Операционная система. Назначение и основные функции ОС.

Особое место среди программных средств всех типов занимают ОС, являясь ядром программного обеспечения.

ОС -комплекс программ, обеспечивающих:

• управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютеров;
• управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;
• пользовательский интерес, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд-операций по обработке информации.

ОС наиболее машинно-зависимый вид программного обеспечения, ориентированный на конкретные модели компьютеров, поскольку они напрямую управляют их устройствами, т.е. обеспечивают интерфейс между пользователем и аппаратной частью компьютера. ОС образует автономную среду, не связанную ни с одним языком программирования. Любая же прикладная программа связана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда. Прикладные программные средства, разработанные в среде одной ОС, не могут быть использованы для работы в среде другой ОС, если нет конвертора, позволяющего сделать это. В таком случае говорят о программной несовместимости компьютеров.

Обычно ОС хранится на жестком диске. При включении компьютера ОС автоматически загружается с диска в оперативную память.

Эволюция ОС

ОС за все время существования компьютеров претерпели значительную эволюцию.

1. Первые операционные системы были однопользовательскими и однозначными. Они характеризуются невысокой эффективностью использования ресурсов компьютера из-за простоев всех, кроме одного работающего периферийного устройства. Например, при вводе данных простаивал центральный процессор, устройства вывода и внешние запоминающие устройства.

2. Однопользовательские и многозадачные - обеспечивают постановку заданий в очередь на выполнение, параллельное выполнение заданий, разделение ресурсов компьютера между выполняющимися заданиями. Например, одно задание может выполнять ввод данных, другое – выполняться центральным процессором, третье – выводить данные, четвертое - стоять в очереди. Такие возможности обеспечивают контролеры внешних устройств (собственные процессоры).

При многозадачном режиме:

• в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей;

· время работы процессора разделяется между программами, находящимися в ОП и готовыми к обслуживанию процессором;

• параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.

3. Наиболее совершенны и сложны многопользовательские многозадачные ОС. Они предусматривают одновременное выполнение многих заданий многих пользователей, обеспечивают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей и защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа. В этом случае ОС работает в режиме разделенного времени, т.е. обслуживает многих пользователей, работающих каждый со своего терминала.

В настоящее время используется много типов различных ОС для ЭВМ различных видов. В их структуре существуют общие принципы. В составе многих ОС можно выделить ядро – некоторую часть, являющуюся основой всей системы. В состав ядра входят наиболее часто используемые модули: модуль управления системой прерываний, средства по распределению основных ресурсов – ОП и процессор. Программы, входящие в состав ядра при загрузке ОС помещаются в ОЗУ, где постоянно находятся и используются при функционировании ЭВМ (такие программы являются резидентными). Важной частью ОС является командный процессор – программа, отвечающая за интерпретацию и использование простейших команд пользователя, и его взаимодействие с ядром ОС. К ОС следует относить и богатый набор утилит – небольших программ, обслуживающих различные устройства компьютера (форматирования магнитных дисков, восстановление удаленных файлов и т.д.).

Наиболее популярные ОС MS DOS и Windows фирмы Microsoft, UNIX.