсом. У такий ОС у кожний момент часу працює 1 користувач, що може одночасно запустити 1 програму, і спілкується з ОС, набираючи текстові команди. ОС Windows-95 є однокористувальницькою багатозадачною ОС із багатовіконним графічним інтерфейсом.

ОС повинна здійснювати:

• керування процесами (розподіляє ресурс - процесорний час);

• керування пам'яттю (розподіляє ресурс - адресний простір основної пам'яті);

• керування довготермінової памяті (магнітні диски, флеш - память ...)

• керування пристроями (розподіляє ресурси) - устаткування введення - висновку;

• керування даними (розподіляє ресурс - дані чи файли – завантаження користувальницьких програм у память).

• Паралельно виконання декількох задач

• Організація взаємодії задач одна з іншою

• Захист системних ресурсів, даних і програм користувача, виконуємих процесів і самої себе відпомилкових і злонаправленних дій користувачів і їх програм.

• Аутентифікацію (перевірка, що користувач той за кого себе видає) і авторизацію(перевірка користувача на право виконквати ту чи іншу операцію)

Функціонування комп'ютера після включення живлення починається з запуску програми первісного завантаження - Boot Track. Програма Boot Track ініціалізує основні апаратні блоки комп'ютера і регістри процесора (CPU), накопичувач пам'яті, контролери периферійного устаткування. Потім завантажується ядро ОС, Operating System Kernel. Подальше функціонування ОС здійснюється як реакція на події, що відбуваються в комп'ютері.

Призначення ОС

ОС як віртуальна машина

ОС надає користувачу віртуальну машину, яку легше програмувати і з якою легше працювати, чим безпосередньо з апаратурою, що становить реальну машину.

Наприклад щоб вважати або записати інформацію на дискету, треба:

• запустити двигун обертання дискети

• управляти кроковим двигуном переміщення головки

• стежити за індикатором присутності дискети

• вибрати номер блоку на диску

• вибрати доріжку

• вибрати номер сектора на доріжці і.т.д.

Всі ці функції бере на себе операційна система.

ОС як система управління ресурсами

Щоб декілька програм могло працювати з одним ресурсом (процесор, пам’ять), необхідна система управління ресурсами.

Способи розподілу ресурсу:

• тимчасової – коли програми використовують його по черзі, наприклад так система управляє процесором.

• просторовий – програма одержує частину ресурсу, наприклад так система управляє оперативною пам’яттю і жорстким диском.