Операционная система это программа которая

Особое место среди системных программ отведено операционным системам.

Операционная система (ОС)- это программа, запускающаяся сразу.

ОС управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, отвечает за различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Любая программа пользуется услугами ОС. Каждая программа способна работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее услуги. Получается, что выбор ОС очень важен.

Ведь такой выбор определяет, с какими программами Вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС также есть зависимость от производительности Вашей работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и тому подобное. Но, выбор ОС еще зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Естественно, что более современная ОС дает больше возможностей и более наглядна, она предъявляет требования и к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

Winderton / Операционные системы. Основы программирования.

Главная причина необходимости ОС. Необходимы элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами. Операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

ОС позволяет спрятать от пользователя эти сложные и ненужные подробности и дает ему удобный интерфейс для работы. ОС выполняет различные вспомогательные действия, например, копирование и печать файлов.

ОС осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

1.ПОНЯТИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

ОС это комплекс системных и служебных программных средств. Приложениями ОС принято называть программы, которые предназначены для работы под управлением данной системы.

ОС — это программа, загружаемая при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. ОС обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера. ОС имеет несколько основных функций (Таблице 1).

Таблица 1. «Основные функции ОС»

Основные функции ОС	Описание
Графический интерфейс	Удобная оболочка, с которой работает пользователь.
Многозадачность	Включает в себя возможность одновременной или поочередной работы сразу с несколькими приложениями, обмена данными между приложениями, а также возможность совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.
Ядро	Это «переводчик» с программного языка на язык машинных кодов.
Драйверы	Это специализированные программы для управления различными устройствами, входящие в состав компьютера.
Файловая система	Она предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT-таблицах).
Разрядность	На данный момент существуют: 16-разрядные операционные системы (Dos, Windows 3.1, Windows 3.11), 32-разрядные операционные системы (Windows98, Windows 2000, WindowsMe), 64-разрядные операционные системы(Windows XP, WindowsVista).

Что такое операционная система и как она работает

Кроме основных (базовых) функций ОС могут представлять различные дополнительные функции. Конкретный выбор операционной системы определяется совокупностью предоставляемых функций конкретными требованиями к рабочему месту.

2.КЛАССИФИКАЦИЯ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

В зависимости от алгоритма управления процессором, ОС делятся на:

— Однозадачные и многозадачные

— Однопользовательские и многопользовательские

— Однопроцессорные и многопроцессорные системы

— Локальные и сетевые.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

— Однозадачные (MS DOS)

— Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

— Системы пакетной обработки (ОС ЕС)

— Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)

— Системы реального времени (RT11)

Рисунок 1. Скриншот рабочего стола Linux

3.ВИДЫ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Среди ОС, хотелось бы остановиться на рассмотрении ОС для решения задач реального времени, для организации работы вычислительных сетей, ОС основанных на графическом интерфейсе.

ОС реального времени. Они отличаются от ОС общего назначения в первую очередь тем, что поступающая в систему информация обязательно должна быть обработана в течение заданных интервалов времени (эти интервалы времени нельзя превышать). Кроме того запросы на обработку могут поступать в непредсказуемые моменты времени. Поэтому такие ОС должны обеспечить некоторые дополнительные возможности, например, создание постоянных задач.

При работе в режиме реального времени возможно возникновение очередей запросов на обработку, поэтому ОС должна организовать такие очереди и их обслуживание в соответствии с заданной дисциплиной.

При больших нагрузках на ЭВМ возможно возникновение ситуаций, в которых одна или несколько задач не могут быть реализованы в заданный промежуток времени. Поэтому ОС должна иметь возможность динамического изменения приоритетов «аварийных задач», после выполнения которых устанавливаются прежние значения приоритетов.

ОС, предназначенные для организации работы вычислительных сетей. Работа ОС в вычислительной сети характеризуется определенными особенностями. Главной из них является необходимость организации передачи данных внутри вычислительной сети. Любая информация внутри вычислительной сети передается отдельными порциями — блоками данных.

Операционные системы, основанные на графическом интерфейсе. Операционная системы семейства Windows.

Оболочка Windows включает в себя множество компонентов и обеспечивает пользователям различной квалификации комфортные условия работы.

В течение долгих лет с момента своего появления персональные компьютеры (IBM — совместимые) обходились без специальных «пользовательских оболочек», работая непосредственно под управлением операционной системы (MS-DOS, DR DOS, PC-DOS). Все операции управления компьютером производились путем ввода с клавиатуры некоторых слов — директив. Неудобство такого алфавитно-цифрового интерфейса порождало претензии и к самим компьютерам (возможно и не совсем обоснованные).

Работа с персональной ЭВМ мало отличалась от работы, например, на мини-ЭВМ: необходимо было хорошо знать ОС.

Сейчас, например, оболочка Windows исповедует совершенно другие принципы в части интерфейса пользователя с ЭВМ. Основная идея, заложенная в основу оболочки Windows, — естественность представления информации. Информация должна представляться в той форме, которая обеспечивает наиболее эффективное усвоение этой информации человеком.

Несмотря на простоту (и даже тривиальность) этого принципа, его реализация в интерфейсах прикладных программ персональных ЭВМ по разным причинам оставляла желать лучшего. Да и реализация его в рамках Windows тоже не лишена недостатков. Но эта оболочка представляет собой существенный шаг вперед по сравнению с предыдущими интерфейсами.

Windows представляет собой графическую оболочку. От пользователя не требуется ввод директив с клавиатуры в виде текстовых строк. Необходимо только внимательно смотреть на экран и выбирать из предлагаемого набора требуемую операцию с помощью манипулятора мышь. На выбранном объекте необходимо зафиксировать курсор кнопкой мыши — и операция выполняется.

С помощью того же манипулятора можно перемещать пиктограммы и окна по экрану, менять их размер, открывать и закрывать их — и все это при минимальном использовании клавиатуры для ввода каких бы то ни было директив. Кроме того, для любителей традиционного интерфейса DOS реализована возможность выхода на этот уровень. В оболочке Windows реализован принцип WYSIWYG (What you see is what you get = То, что вы видите, вы и получаете), до сих пор бывший привилегией небольшого числа программ.

Заключение

Windows наиболее распространенная ОС, и для большинства пользователей она наиболее подходящая ввиду своей простоты, неплохого интерфейса, приемлемой производительности и огромного количества прикладных программ для нее.

У меня была возможность работать с ОС Microsoft от Windows 2000, до версии Windows 8, по-моему мнению наиболее удачной является ОС Windows 7, обладающая более совершенной защитой, чем Windows XP, более продуманный интерфейс и много разных других мелочей, делают эту ОС более привлекательной. Microsoft выпустили обновление для Windows 8, Windows 8.1, в которой решили немного вернуться к привычному пользователям рабочему столу.

Существуют и ОС для смартфонов: Android; iOS; Windows Phone. ОС Android на данный момент является самой популярной и распространенной. Если на рынке десктопных ОС главная тема, как и прежде, – Windows 10, то среди мобильных ОС по статистике 2016 года от компаний StatCounter и Net Applications, таковой могла бы стать iOS. С одной стороны, система получила крупнейшее обновление, с другой – новое поколение i-гаджетов в виде iPhone 7 и 7 Plus.

Список использованных источников

• Статья «Статистика за сентябрь 2016: операционные системы» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.itrew.ru/windows/statistika-za-sentyabr-2016-operacionnye-sistemy.html;
• Информатика [Электронный ресурс]. Учебник Л.З. Шауцуковой. Режим доступа: http://book.kbsu.ru/;
• OS Journal [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ossite.ru/.

Источник: otvet-prost.ru

Введение

Аннотация: В данной лекции вводится понятие операционной системы; рассматривается эволюция развития операционных систем; описываются функции операционных систем и подходы к построению операционных систем.

Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом. Вводная лекция рассказывает о предмете, изучаемом в рамках настоящего курса. Сначала мы попытаемся ответить на вопрос, что такое ОС . Затем последует анализ эволюции ОС и рассказ о возникновении основных концепций и компонентов современных ОС . В заключение будет представлена классификация ОС с точки зрения особенностей архитектуры и использования ресурсов компьютера.

Что такое операционная система

Структура вычислительной системы

Из чего состоит любая вычислительная система? Во-первых, из того, что в англоязычных странах принято называть словом hardware, или техническое обеспечение: процессор , память, монитор, дисковые устройства и т.д., объединенные магистральным соединением, которое называется шиной. Некоторые сведения об архитектуре компьютера имеются в приложении 1 к настоящей лекции.

Во-вторых, вычислительная система состоит из программного обеспечения. Все программное обеспечение принято делить на две части: прикладное и системное.

К прикладному программному обеспечению, как правило, относятся разнообразные банковские и прочие бизнес-программы, игры, текстовые процессоры и т. п. Под системным программным обеспечением обычно понимают программы, способствующие функционированию и разработке прикладных программ. Надо сказать, что деление на прикладное и системное программное обеспечение является отчасти условным и зависит от того, кто осуществляет такое деление. Так, обычный пользователь, неискушенный в программировании, может считать Microsoft Word системной программой, а, с точки зрения программиста, это – приложение. Компилятор языка Си для обычного программиста – системная программа, а для системного – прикладная. Несмотря на эту нечеткую грань, данную ситуацию можно отобразить в виде последовательности слоев (см. рис. 1.1), выделив отдельно наиболее общую часть системного программного обеспечения – операционную систему:

Рис. 1.1. Слои программного обеспечения компьютерной системы

Что такое ОС

Большинство пользователей имеет опыт эксплуатации операционных систем , но тем не менее они затруднятся дать этому понятию точное определение. Давайте кратко рассмотрим основные точки зрения.

Операционная система как виртуальная машина

При разработке ОС широко применяется абстрагирование, которое является важным методом упрощения и позволяет сконцентрироваться на взаимодействии высокоуровневых компонентов системы, игнорируя детали их реализации. В этом смысле ОС представляет собой интерфейс между пользователем и компьютером.

Архитектура большинства компьютеров на уровне машинных команд очень неудобна для использования прикладными программами. Например, работа с диском предполагает знание внутреннего устройства его электронного компонента – контроллера для ввода команд вращения диска, поиска и форматирования дорожек, чтения и записи секторов и т. д. Ясно, что средний программист не в состоянии учитывать все особенности работы оборудования (в современной терминологии – заниматься разработкой драйверов устройств), а должен иметь простую высокоуровневую абстракцию, скажем, представляя информационное пространство диска как набор файлов. Файл можно открывать для чтения или записи, использовать для получения или сброса информации, а потом закрывать. Это концептуально проще, чем заботиться о деталях перемещения головок дисков или организации работы мотора. Аналогичным образом, с помощью простых и ясных абстракций, скрываются от программиста все ненужные подробности организации прерываний , работы таймера, управления памятью и т. д. Более того, на современных вычислительных комплексах можно создать иллюзию неограниченного размера оперативной памяти и числа процессоров . Всем этим занимается операционная система . Таким образом, операционная система представляется пользователю виртуальной машиной , с которой проще иметь дело, чем непосредственно с оборудованием компьютера.

Операционная система как менеджер ресурсов

Операционная система предназначена для управления всеми частями весьма сложной архитектуры компьютера. Представим, к примеру, что произойдет, если несколько программ, работающих на одном компьютере, будут пытаться одновременно осуществлять вывод на принтер. Мы получили бы мешанину строчек и страниц, выведенных различными программами.

Операционная система предотвращает такого рода хаос за счет буферизации информации, предназначенной для печати, на диске и организации очереди на печать. Для многопользовательских компьютеров необходимость управления ресурсами и их защиты еще более очевидна. Следовательно, операционная система , как менеджер ресурсов , осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров , памяти и других ресурсов между различными программами.

Операционная система как защитник пользователей и программ

Если вычислительная система допускает совместную работу нескольких пользователей, то возникает проблема организации их безопасной деятельности. Необходимо обеспечить сохранность информации на диске, чтобы никто не мог удалить или повредить чужие файлы. Нельзя разрешить программам одних пользователей произвольно вмешиваться в работу программ других пользователей.

Нужно пресекать попытки несанкционированного использования вычислительной системы. Всю эту деятельность осуществляет операционная система как организатор безопасной работы пользователей и их программ. С такой точки зрения операционная система представляется системой безопасности государства, на которую возложены полицейские и контрразведывательные функции.

Операционная система как постоянно функционирующее ядро

Наконец, можно дать и такое определение: операционная система – это программа, постоянно работающая на компьютере и взаимодействующая со всеми прикладными программами. Казалось бы, это абсолютно правильное определение, но, как мы увидим дальше, во многих современных операционных системах постоянно работает на компьютере лишь часть операционной системы , которую принято называть ее ядром.

Как мы видим, существует много точек зрения на то, что такое операционная система . Невозможно дать ей адекватное строгое определение. Нам проще сказать не что есть операционная система , а для чего она нужна и что она делает. Для выяснения этого вопроса рассмотрим историю развития вычислительных систем.

Источник: intuit.ru

Операционная система

ОС представляет собой совокупность системных и служебных программных продуктов. В большинстве вычислительных систем ОС является самой важной (иногда единственной) частью СПО.

Операционная система играет двойную роль. С одной стороны, она выступает как интерфейс между пользователем с его задачами и аппаратной частью, а с другой стороны, предназначена для того, чтобы эффективно использовать ресурсов вычислительной системы и организовать надежные вычисления.

По определению ОС можно разделить на две группы:

1. комплекс программ, которые управляют оборудованием;
2. комплекс программ, которые управляют другими программами.

Управляют оборудованием встроенные микрокомпьютеры, которые сегодня есть во многих бытовых приборах, автомобилях и т.п. Такой компьютер выполняет только одну программу, которая запускается при включении.

Сдай на права пока
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!

Помимо, собственно, компьютеров существуют некоторые микрокомпьютеры, которые всё же работают под управлением особых собственных операционных систем. Чаще всего, это $UNIX$-подобные системы, например, программируемое коммутационное оборудование: файрволы (межсетевые экраны), маршрутизаторы.

Современные операционные системы могут быть с универсальным механизмом доступа к данным (используя файловую систему), с разделением полномочий (многопользовательские), с разделением времени (многозадачные).

Все ОС обеспечивают свой автоматический запуск.

После включения компьютера сначала производится самотестирование, далее в оперативную память с системного диска загружается операционная система. Загрузка должна выполняться поэтапно, строго в соответствии с программой .

В состав компьютера входит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ППЗУ), которое содержит программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки ОС, – это BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода). После подачи электропитания процессор компьютера начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ON Self Test). Начинается тестирование работоспособности процессора компьютера, памяти и прочих аппаратных средств.

«Операционная система»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы

По окончании самотестирования специальная программа, которая содержится в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Загрузчики для разных ОС могут быть установлены как в главном загрузочном секторе MBR (для MS Windows только там), так и в загрузочном секторе раздела.

Для поиска загрузчика программа поочередно обращается к имеющимся в компьютере дискам (CD-ROM, жестким, Flash).

Если системный диск найден, и программа-загрузчик на месте, то она загружается в оперативную память, и ей передается управление работой компьютера. Программа на системном диске ищет файлы операционной системы и загружает их в качестве программных модулей в оперативную память.

Если системных дисков в компьютере не найдено, на экране монитора появляется сообщение о том, что не найден системный диск, загрузка операционной системы прекращается, компьютер работать не будет . После завершения загрузки операционной системы управление передается командному процессору.

ОС предназначены для обеспечения нескольких видов интерфейса:

• интерфейс пользователя (между пользователем и программно-аппратными средствами компьютера);
• аппаратно-программный интерфейс (между программным и аппаратным обеспечением);
• программный интерфейс (между разными видами программного обеспечения).

Основные функции ОС:

• управление оперативной памятью;
• загрузка программ в оперативную память и их выполнение;
• выполнение по запросу общих и часто встречающихся действий: ввод и вывод данных, запуск и останов других программ, освобождение и выделение дополнительной памяти и т.д.;
• стандартный доступ к периферийным устройствам;
• обеспечение пользовательского интерфейса;
• поддержка стека сетевых протоколов и другие сетевые операции;
• управление доступом к данным на жестком диске, оптическом диске и др.

Дополнительные функции ОС:

• разграничение доступа различных процессов к ресурсам;
• многозадачность − параллельное или псевдопараллельное выполнение задач;
• многопользовательский режим работы и разграничение прав;
• эффективное распределение между процессами ресурсов вычислительной системы;
• организация надежных вычислений (когда невозможно одному вычислительному процессу специально или ошибочно повлиять на вычисления в другом процессе), это основывается на разграничении доступа к ресурсам;
• взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация;
• защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злоумышленных или по незнанию) или приложений.

Современные ОС:

1. ОС семейства Windows-продукт корпорации Microsoft. Свою историю Windows начинают от операционной системы MS DOS. Сначала это были надстраиваемые над ней графические оболочки, когда Windows запускался из-под DOS. Это позволяло увеличить возможности DOS и облегчить простому неквалифицированному пользователю работу с компьютером. Более поздние версии (начиная с Windows NT) стали представлять собой настоящие полноценные операционные системы. Основное преимущество Microsoft Windows – это интерфейс, дружественный для пользователя. Основной недостаток – не очень высокая надежность системы.
2. Unix и Unix-подобные ОС. Главные заслуги данного семейства – это мультиплатформенность, многозадачность и многопользовательность операционных систем. Юридически имеют право называться «UNIX» только те операционные системы, которые прошли сертификацию на соответствие стандарту Single UNIX Specification. Остальные , хотя и используют похожие концепции и технологии, называются UNIX-подобными операционными системами. Операционная система UNIX оказала большое влияние на развитие всех операционных систем тем, что заложила основы работы современных ОС. Первоначально UNIX являлся системой для разработки ПО. UNIX-системы в настоящее время применяются, в основном, для серверов, а также среди различного оборудования как встроенные системы. Если рассматривать ОС для рабочих станций и для домашнего применения, то UNIX и UNIX-подобные ОС занимают второе — третье места после MS Windows. Несмотря на то, что Unix-подобные системы уступают по популярности Windows, они работают на бОльших типах компьютеров благодаря мультиплатформенности. Linux –частный случай множества Unix-подобных дистрибутивов, которые чаще всего являются свободно распространяемыми.
3. MAC OS также создавалась на основе ядра UNIX. Компания Apple создала данный продукт для своих же компьютеров Macintosh. MAC OS считается надежной и удобной, хотя и не так популярна, как Windows . Macintosh и ее Mac OS разработан в основном для графических и мультимедийных функций и с этими задачами справляется лучше, чем MS Windows и все прочие.

Современные ОС огромны и обладают очень плохой изоляцией сбоев, что делает их не очень надежными и небезопасными. В ядре Windows более $5$ миллионов строк, а в ядре ОС Linux содержится более $2,5$ миллионов строк кода кода. По исследовательским данным университета Carnegie-Mellon на каждые $1000$ строк кода приходится от $5$ до $15$ ошибок.

При подобных оценках ядро Linux содержит около $15000$ ошибок, а ядро Windows − больше $30000$ ошибок. Причём, около $70%$ кода ОС занимает код драйверов устройств, а в них ошибки встречаются в $3-7$ раз чаще, чем в обычном коде. Поэтому просто невозможно найти и выправить все ошибки; более того, при исправлении обнаруженных ошибок часто добавляются новые.

Современные операционные системы имеют очень большие размеры, а это означает, что ни один человек не может понимать систему целиком, в итоге управление системой становится очень сложным делом. Но ведьто же самое можно сказать, например, и про авианосец.

Ни один отдельно взятый человек не знает, как он работает, но все подсистемы авианосца хорошо изолированы друг от друга, и если засорился туалет, то это не повлияет на подсистему запуска ракет. У ОС подобной изоляции компонентов нет. А ведь современная операционная система содержит тысячи связанных вместе процедур, образующих единую бинарную программу, которая выполняется в ядре. У каждой строки из миллионов строк кода ядра имеется возможность записи в ключевые структуры данных, которые используются несвязанным с ней компонентом, и это может привести к падению системы.

Выходом из сложившейся ситуации могут стать, например, Микроядерные ОС, которые имеют потенциальную возможность обеспечивать более высокую надежность. Надежность таких ОС происходит из разных источников. Во-первых, размер кода, который выполняется в ядре, невелик и составляет около $4000$ строк, при этих размерах общее число ошибок — всего около $24$ (на примере микроядра ОС Minix $3$). Небольшой размер ядра позволяет верифицировать его код вручную или на основе формальных методов.

Во-вторых, для повышения надежности также можно использовать раздельные пространства команд и данных. Даже если вирус или ошибочный код вызовут переполнение буфера и смогут поместить в пространство данных чужой код, то этот код будет выполнить невозможно, ибо ядро не запустит код, который не находится в пространстве команд процесса (доступном только по чтению).

Замечание 1

Существуют и другие особенности, способствующие повышению надежности, например, свойство самовосстановления. Допустим, что драйвер впадает в бесконечный цикл или производит запись по неверному указателю. Тогда сервер реинкарнации автоматически заменит его, часто без влияния на другие процессы.

Источник: spravochnick.ru