Операционная система (OS – operatingsystem)представляет собой комплекс системных и служебных программ, обеспечивающих управление всеми ресурсами компьютера и подключенными к нему устройствами, запуск прикладных программ, их взаимодействие между собой и с аппаратными средствами, а также диалог компьютера с пользователем. Операционная система автоматизирует процесс решения задач пользователя и освобождает его от деталей взаимодействия с аппаратурой, обеспечивая комфортный интерфейс с компьютером.
В компьютерах используются операционные системы с различной архитектурой и функциональными возможностями. После включения компьютера первой загружается в оперативную память операционная система.
С 1990-х гг. наиболее распространенными ОС для ПК и серверов являются ОС семейства MicrosoftWindows и системы семейства UNIX, особенно GNU/Linux. ОС включает следующие основные модули:
· ядро, выполняющее перевод с программного языка на язык компьютера, т.е. в двоичные коды и называемое командным интерпретатором;
Комплекс служебной связи Синапс Интерком
· драйверы для управления устройствами компьютера, библиотеки, которые используются ОС, и другие программы, входящие в ее состав. Драйверы для многих стандартных устройств компьютера формируют базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая хранится в энергонезависимой флэш-памяти;
· интерфейсные модули для взаимодействия пользователя с компьютером. Сегодня основным является графический интерфейс, используемый практически любой ОС. Процессор командного языка обрабатывает команды, поступающие в операционную систему от пользователя;
· ОС компьютеров общего назначения, в отличие от специализированных, хранится на дисках, и при включении компьютера она загружается с диска в оперативную память специальной программой загрузки, хранящейся в базовой системе ввода – вывода.
Основными функциями операционной системы являются следующие:
· обеспечение взаимодействия с пользователем – пользовательский интерфейс;
· загрузка программ в оперативную память и управление процессом их выполнения;
· управление файловой системой и диспетчирование задач, выполняемых на компьютере;
· управление обменом информацией между различными устройствами компьютера, управление периферийными устройствами, распределение ресурсов компьютера, управление виртуальной памятью (распределение задач);
· стандартизированный доступ к периферийным устройствам ввода – вывода;
· установка и удаление программ.
Все ОС обеспечивают как пакетный, так и диалоговый режим работы с пользователем.В пакетном режиме ОС автоматически исполняет заданную последовательность команд.
Суть диалогового режима состоит в том, что ОС находится в ожидании команды пользователя и, получив ее, приступает к исполнению, а исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний процессора и прерываний BIOS. Опираясь на эти аппаратные прерывания, ОС создает свой комплекс системных прерываний.
Программный комплекс для определения базовых бинарных уязвимостей программ
Способность ОС прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств, воспринимается нами как диалоговый режим работы.
Операционные системы можно классифицировать по следующим признакам:
· В зависимости от особенностей алгоритма управления процессором операционные системы делятся на однозадачные и многозадачные,однопользовательские и многопользовательские, на однопроцессорные и многопроцессорные.
Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:
· однозадачные (например, MS DOS);
· многозадачные (OS/2, Unix, ОС семейства Windows).
Многозадачные ОС управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства (рис. 25).
Рис. 25Классификация многозадачных ОС
В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:
· системы пакетной обработки(OC EC)
· системы с разделением времени(Unix, Windows, Linux);
· системы реального времени(QNX, RT–11, Android – ОС РВ на основеLinux для мобильных устройств).
Системы пакетной обработки – без непосредственного доступа пользователя, а с предварительным сбором и формированием всего блока (пакета) программ, подлежащих выполнению.
Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработкиявляется максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используется следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, например, в мультипрограммном множестве желательно одновременноеприсутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом–выводом.
Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутреннейситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается«выгодное» задание.
Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того илииного задания в течение определенного периода времени. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установленасистема пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдаетего диспетчеру–оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективностьработы пользователя.
Первые ОС были системами пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программы за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора.
В системах с разделением времени каждой задаче выделяется небольшойквант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, ивремя ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то это предполагает параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы. Ясно, что подобныесистемы обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетнойобработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая«выгодна» системе. Критерием эффективности систем с разделением времени является не максимальная пропускная способность процессора, а эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.
Системы реального времени(ОС РВ) применяются для управления различными техническими объектами(таким, как станок, спутник, научная экспериментальная установка) или технологическими процессами(гальваническаялиния, доменный процесс и т. п.). Применяют ОС РВ и в банковском деле. Критерием эффективности для систем реального времени является их способностьвыдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программыи получением результата(управляющего воздействия). Это время называетсявременем реакции системы, а соответствующее свойство системы– реактивностью.
Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть– в режиме реального времени или в режиме разделениявремени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновымрежимом.
Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременноработающих пользователей ОС могут быть разделены на:
· однопользовательские(MS DOS, Windows 3.x, ранние версииOS/2);
· многопользовательские(Unix, Windows NT).
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя отнесанкционированного доступа других пользователей. Не всякая многозадачнаясистема является многопользовательской и не всякая однопользовательская ОСявляется однозадачной.
Многопроцессорная обработка. Другим важным свойством ОС являетсяотсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. В наши дни становиться общепринятым введение в ОС функций поддержкимногопроцессорной обработки данных.
Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализованаи использует все количество процессоров, разделяя их между системными иприкладными задачами.
Обзор основных ОС, системных оболочек, систем программирования и сервисных программных средств ПЭВМ.
Программное обеспечение (ПО) — неотъемлемая часть компьютерной системы. Оно является логическим продолжением технических средств.
Уровни ПО (снизу вверх):
1. Базовое ПО — базовый уровень;
2. Системное ПО — системный уровень;
3. Служебное (сервисное) ПО;
4. Прикладное ПО.
Каждый вышележащий уровень повышает функциональность всей системы.
Базовый уровень. Самый низкий уровень ПО представляет базовое ПО. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило, базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ).
Программы и данные записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на этапе производства не могут быть изменены в процессе эксплуатации. В тех случаях, когда изменение базовых программных средств во время эксплуатации является технически целесообразным, вместо микросхем ПЗУ применяют перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ).
Системный уровень. Системный уровень — переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, т.е. выполняют «посреднические» функции.
От программного обеспечения этого уровня во многом зависят эксплуатационные показатели всей ВС в целом. Так, например, при подключении к ВС нового оборудования на системном уровне должна быть установлена программа, обеспечивающая для других программ взаимосвязь с этим оборудованием. Конкретные программы, отвечающие за взаимодействие с конкретными устройствами, называются драйверами устройств — они входят в состав ПО системного уровня.
Другой класс программ системного уровня отвечает за взаимодействие с пользователем. Именно благодаря им он получает возможность вводить данные в ВС, управлять ее работой и получать результат в удобной для себя форме. Эти ПС называют средствами обеспечения пользовательского интерфейса. От них напрямую зависит удобство работы с компьютером и производительность труда на рабочем месте. Совокупность ПО системного уровня образует ядро ОС компьютера.
Служебный уровень. ПО этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют утилитами) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Утилиты дают пользователю средства обслуживания компьютера и его ПО, обеспечивая:
— обслуживание магнитных дисков;
— обслуживание файлов и каталогов;
— предоставление информации о ресурсах компьютера;
— защита от компьютерных вирусов;
— архивация файлов и прочее.
Некоторые служебные программы изначально включают в состав ОС, но большинство служебных программ являются для ОС внешними и служат для расширения ее функций.
В разработке и эксплуатации служебных программ существует два альтернативных направления: интеграция с ОС и автономное функционирование. В первом случае служебные программы могут изменять потребительские свойства системных программ, делая их более удобными для практической работы. Во втором случае они слабо связаны с системным ПО, но предоставляют пользователю больше возможностей для персональной настройки их взаимодействия с аппаратным и программным обеспечением.
Прикладной уровень. ПО прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания. Спектр этих заданий необычайно широк — от производственных до творческих и развлекательно-обучающих. Огромный функциональный диапазон возможных приложений средств вычислительной техники обусловлен наличием прикладных программ для разных видов деятельности.
Между прикладным ПО и системным существует непосредственная взаимосвязь (первое опирается на второе). Можно утверждать, что универсальность ВС, доступность прикладного ПО и широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависят от типа используемой ОС, от того, какие системные средства содержит ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие триединого комплекса человек-программа-оборудование.
Чаще всего используемые в процессе построения и эксплуатации программные средства подразделяются на два основных типа: системное (которое включат в себя базовое, системное и служебное ПО) и прикладное. Каждый тип выполняет различные функции.
Системное ПО — это набор программ, которые управляют компонентами компьютера, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства.
Прикладное ПО (ППО) — предназначено для решения определенной проблемной задачи пользователя или класса таких задач. Сюда относятся программы, написанные для пользователей или самими пользователями, для задания компьютеру конкретной работы.
Источник: poisk-ru.ru
Комплекс системных и служебных программ это
Билет 5. Вопрос 1.
Операционная система компьютера
(назначение, состав, способ организации диалога с пользователем).
Загрузка компьютера.
Операционная система – это комплекс системных и служебных программных средств (базовая составляющая программного обеспечения). Без нее компьютер не может работать в принципе.
Операционная система обеспечивает взаимодействие между человеком и компьютером, между программами и устройствами.
Операционные системы бывают графические и неграфические.
Графические операционные системы основаны на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. Примером таких систем являются все версии Windows.
Неграфические операционные системы используют интерфейс командной строки. Например операционная система MS-DOS.
- Программный модуль, управляющий файловой системой (файловый менеджер), — в Windows – «проводник».
- Командный процессор, выполняющий команды пользователя, — command.сom.
- Утилиты — сервисные программы. К ним относятся программы для обслуживания дисков, архиваторы, программы для работы в сети.
- Справочная система входит в состав большинства операционных систем, разработанных в последние годы.
- Драйверы устройств — специальные программы, которые обеспечивают управление и обмен информацией между устройствами.
- Программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс. При отсутствии такого интерфейса ввод команд производится в режиме командной строки с клавиатуры и требует специальных знаний. В системах с графическим интерфейсом даже начинающий пользователь может легко оперировать при помощи мыши.
Загрузка компьютера.
1. После включения питания процессора начинается выполнения программы самотестирования компьютера POST (Power-On Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора и других аппаратных средств компьютера. В процессе тестирования выдается краткие диагностические сообщения.
2. После этого специальная программа, содержащая в BIOS, начинается поиск загрузчика операционной системы (программа Master Boot). Происходит поочередное обращение к имеющимся дискам.
3. Когда обнаружится системный диск и загрузчик ОС оказывается на месте, то он загружается в оперативную память и ему передается управление компьютером.
4. Загрузчик ищет файлы операционной системы и загружается их в оперативную память. При отсутствии системных дисков на экране появляется сообщение Non system disk, загрузка операционной системы прекращается, и компьютер остается неработоспособным.
5. После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору. В случае настройки в режиме командной строки на экране монитора появляется адрес текущего каталога и мерцающий курсор – так называемое «приглашение» в систему. При загрузке графического интерфейса команды могут вводиться с помощью мыши.
Смотрите также:
Билет Вопрос Операционная система компьютера (назначение, состав, способ организации диалога с пользователем). Загрузка компьютера
5. Операционная система компьютера (назначение, состав, загрузка). Файловая система компьютера. Папки, файлы (имя, путь, путь доступа). Операции с файлами и папками. Операционная система
Операционная система – это организованный набор программ, предназначенный для управления работой компьютера
Назначение и состав операционной системы компьютера. Загрузка компьютера
Разработка урока «Файлы и файловая система»
1. Структурно-функциональная схема компьютера. 2 Принципы построения компьютера. 3 Архитектура и структура компьютера 5
Операционная система
Лабораторная работа №1 Контрольные вопросы Вопрос: Какие устройства входят в состав вашего компьютера?
1. Понятие и структура ос. Эволюция вычислительных и ос. Основные функции ос операционная система (ОС)
Билет №1. Bios это программа, которая выполняет первоначальный запуск персонального компьютера, настройку оборудования и поддержку функций ввода/вывода
Источник: mognovse.ru