 |
Назначение и функции операционных систем
|
|
|
|
НАЗНАЧЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ.. 2
ЭВОЛЮЦИЯ ОС.. 6
КЛАССИФИКАЦИЯ ОС.. 11
ПОНЯТИЕ ИНТЕРФЕЙСА.. 17
ПРОЦЕССЫ В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ. 21
ОБСЛУЖИВАНИЕ ВВОДА-ВЫВОДА.. 26
УПРАВЛЕНИЕ РЕАЛЬНОЙ И ВИРТУАЛЬНОЙ ПАМЯТЬЮ... 30
Виртуальная память в ОС Windows. 34
ФАЙЛЫ.. 37
Логическая и физическая структура файла. 37
Файловые системы.. 40
ПЛАНИРОВАНИЕ ЗАДАНИЙ.. 44
Планирование в системах пакетной обработки. 45
Планирование в интерактивных системах. 46
Планирование в системах реального времени. 47
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ.. 49
ЗАЩИЩЕННОСТЬ ОС.. 54
РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ. 58
НАЗНАЧЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Программное обеспечение разделяется на системное и прикладное. К системному программному обеспечению принято относить такие программы и комплексы программ, которые являются общими, без которых невозможно выполнение или создание других программ.
Операционные системы (ОС) относятся к системному программному обеспечению и в наибольшей степени определяют облик всей вычислительной системы в целом. ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
История появления и развития системного программного обеспечения началась с того момента, когда люди осознали, что любая программа требует операций ввода-вывода данных.
Например, для организации чтения блока данных с диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Даже если не входить в курс реальных проблем программирования ввода-вывода, ясно, что среди программистов нашлось бы не много желающих непосредственно заниматься программированием этих операций.
|
|
|
Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи – это и есть операционная система.
Точно также как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, она берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы.
В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.
С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.
Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы.
Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, сетевой коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования.
|
|
|
Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
- планирование ресурса – то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;
- отслеживание состояния ресурса – то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов – какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.
Таким образом, можно сформулировать, что операционная система представляет собой комплекс системных, управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.
|
|
|
