Операционная система (ОС) является системным программным обеспечением, благодаря которому приводится в действие технические средства компьютера. Это программное обеспечение координирующее работу ЭВМ и производящее управление другими программными модулями посредством скоординированной последовательности операций.
Представление об операционной системе
Функциональные характеристики ОС:
- Осуществление работы компьютера, в том числе и персонального и его периферийных устройств по принципу ввода/вывода информации;
- Обеспечивает систему, организовывающую и хранящую файлы;
- Организовывает взаимодействие пользователя и компьютера.
Из чего состоит ОС
- Ядро;
- Командный модуль;
- Комплекс драйверов;
- Сервисные утилиты;
- Оболочка.
Операционная система (ОС) является системным программным обеспечением, оно приводит в действие всю техническую составляющее любого из компьютеров, исключение могут представлять лишь микрокомпьютеры. Микрокомпьютерам, являющимися составляющими каких-либо приборов, такой программный комплекс не нужен, по причине того, что они в большинстве случае отвечают ка какую ни, будь конкретную функцию.
Как Cоздать Cвой Образ операционной системы Windows?
Не побоюсь назвать операционную систему сверх программой, перейдём к расшифровке выше сформулированной её составляющей.
Ядром операционной системы называют её основную часть, которая как раз и обеспечивает запуск всех действий, организует работу других программ и работу компонентов компьютерной системы. Процессы, происходящие в ядре ОС можно назвать организующей программно-аппаратной деятельностью.
Командный модуль — это программа, функцией которой является выполнение команд от пользователя компьютеру.
Драйвера это целый внутренний комплекс специальных программ для обеспечения корректной работы именно аппаратных устройств с операционной системой, проще говоря – это инструкция для управления операционной системой компьютерных комплектующих, периферии.
Утилиты — дополнительные программные средства, которые взаимодействуют с ПО для выполнения различных задач.
Для пользователя оболочка операционной системы, является очень важным элементом — графический интерфейс — это то, что пользователь видит на дисплее любого компьютерного устройства. Именно благодаря графической оболочки ОС появились персональные компьютеры.
Кроме того, современная операционная система может обладать разной разрядностью 32 и 64.
Как проходит работа операционной системы
ОС действует с применением системных вызовов. Это такой интерфейс между ОС и программой пользователя, который позволяет делать все операции с объектами – файлами и процессами. Программа пользователя делает системный вызов сервису операционной системы, далее она обращается в библиотеку с прописанными процедурами действий, которые загружают регистры, и осуществляется прерывание кода в процессоре.
Прерывание генерируется от внешнего устройства. Такие «Аппаратные прерывания» информируют процессор о совершении асинхронной операции. Аппаратное прерывание производится параллельно процессам обработки программного кода процессором.
Так действует код ядра ОС и выполняется адресным пространством. Ядро ОС обладает доступом к пространству памяти программы пользователя и только после того, как произойдёт системный вызов, происходит передача адреса памяти этой программы для осуществления вызова в ядро.
Вовремя функционирования ОС, могут появиться исключительные операции, приводящие к неработоспособности, которые возникают при попытке выполнить недопустимую команду, обращение без права доступа к ресурсу, обращение к несуществующему кластеру в памяти. Исключительные операции могут появляться так же и при синхронном режиме работы главного компьютерного программного обеспечения.
Как производится загрузка ОС
Процесс от загрузки до запуска операционных систем можно разделить на три этапа:
Этап первый. ПЗУ системного блока проводит проверку да диске наличие программы-загрузчика ОС и предаёт работу ОЗУ.
Этап второй. Программа загрузчик с помощью ОЗУ обращается к базовому модулю ОС и как следствие работа передаётся ему.
Этап третий. Основной загрузчик в базовом модуле запускает загрузку имеющейся операционной системы и только после этого вступает в свои права на управление командному модулю.
Наиболее популярные операционные системы
О наиболее популярных видах операционных систем можно прочитать в одноимённой статье. Разная организация принципов осуществления операций в системах различает и саму операционную систему:
- Виндовс – Windows;
- Линукс – Linux;
- Макинтош – MAC OS;
- Андроид – Android.
Что такое ОС – это сокращение термина операционная система, что собственно было и продемонстрированно в статье. Вот какую ОС предпочесть, это дело выбора каждого, хотя большинство производителей диктуют свои правила продавая компьютеры с уже предустановленной операционной системой.
Источник: procomputer.su
Операционная система
Операцио́нная систе́ма(ОС), комплекс программ , обеспечивающий возможность удобного использования аппаратно-программных ресурсов ЭВМ прикладными программами и пользователем в соответствии с заданной политикой безопасности и разделения ресурсов; загружается обычно при включении ЭВМ. ОС решает две взаимодополняющие задачи: предоставляет набор функций с целью создания удобной среды для работы пользователя и прикладных программ; организует процесс работы множества приложений на одной ЭВМ, защищая приложения друг от друга, а также управляя разделением ресурсов ЭВМ в соответствии с заданными регламентами.
Основные функции, состав, архитектура ОС
Эффективная реализация многих функций ОС возможна только при наличии соответствующей поддержки со стороны аппаратных средств ЭВМ, в первую очередь уровней привилегированного выполнения команд, прерываний , средств защиты памяти . Уровни привилегированного выполнения команд определяют несколько режимов работы процессора . При работе в непривилегированном режиме процессор может выполнять команды, необходимые для прикладных вычислений, но ему недоступен набор команд, предназначенных для управления ЭВМ. Прерывания приостанавливают выполнение текущей программы в процессоре, переключают его в привилегированный режим и передают управление ОС (сообщая ей о наступлении некоторого события, требующего соответствующей обработки).
Прерывания делятся на внешние и внутренние. Внешние прерывания извещают ОС о событиях, которые происходят в оборудовании ЭВМ (например, нажатие клавиши на клавиатуре ). Внутренние прерывания информируют ОС о событиях, возникающих в ходе выполнения текущей программы, например попытка выполнить привилегированную команду в непривилегированном режиме, невозможность выполнения текущей команды (например, деление на ноль) процессором.
Средства защиты памяти предназначены для формирования совокупности независимых адресных пространств (так, программа, работающая в одном адресном пространстве, не может обращаться к ячейкам памяти, принадлежащим другому адресному пространству памяти). Наиболее распространённый способ реализации защиты памяти в современных процессорах состоит в том, что адреса памяти, которые указываются в командах процессора, интерпретируются как т. н. логические адреса.
При выполнении команды процессор автоматически транслирует логический адрес в физический адрес ячейки памяти ЭВМ в соответствии с таблицами трансляции, которые настраиваются ОС при помощи соответствующих привилегированных команд. Рассмотренные выше механизмы позволяют ОС переложить контроль над работой прикладных программ на аппаратные средства; они также служат основой для построения эффективной защиты ОС от прикладных программ и прикладных программ друг от друга.
Одной из основных задач ОС является управление ресурсами ЭВМ (процессорами, оперативной и внешней памятью, устройствами ввода-вывода, каналами связи и др.). Ключевыми понятиями в организации управления ресурсами служат процессы, виртуальная память и файлы . Процесс рассматривается ОС в качестве потребителя ресурсов ЭВМ (т. е. участвует в их распределении).
Также в большинстве ОС каждому процессу ставится в соответствие собственное адресное пространство (как правило, адресные пространства процессов не пересекаются). Многие ОС поддерживают выполнение нескольких потоков управления в рамках одного адресного пространства процесса.
Иногда говорят о процессах как о представлении прикладных программ в ходе их выполнения на ЭВМ, однако следует учитывать, что в ряде случаев одной прикладной программе может соответствовать несколько процессов, а также несколько программ могут быть представлены одним процессом. Виртуальная память служит для повышения эффективности использования оперативной памяти ЭВМ и увеличения объёма адресного пространства процесса.
Реализация виртуальной памяти также базируется на аппаратной поддержке ЭВМ в виде таблиц трансляции логических адресов в физические. Понятие файла (под которым обычно понимают поименованный набор данных, являющийся единицей хранения информации) позволяет единообразно работать с информацией независимо от того, где и как она хранится – в оперативной памяти, во внешней памяти или на удалённой ЭВМ.
ОС состоит из ядра и набора системных библиотек и утилит . К ядру обычно относят компоненты ОС, которые выполняются в привилегированном режиме работы процессора. Основные функциональные компоненты ядра ОС: подсистема управления памятью; подсистема управления процессами; файловые системы; драйверы , или программы управления внешними устройствами ЭВМ ( принтерами , запоминающими устройствами и др.); подсистема организации межпроцессного взаимодействия.
Наибольшее распространение получили два типа архитектуры ядра ОС – монолитный и микроядерный. В монолитных ядрах все компоненты работают в едином адресном пространстве и никак не защищены друг от друга, т. е. любой компонент может изменить данные другого компонента.
При микроядерной архитектуре компоненты чётко разделены, работают в непересекающихся адресных пространствах и взаимодействуют между собой путём передачи сообщений. Большинство современных ОС, получивших широкое распространение, имеют монолитную архитектуру ( Linux , Windows ), однако существуют коммерчески успешные варианты ОС с микроядерной (QNX, PikeOS, Integrity) и гибридной (Symbian, Mac OS X ) архитектурой.
Системные библиотеки содержат набор часто используемых подпрограмм, таких как операции ввода-вывода, математические функции, примитивы графического интерфейса пользователя и т. п. Утилиты – это программы (реализующие некоторые функции ОС), которые выполняются в непривилегированном режиме. Выделяют ОС общего назначения и специализированные.
Современные версии распространённых ОС общего назначения – это крупные программные комплексы, где только ядро состоит из нескольких миллионов операторов ассемблера и/или других языков программирования , а размер библиотек и утилит доходит до сотен миллионов строк. Специализированные ОС применяются в ЭВМ, которые ориентированы на решение определённого класса задач.
В первую очередь к таким задачам относятся управление какими-либо процессами (например, поддержания определённого температурного режима) или механизмами. ЭВМ, применяемые для этих целей, получили название управляющих; как правило, они являются встроенными. У встроенных ОС размер ядра часто не превышает 10 тысяч строк кода. Ключевые характеристики ОС для встроенных ЭВМ – повышенная надёжность, компактность и эффективность управления ресурсами в условиях ограниченного и заранее известного набора задач. Встроенные ЭВМ часто осуществляют управление в режиме реального времени, что требует соответствующей поддержки со стороны ОС (такие ОС называются ОС реального времени).
Историческая справка
Прототипами ОС на первых ЭВМ были специальные программы, называемые диспетчерами, мониторами, управляющими программами и т. п., которые в первую очередь поддерживали загрузку подпрограмм из библиотек стандартных подпрограмм. Отечественная система ИС-2 – значимое достижение в этом классе программных систем.
В первых развитых ОС появилась возможность предоставлять поддержку т. н. пакетной обработке, позволившей автоматизировать последовательный пропуск задач на ЭВМ (GM-NAA I/O, США, 1956). Следующий шаг эволюции ОС – поддержка режима многозадачности (Burroughs Master Control Program, 1961, США; ОС ЭВМ «Урал-11», СССР, 1963–1965), что способствовало повышению эффективности использования центрального процессора; так, если выполнение текущей задачи останавливалось, например ожидая завершения операции ввода-вывода, ОС переключала процессор на выполнение другой задачи.
При реализации режима разделения времени многим пользователям предоставлялась возможность одновременно работать на одной ЭВМ, при этом у каждого из них создавалась иллюзия того, что все ресурсы ЭВМ находятся в его полном распоряжении. Основные принципы разделения времени сложились в ОС CTSS (1961, США).
Доминирующее положение ряда ЭВМ IBM System/360 (США) в 1960–1970-х гг. привело к появлению первой широко используемой ОС OS/360 . В СССР существенный прогресс в разработке ОС связан с созданием ЭВМ, имеющих развитые механизмы обработки прерываний и управления памятью. Пионерской стала ОС на ЭВМ «Весна» , однако широкое использование новых возможностей ОС связано с появлением ЭВМ БЭСМ-6 (1967).
Первой ОС для БЭСМ-6 был диспетчер Д-68; для решения задач в режиме реального времени создана ОС НД-70; при разработке ОС ИПМ предложено много новаторских решений по архитектуре ОС и систем программирования; основной ОС БЭСМ-6 стала ОС «Диспак». Развитыми ОС были снабжены самые массовые в СССР ЭВМ среднего класса «Минск-22» и «Минск-32».
ОС на БЭСМ-6 и ЭВМ «Минск» обеспечивали пакетную и многозадачную обработку, а также режим разделения времени, поддерживая тем самым одновременную работу нескольких пользователей в диалоговом режиме, нескольких фоновых вычислительных задач и обработку данных в режиме реального времени. Успешно развивались отечественные ОС для ЭВМ специального, в том числе военного, назначения.
С переходом отечественной электронной промышленности на выпуск машин типа ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ усилия разработчиков ОС переключились на адаптацию зарубежных ОС, а именно ОС типа OS 360/370, RT-1, RSX-11, Unix и др. Вместе с тем создавались и оригинальные отечественные ОС, например ОС для советских супер-ЭВМ (семейства «Электроника» и «Эльбрус» ). Основные современные тенденции в развитии архитектуры ОС связаны с разработкой ОС CP 67/CMS (1967, США), ОС Multics (1968, США) и Unix (1969, США), System 1 (1983, США).
CP-67/CMS впервые реализовала концепцию виртуализации, заключающуюся в выделении небольшой ОС (позднее названной гипервизором), которая берёт на себя базовые функции по управлению устройствами ЭВМ и распределению её ресурсов. При этом ответственность за организацию среды для прикладных программ перекладывается на другую ОС, называемую гостевой.
Под управлением гипервизора может одновременно работать несколько гостевых ОС, для которых гипервизор создаёт видимость единоличной работы на виртуальной ЭВМ. В середине 1960-х гг. учёные Массачусетского технологического института предложили ряд новых концепций, которые легли в основу ОС Multics: поддержка динамического связывания прикладных приложений с библиотеками, возможность (с помощью модульной конструкции электронных устройств) наращивать вычислительные возможности системы простой заменой её модулей (центрального процессора, памяти, дискового пространства и др.) без прерывания работы ОС, иерархическая файловая система.
Эти концепции оказали значительное влияние на разработку большинства последующих ОС. В 1980-х гг. лидирующее положение на рынке ОС заняли Unix-системы. Разработчики ОС Unix произвели тщательный отбор уже зарекомендовавших себя на практике принципов построения ОС, что в совокупности с простотой переноса этой ОС на различные новые виды ЭВМ привело к её широкому распространению.
Появилось множество ОС, копирующих основные принципы ОС Unix. ОС System 1, созданная для ЭВМ Apple Macintosh, совершила переворот в способах взаимодействия пользователя с ЭВМ; были усовершенствованы графический интерфейс пользователя, т. н. оконный интерфейс и управление с помощью координатных устройств ввода (например, мышь , трекбол).
К концу 1990-х гг. вследствие распространения персональных компьютеров (ПК) большим спросом стала пользоваться ОС Microsoft Windows (США), современная версия которой до сих пор занимает господствующее положение среди ОС для ПК. В начале 2000-х гг. наибольшее применение нашла ОС Linux, которая в техническом плане является наследницей ОС Unix. Во многом успех ОС Linux обусловлен использованием принципов свободного программного обеспечения . Ныне ОС Linux лидирует среди ОС для супер-ЭВМ и серверов , расширяется область её использования при создании мобильных устройств и встроенных ЭВМ. Основные направления развития современных ОС: повышение надёжности, обеспечение безопасности и защиты данных, оптимальное энергопотребление, эффективная работа на многоядерных и многопроцессорных ЭВМ, а также исследования в области новых интерфейсов взаимодействия с пользователем. Хорошилов Алексей Владимирович
в 16:51 (GMT+3) Обратная связь
Информация
Области знаний: Программное обеспечение ЭВМ, Теория операционных систем Область знания: Информационные технологии
Источник: bigenc.ru
Какие операционные системы существуют и чем отличаются
Программы или приложения работают не сами по себе, а через операционные системы — специальные комплексы. Айтишникам полезно знать, как устроены ОС. Иначе напишут программу, а та либо будет тормозить, либо не запустится вовсе. Причина — разработчик не учел особенности операционки, на которой пользователь запускает софт.
Что такое операционная система и зачем она нужна
Операционная система, или ОС — это набор программ, которые обеспечивают работу компьютера и взаимодействие с ним юзера. Представьте руководителя, который управляет крупной компанией. Для компьютера такой руководитель — операционная система.
Операционка выполняет следующие задачи:
- Обеспечивает работу устройств, которые подключают к компьютеру: мышки, колонок, клавиатуры, роутера.
- Связывает с устройствами программы и приложения, которые запускают на компьютере. Например, аудиоплеер — программа — передает звук в физические колонки благодаря ОС.
- Запускает, устанавливает и удаляет программы, приложения, игры.
- Создает для пользователей интерфейс: рабочий стол, папки, ярлыки, окна.
Из чего состоит операционная система
Особенность операционной системы — это не единая монолитная среда, а набор модулей. Каждый модуль содержит функции для конкретной работы.
Большинство операционных систем состоят из таких компонентов:
Система ввода-вывода.Ее еще называют BIOS. Передает устройствам — клавиатуре, мышке, сетевому адаптеру — команды, обрабатывает ошибки, реагирует на прерывания. То есть когда пользователь кликает мышкой на условный ярлык, система обрабатывает действие по заранее прописанному сценарию. Например, открывает папку.
Загрузчик ОС.Программа, которая загружает файлы операционной системы, когда пользователь запускает компьютер.
Ядро ОС.Центральная часть любой операционки. В ней собраны основные системы, которые запускают программы и управляют ими.
Драйверы.Дополнительный софт для управления устройствами, которые подключают к ПК. Дополняют BIOS — систему ввода-вывода.
Командный процессор.Передает действия пользователя компьютеру, чтобы тот их обработал.
Графический интерфейс.Всё то, что отображается на мониторе компьютера: рабочий стол, папки, ярлыки, окна.
Веб-разработчик: новая работа через 9 месяцев
Получится, даже если у вас нет опыта в IT
Основные виды операционных систем
Есть разные классификации операционных систем, но вот основные:
- по управляющему ядру — бывают клиентские и сетевые;
- по поддержке многозадачности — однозадачные и многозадачные;
- по количеству пользователей — однопользовательские и многопользовательские.
Клиентские и сетевые
С сетевыми ОС работают сетевые админы — специалисты, которые настраивают железо и программы компьютера. Клиентские предназначены для обычных пользователей. Имеют графический интерфейс и управление на базе кнопок и ярлыков, а не текстовых команд.
⏰ Однозадачные и многозадачные
В однозадачных ОС нельзя делать сразу несколько задач, к примеру рисовать баннер в фотошопе и слушать музыку в ВК. Чтобы запустить следующую программу, надо закрыть предыдущую. В многозадачных можно запускать программы параллельно: ничего не будет виснуть или прерываться.
Однопользовательские и многопользовательские
Однопользовательскую систему использует один юзер, а многопользовательские — несколько. Например, многопользовательские операционки используют в офисе. Берут один компьютер с одной системой и подключают к нему несколько мониторов.
Популярные операционные системы
Windows
Одна из первых операционных систем для ПК, поэтому под нее написано множество программ, приложений и игр. Есть три типа: Home — для домашнего использования, Professional — для корпоративных целей и Ultimate — продвинутая версия для любого пользователя.
Плюсы и минусы ОС
| ➕ | ➖ |
| — Привычный интерфейс | — Слабая защита — легко поймать вирус |
| — Легкость установки программ: с одного щелчка по файлу | — Требовательность к системным ресурсам |
| — Большой выбор софта, приложений, игр | — Долгая загрузка ОС MacOS |
| — Регулярные обновления против багов |
MacOS
Это десктопная ОС, которую использует компания Apple для компьютеров Mac. Ее разработали под конкретное оборудование, поэтому операционка работает на нём максимально эффективно. Идет в комплекте с компьютером.
Плюсы и минусы ОС
| ➕ | ➖ |
| — Устойчива к вирусам | — Меньше программ и игр, если сравнивать с Windows |
| — Высокая скорость работы программ — ничего не тормозит | — Устанавливается только на компьютеры Apple |
| — Отлаженная координация ресурсов компьютера | — Высокая цена |
| — Мало багов | — Ограниченное количество драйверов |
Linux
Бесплатная операционка с открытым кодом. Это значит, можно взять ядро и при желании написать ОС под себя. На базе ядра Linux создали Ubuntu, Debian и Fedora.
Плюсы и минусы ОС
| ➕ | ➖ |
| — Не надо покупать лицензию | — Мало поддерживаемого софта и игр |
| — Бесплатный софт | — Ограниченная поддержка аппаратного обеспечения |
| — Высокий уровень безопасности | — Новичкам непросто разобраться в работе ОС |
| — Низкие системные требования — встанет и на старенький компьютер |
iOS
Операционка для мобильных устройств — смартфонов и планшетов от компании Apple. Идет в комплекте с фирменными гаджетами.
Плюсы и минусы ОС
| ➕ | ➖ |
| — Высокая производительность | — Высокая цена |
| — Высокий уровень защиты от спама | — Большинство приложений платные |
| — Регулярные обновления |
Android
OC от компании Google для мобильных девайсов. Встраивается в большинство смартфонов.
Плюсы и минусы ОС
| ➕ | ➖ |
| — Бесплатная ОС | — Есть баги — приложения могут подвисать |
| — Можно скачивать приложения из сторонних источников, а не только из магазина | — Бывают проблемы с безопасностью |
| — Встает на девайсы разных производителей |
Какую ОС выбрать айтишнику
Чтобы выбрать ОС, надо понять, с какого девайса на ней планируете работать и как.
Если разработчик планирует создавать игры, стоит использовать Windows для десктопных, Android либо iOS для мобильных. Полноценные шутеры и бродилки со сложным управлением пишут под ПК, чуть проще — под смартфоны.
Написать программу
Есть смысл выбрать Linux. ОС можно настроить под себя, весь софт под нее бесплатный. А можно поставить оболочки, внутри которых запускать сторонние программы, например от Windows.
Работать с медиаконтентом
Если нужно профессионально работать с аудио- и видеофайлами в специальных редакторах, подходит MacOS. Она качественно обрабатывает звук, быстро рендерит видео, не подвисает, если параллельно работают две программы.
Научитесь создавать, поддерживать, улучшать сайты и приложения на курсе «Веб-разработчик» от онлайн-университета Skypro. Справитесь, даже если совсем нет опыта в IT. Соберете портфолио и пройдете мастер-классы с реальными рабочими задачами. Центр карьеры подготовит к собеседованиям и научит откликаться на вакансии. Если не найдете работу за четыре месяца, вам вернут деньги за обучение.
Источник: sky.pro