Операционная системапредназначена 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 системапредотвращает 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, какменеджер ресурсов, осуществляет упорядоченное и контролируемое распределениепроцессоров, 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.
Защитник Windows 10 Настройка для начинающих Как пользоваться Исключения
Нужно пресекать попытки несанкционированного использования вычислительной системы. Всю эту деятельность осуществляет операционная системакак организатор безопасной работы пользователей и их программ. С такой точки зренияоперационная системапредставляется 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 современныхоперационных системахпостоянно работает на компьютере лишь частьоперационной 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 естьоперационная система, а для чего она нужна и что она делает. Для выяснения этого вопроса рассмотрим историю развития вычислительных систем.
Краткая история эволюции вычислительных систем
Введение в операционные системы — презентация
Первый слайд презентации: Введение в операционные системы
Изображение слайда
Слайд 2: Что такое операционная система?
Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом. 2
Что такое операционная система и как она работает
Изображение слайда
Слайд 3: Структура вычислительной системы
Техническое обеспечение ( hardware). Это процессор, память, монитор и т.д. Программное обеспечение ( software). Это Microsoft Office, 1C, Visual Studio и т.д. Программное обеспечение принято делить на прикладное и системное. 3
Изображение слайда
Слайд 4: Слои программного обеспечения компьютерной системы
Изображение слайда
Слайд 5: Операционная система это:
виртуальная машина; менеджер ресурсов; защитник пользователей и программ; постоянно функционирующее ядро. 5
Изображение слайда
Слайд 6: Операционная система как виртуальная машина
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. 6
Изображение слайда
Слайд 7: Операционная система как менеджер ресурсов
Представим, к примеру, что произойдет, если несколько программ, работающих на одном компьютере, будут пытаться одновременно осуществлять вывод на принтер. Операционная система предотвращает такого рода хаос за счет буферизации информации, предназначенной для печати, на диске и организации очереди на печать. О перационная система, как менеджер ресурсов, осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами. 7
Изображение слайда
Слайд 8: 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. Операционная система представляется системой безопасности государства, на которую возложены полицейские и контрразведывательные функции. 8
Изображение слайда
Слайд 9: Операционная система как постоянно функционирующее ядро
Операционная система – это программа, постоянно работающая на компьютере и взаимодействующая со всеми прикладными программами. Во многих современных операционных системах постоянно работает на компьютере лишь часть операционной системы, которую принято называть ее ядром. Операционной системе невозможно дать адекватное строгое определение. 9
Изображение слайда
Слайд 10: Краткая история эволюции вычислительных систем
Ламповые машины. Операционных систем нет. 1945-1955 гг. 10
Изображение слайда
Слайд 11: Ламповые машины
В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства и появился принцип программы, хранящейся в памяти машины ( John Von Neumann, июнь 1945 г.). Вычислительная система выполняла одновременно только одну операцию (ввод-вывод или собственно вычисления). В целом первый период характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных систем, их малым количеством и низкой эффективностью использования. 11
Изображение слайда
Слайд 12: Краткая история эволюции вычислительных систем
Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные ОС. 1955-начало 60-х гг. 12
Изображение слайда
Слайд 13: Компьютеры на основе транзисторов
Применение транзисторов вместо часто перегоравших электронных ламп привело к повышению надежности компьютеров. Пользователь приносит программу с входными данными в виде колоды перфокарт и указывает необходимые ресурсы. Смена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения программ, в результате процессор часто простаивает. 13
Изображение слайда
Слайд 14: Краткая история эволюции вычислительных систем
Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС. Начало 60-х – 1980 гг. 14
Изображение слайда
Слайд 15: Краткая история эволюции вычислительных систем
Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС. Начало 60-х – 1980 гг. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам.
Вместо непосредственного чтения пакета заданий с перфокарт в память начинают использовать его предварительную запись, сначала на магнитную ленту, а затем и на диск. Появление магнитного диска, для которого не важен порядок чтения информации, то есть устройства прямого доступа, привело к дальнейшему развитию вычислительных систем. 15
Изображение слайда
Слайд 16: Аппаратные особенности
Реализация защитных механизмов. Наличие прерываний. Развитие параллелизма в архитектуре. 16
Изображение слайда
Слайд 17: Особенности ОС в организации мультипрограммирования
Организация интерфейса между прикладной программой и ОС при помощи системных вызовов. Планирование использования процессора. Обеспечение контекста для правильного продолжения вычислений. Стратегии управления памятью. Разграничение прав доступа пользователей к файлам. Организация обмена данными между программами через средства коммуникации.
Снабжение систем средствами синхронизации. 17
Изображение слайда
Слайд 18: Краткая история эволюции вычислительных систем
Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы. 1980 – наше время. 18
Изображение слайда
Слайд 19: 4 период развития компьютерных систем
Появление больших интегральных схем (БИС ). Компьютеры стали использоваться не только специалистами, что потребовало разработки » дружественного » программного обеспечения. Однако рост сложности и разнообразия задач, решаемых на персональных компьютерах, необходимость повышения надежности их работы привели к возрождению практически всех черт, характерных для архитектуры больших вычислительных систем. 19
Изображение слайда
Слайд 20: Функции ОС
Планирование заданий и использование процессора Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации Управление памятью Управление файловой системой Управление вводом-выводом Обеспечение безопасности 20
Изображение слайда
Слайд 21: Основные понятия, концепции ОС
Системные вызовы – это интерфейс между ОС и пользовательской программой. Прерывания – это событие, генерируемое внешним (по отношению к процессору) устройством. Исключительная ситуация – событие, возникающее в результате попытки выполнения программой команды, которая по каким-либо причинам не может быть выполнена до конца. Файл – именованная часть пространства на носителе информации. Процессы, нити. 21
Изображение слайда
Слайд 22: Архитектурные особенности ОС
Монолитное ядро Многоуровневые системы (слоёная система THM) Виртуальные машины 22 5 Интерфейс пользователя 4 Управление вводом-выводом 3 Драйвер устройства связи оператора и консоли 2 Управление памятью 1 Планирование задач и процессов 0 Hardware
Изображение слайда
Слайд 23: Архитектурные особенности ОС
Программа пользователя Программа пользователя Программа пользователя MS-DOS Ubuntu 16.04 Windows 10 Виртуальное hardware Виртуальное hardware Виртуальное hardware Реальная операционная система Реальное hardware 23
Изображение слайда
Слайд 24: Архитектурные особенности ОС
Микроядерная архитектура Смешанные системы 24
Изображение слайда
Слайд 25: Классификация ОС
1. Многозадачные (Windows, Linux, Unix) 1. Однозадачные ( MS-DOS) 2. Однопользовательские ( MS-DOS, Windows 3.x ) 2. Многопользовательские ( Windows NT, Linux) 3. Однопроцессорные 3. Многопроцессорные (симметричные, асимметричные) 4. Пакетные 4. Системы разделения времени 4. Системы реального времени 25
Изображение слайда
Последний слайд презентации: Введение в операционные системы: Литература
Олифер Н.А., Олифер В.Г. Сетевые операционные системы. 26
Источник: showslide.ru
Презентация на тему Основные понятия и функции операционных систем
Список литературы: Назаров С. В., Широков А. И. Современные операционные системы: учебное пособие. М.: Бином, 2012. – 367 с. Иртегов Д.В. Введение в операционные системы – 2-е изд., перераб.
- Главная
- Информатика
- Основные понятия и функции операционных систем
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Список литературы:
Таненбаум Э.С. Современные операционные системы. 4-е
изд. – СПб.: Питер, 2015. – 1120
с.
Партыка Т.Л., Попов И.И. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие — 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2014. – 560 с.
Спиридонов Э.С. Операционные системы: Учебник – М.: Либроком, 2014. – 352 с.
Батаев А.В., Налютин Н.Ю., Синицын С.В. Операционные системы и среды: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования – СПб.: ИЦ Академия, 2014. – 304 с.– 64 с.
Слайд 2Список литературы:
Назаров С. В., Широков А. И.
Современные операционные системы: учебное пособие. М.: Бином,
2012. – 367 с.
Иртегов Д.В. Введение в операционные системы – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 410 с.
Киселев С.В., Алексахин С.В., Остроух А.В. Операционные системы. — ИЦ Академия, 2013. – 64 с.
Слайд 3Основные понятия и функции операционных систем
Слайд 4Структура вычислительной системы
1. hardware, или техническое обеспечение:
процессор, память, монитор, дисковые устройства и т.д.;
2.
software, или программное обеспечение: системное, прикладное, средства разработки и т.д.
Слайд 5Структура вычислительной системы
К прикладному программному обеспечению, 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.
Деление на прикладное и системное программное обеспечение является отчасти условным и зависит от того, кто осуществляет такое деление.
Операционная система является частью системного программного обеспечения.
Слайд 6Что такое операционная система ?
Распорядитель ресурсов
Защитник
пользователей и программ
Виртуальная машина
Постоянно функционирующее ядро
Основные точки
Проще сказать, не что такое есть операционная система, а для чего она нужна, и что она делает
Слайд 7Операционная система как менеджер ресурсов
Слайд 8ОС управляет распределением ресурсов вычислительной системы для
обеспечения ее эффективной работы
Слайд 9ОС как менеджер ресурсов обеспечивает:
загрузку пользовательских программ
в оперативную память;
выполнение этих программ путем организации
работы процессора;
работу с устройствами долговременной памяти, такими как магнитные диски, ленты, оптические диски и т.д. ;
стандартный доступ к различным устройствам ввода/вывода, таким как терминалы, модемы, печатающие устройства.
Слайд 10Операционная система как защитник пользователей и программ
Слайд 11Основные функции ОС как защитника пользователей и
программ:
обеспечение сохранности информации на диске, т.е. защита
от удаления или повреждения чужих файлов;
защита от произвольного вмешательства в работу программ одних пользователей программ других пользователей;
пресечение попыток несанкционированного использования вычислительной системы.
Слайд 12Операционная система как виртуальная машина
Слайд 13Уровни (виды) интерфейсов:
пользовательский, предназначен для работы с
готовыми приложениями;
программный, или интерфейс прикладного программирования, представляющий
собой средства для обращения к возможностям ОС при создании собственных приложений (фактически это системные функции, доступные разработчику).
Слайд 14
Операционная система (ОС) – это комплекс программ,
обеспечивающих возможность рационального использования оборудования и программного
обеспечения удобным для пользователя образом.
Слайд 15Операционная система (ОС) – система программ, реализующая
интерфейс между аппаратурой ЭВМ и пользователями.
Операционная
система – это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между пользователем и аппаратными компонентами вычислительных машин и вычислительных систем, а с другой стороны предназначен для эффективного управления вычислительными процессами, а также наиболее рационального распределения и использования вычислительных ресурсов.
Слайд 161-й период (1945 г. – 1955 г.)
Ламповые
машины
Нет разделения персонала
Нет операционных систем
Ввод программы с
пульта или с колоды перфокарт
Отладка программы с пульта
Одновременное выполнение только одной операции
Появление прообразов первых компиляторов
Слайд 172-й период (1955 г. – начало 60х
гг.)
Транзисторные машины
Происходит разделение персонала
Бурное развитие алгоритмических языков
Ввод
задания с колоды перфокарт
Отладка программы по изучению распечаток
Пакеты заданий и системы пакетной обработки
Слайд 183-й период (начало 60х гг. – 1980
г.)
Машины на интегральных схемах
Использование спулинга (spooling)
Планирование заданий
Мультипрограммные
пакетные системы
Слайд 194-й период (1980 г. – 2005 г.)
Машины
на больших интегральных схемах (БИС)
Персональные ЭВМ
Дружественное программное
обеспечение
Сетевые и распределенные операционные системы
Слайд 20Основные функции, которые выполняли классические ОС в
процессе своей эволюции
Планирование заданий и использования процессора
Обеспечение
программ средствами коммуникации и синхронизации
Управление памятью
Управление файловой системой
Управление вводом-выводом
Обеспечение безопасности
Слайд 21Требования, предъявляемые к ОС
Главное требование: способность выполнения
основных функций – эффективного управления ресурсами и
обеспечения удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ.
Слайд 22Требования, предъявляемые к операционным системам
Расширяемость.
Переносимость.
Надежность
и отказоустойчивость.
Совместимость.
Безопасность.
Производительность.
Слайд 23Системный вызов – это интерфейс между операционной
системой и пользовательской программой.
Они создают, удаляют
и используют различные объекты, главные из которых процессы и файлы. Пользовательская программа запрашивает сервис у операционной системы, осуществляя системный вызов.
Системные вызовы называют также программными прерываниями.
Основные понятия ОС
Слайд 24Прерывание – это событие, генерируемое внешним (по
отношению к процессору) устройством.
Посредством аппаратных прерываний
аппаратура либо информирует центральный процессор о том, что возникло какое-либо событие, требующее немедленной реакции.
Слайд 25Исключительная ситуация – это событие, возникающее в
результате попытки выполнения программой недопустимой команды, доступа
к ресурсу при отсутствии достаточных привилегий или обращения к отсутствующей странице памяти.
Слайд 26Исправимые исключительные ситуации после устранения их причины
предполагают продолжение работы программы.
Неисправимые исключительные ситуации
обычно возникают в результате ошибок в программах.
Слайд 27Файл – блок информации на запоминающем устройстве
компьютера, имеющий определённое логическое представление, соответствующие ему
операции чтения-записи и, как правило, фиксированное имя, позволяющее получить доступ к этому файлу и отличить его от других файлов.
Файл – это именованный набор данных.
Слайд 28Операционные оболочки
Операционная оболочка (operation shell) – комплекс
программ, ориентированных на определенную операционную систему и
предназначенный для облегчения диалога между пользователем и компьютером при выполнении определенных видов деятельности на компьютере.
Оболочка ОС – интерпретатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы.
Источник: thepresentation.ru