Лекция 3. Операционные системы. Элементы графического интерфейса MS Windows

Операционная система – это комплекс взаимосвязанных системных программ, предназначенных для обеспечения работоспособности компьютера.

ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации аппаратного обеспечения, предоставляя разработчикам программного обеспечения минимально необходимый набор функций. С точки зрения обычных пользователей компьютерной техники ОС включает в себя и программы пользовательского интерфейса.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера – на жестких или SSD дисках, иногда на CD/DVD дисках (обычно это временная ОС для целей восстановления работоспособности ПК, антивирусной проверки и т.д.). При включении компьютера ОС считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

К функциям операционной системы относится:

· осуществление диалога с пользователем через свой программный интерфейс;

· загрузка программ в ОЗУ и запуск их на выполнение;

· планирование и организация процесса обработки запросов программ;

· распределение системных ресурсов компьютера;

· ввод-вывод информации и управление потоками данными;

· передача информации между различными внутренними устройствами ПК;

· программная поддержка работы периферийных устройств ПК;

· различные вспомогательные операции по обслуживанию компьютера.

Операционную систему можно также назвать программным продолжением устройства управления компьютером. Операционная система скрывает от пользователя сложные, ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя программную прослойку между ними. В результате этого пользователь освобождаются от очень трудоемкой работы по организации взаимодействия с компонентами компьютера на аппаратном уровне.

Основные концепции ОС:

1) Системные вызовы (system calls) – это интерфейс, который ОС предоставляет прикладным программам для использования своих сервисных функций и манипулирования объектами ОС – процессами и файлами.

2) Прерывания (interrupts) – это событие, генерируемое неким устройством компьютера. При возникновении прерывания процессор приостанавливает выполнение основной программы и переходит на исполнение обработчика прерывания. Прерывания могут вызывать таймер, клавиатура, мышь и другие внешние устройства.

3) Процессы (processes) – это основные исполняемые элементы ОС. Каждый запускаемый процесс имеет выделенную ему область памяти, программный код и данные для обработки. Процессы могут запускаться и приостанавливаться, создаваться и уничтожаться. Один программный код может использоваться для обработки разных данных. ОС обеспечивает многозадачность посредством механизма переключения контекста с одного процесса на другой.

4) Файлы (files) – это области данных на внешних устройствах хранения, имеющие имя. ОС предоставляет программный интерфейс для создания, удаления, копирования файлов, чтения и записи информации в файлы.

5) Виртуальная память (virtual memory) – механизм выгрузки страниц из оперативной памяти на диск (swapping). Этот механизм является прозрачным для процессов и позволяет им выделять больше памяти, чем физически имеется в системе.