Является ли операционная система программой которая управляет работой компьютера

Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.

С точки зрения человека операционная система служит посредником между человеком, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет человеку запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединённых к нему устройств, перераспределять ресурсы.

Работа на компьютере фактически является работой с его операционной системой. При установке на компьютер только операционной системы (ОС) ничего содержательного на компьютере также сделать не удастся. Для ввода и оформления текстов, рисования графиков, расчёта зарплаты или прослушивания лазерного диска нужны специальные прикладные программы. Но и без ОС ни одну прикладную программу запустить невозможно.

Операционная система решает задачи, которые можно условно разделить на две категории:

Операционная система. Операционная система Windows. Что такое операционная система и зачем она нужна

· во-первых, управление всеми ресурсами компьютера;

· во-вторых, обмен данными между устройствами компьютера, между компьютером и человеком.

Кроме того, именно ОС обеспечивает возможность индивидуальной настройки компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы именно с этими компонентами.

Ещё не так давно работы по настройке приходилось выполнять пользователю вручную, а сегодня производители компонентов компьютерной техники разработали протокол plug-and-play (включил — заработало). Этот протокол позволяет операционной системе в момент подключения нового компонента получить информацию о новом устройстве, достаточную для настройки ОС на работу с ним.

Операционные системы для ПК различаются по нескольким параметрам. В частности, ОС бывают:

· однозадачные и многозадачные;

· однопользовательские и многопользовательские;

· сетевые и несетевые.

Кроме того, операционная система может иметь командный или графический многооконный интерфейс (или оба сразу).

Однозадачные операционные системы позволяют в каждый момент времени решать только одну задачу. Такие системы обычно позволяют запустить одну программу в основном режиме.

Многозадачные системы позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно.

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

В последние годы фактическим стандартом стал графический многооконный интерфейс, где требуемые действия и описания объектов не вводятся в виде текста, а выбираются из меню, списков файлов и т.д.

В настоящее время, с появлением мощных компьютеров, широкое распространение получили два типа ОС. К первому типу относятся достаточно похожие ОС семейства Windows компании Microsoft. Они многозадачные и имеют многооконный графический интерфейс. На рынке персональных компьютеров с Windows конкурируют ОС типа UNIX.

Операционная система

Это многозадачная многопользовательская ОС с командным интерфейсом. В настоящее время разработаны расширения UNIX, обеспечивающие многооконный графический интерфейс.

UNIX развивалась в течение многих лет разными компаниями, но до недавнего времени она не использовалась на персональных компьютерах, т.к. требует очень мощного процессора, весьма дорога и сложна, её установка и эксплуатация требуют высокой квалификации. В последние годы ситуация изменилась.

Компьютеры стали достаточно мощными, появилась некоммерческая, бесплатная версия системы UNIX для персональных компьютеров — система Linux. По мере роста популярности этой системы в ней появились дополнительные компоненты, облегчающие её установку и эксплуатацию. Немалую роль в росте популярности Linux сыграла мировая компьютерная сеть Internet. Хотя освоение Linux гораздо сложнее освоения систем типа Windows, Linux — более гибкая и в то же время бесплатная система, что и привлекает к ней многих пользователей.

Существуют и другие ОС. Известная компания Apple производит компьютеры Macintosh с современной ОС MacOS. Эти компьютеры используются преимущественно издателями и художниками. Фирма IBM производит ОС OS/2. Операционная система OS/2 такого же класса надёжности и защиты, как и Windows NT.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru

Глава 1. Операционная система как управляющее программное обеспечение

Существуют две группы определений операционной системы: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который связан с вопросом, в каких случаях требуется операционная система.

Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки – также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры – могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные системы нужны, если:

— вычислительная система используется для различных задач, причём программы, решающие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев операционная система отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные системы, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;

— различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция – тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, операционные системы предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);

— между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;

— необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);

— оператор должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды – оболочка и наборы утилит – они могут являться частью операционной системы.

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

— использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),

— многопользовательские (с разделением полномочий),

— многозадачные (с разделением времени).

Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой операционной системе. В составе операционной системы различают три группы компонентов:

— ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;

— оболочка с утилитами.

Большинство программ, как системных (входящих в операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет оборудованием.

В определении состава операционной системы значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав операционной системы включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

Операционная система (ОС) – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны – предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами – с одной стороны – и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционных систем позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см. интерфейс программирования приложений).

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).

1.2. Функции и компоненты операционной системы

Основные функции:

• выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.);
• загрузка программ в оперативную память и их выполнение;
• стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);
• управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти);
• управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе;
• обеспечение пользовательского интерфейса;
• сохранение информации об ошибках системы.

• параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);
• эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами;
• разграничение доступа различных процессов к ресурсам;
• организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам;
• взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация;
• защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений;
• многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).
• От того, насколько эффективно операционная система управляет ресурсами и процессами ЭВМ, зависит облик операционной системы.

• загрузчик
• ядро
• командный процессор (транслятор (переводчик) команд получаемых ОС от пользователя и программ в машинный язык.)
• драйверы устройств
• интерфейс.

Источник: studfile.net

Операционная система: система управления работой пользователей, командные языки

Какая главная задача любой ОС? Операционная система — система управления компьютером, процессами его работы, внутренней памятью и действиями пользователя вообще. Предлагаем читателю подробнее рассмотреть ОС с данного аспекта.

Что это?

Безусловно, в первую очередь, операционная система — система управления. Приведем более полное определение ОС: комплекс из управляющих и обрабатывающих приложений. С одной стороны, они выступают в качестве интерфейса между устройствами вычислительной системы и прикладными приложениями, программами. С другой стороны, операционная система — система управления определенными устройствами, вычислительными процессами. Именно ОС эффективно распределяют вычислительные ресурсы между вычислительными процессами, надежно организуют вычисления в системе.

Если мы обратимся к логической структуре типичной вычислительной системы, то ОС будет здесь занимать промежуточное положение между устройствами, имеющими собственную микроархитектуру, машинный язык, встроенные микропрограммы с одной стороны и прикладными приложениями с другой.

Что касается разработчиков программного обеспечения, то ОС позволяет им абстрагироваться от особенностей функционирования и реализации устройств, предоставив минимально необходимый функциональный набор.

В большинстве вычислительных комплексов операционная система — система управления. Это основная, самая важная (а в каких-то случаях и единственная) часть программного системного обеспечения. Если обратиться к конкретным примерам, то наиболее популярной ОС будет продукт «Майкрософт» — Windows («Окна»).

Управление операционными системами

Многих интересует вопрос, существуют ли специализированные программы для управления операционными системами? Такое построение предложения некорректно. Ведь операционная система сама по себе является комплексом программ, управляющим компьютерными ресурсами, выстаивающим диалог между пользователем и устройством.

Поэтому тут «масло масляное»: управление управлением. Существует комплекс прикладных программ, которыми «заведует» операционная система.

Основные функции ОС

Операционная система — управление ресурсами компьютера. Это главная задача ОС. Прямо из нее вытекает набор следующих функций:

• Исполнение различных запросов программ. Как то: ввод и вывод информации, запуск и остановка прикладных программ и приложений, освобождение, выделение памяти и проч.
• Предоставление стандартизированного доступа к периферийным устройствам (например, устройством ввода-вывода).
• Управление оперативной памятью компьютера: распределение ее между активными процессами, общая организация виртуальной памяти.
• Управление доступом к данным, что находятся на энергонезависимых носителях. Например, на оптических, жестких дисках и проч.
• Сохранение сведений по ошибкам системы.
• Обеспечение пользовательского интерфейса.

Командные языки — диалог с пользователем

Каким образом возможно управление данными операционных систем? Как и в большинстве интерактивных комплексов, пользователь может влиять на функционирование ОС, используя специальные командные языки.

Что же это? Командный язык — это компьютерный язык, на котором человек взаимодействует с интерактивной системой. Почему же командный? Каждая строка, что вводится человеком на терминале и отправляется системе, воспринимается в качестве команды пользователя по отношению к ОС.

Если рассматривать нишу командных языков со стороны общей системы языков взаимодействия человека с компьютером, то они будут относиться к разряду интерпретируемых. Их антагонисты — комплиментируемые языки.

Рассмотрим разницу между ними: комплиментируемым называется язык, если он требует, чтобы любая конструкция на нем была настолько замкнутой, что могла бы обеспечить возможность изолированной обработки без привлечения дополнительных языковых конструкций. В ином случае ее понимание не может гарантироваться. Интерпретируемые языки понятны и без соответствия подобному требованию.

Управление процессами

Рассмотрим управление процессами в операционных системах. ОС контролирует следующую деятельность, с ними связанную:

• Как создание, так и удаление процессов.
• Синхронизация.
• Планирование.
• Коммуникация.
• Разрешение тупиковых ситуаций.

Надо отметить, что за время своей «жизни» процесс многократно изменяет собственное состояние:

• Новый. Только что созданный процесс.
• Выполняемый. Команды программы в это время выполняются в CPU.
• Ожидающий. Процесс ожидает завершения какого-либо события. Чаще всего последним выступает операция ввода/вывода.
• Готовый. Процесс, что ожидает освобождения CPU.
• Завершенный. Процесс, что полностью завершил свою работу.

Отметим, что переход из одного такого состояния в другое не может быть произвольным.

Во многих ОС информация о каждом процессе хранится в специальной таблице операционных процессов. Каждый из них представлен в операционной системе определенным набором данных. Это комплекс значений, параметров, что характеризуют текущее состояние процесса. Он и используется ОС для управления прохождением конкретного процесса через компьютер.

Как создается вычислительный процесс в данном случае? Здесь два пути: непосредственно введенной с клавиатуры командой либо через командный файл. Процесс включает в себя как минимум загрузку приложения и создание специальных управляющих блоков.

В результате этого появляется качественно новый процесс, который позже включается в мультипрограммную смесь. После этого ОС уже начинает его видеть. Сам процесс находится в состоянии готовности.

Таблица процессов ОС

Процессы, таким образом, функционируют, работают под управлением операционной системы. Представим краткую таблицу процессов ОС:

• Раздел «Управление процессом»: регистры, счетчики команд, указатели стека, состояние процесса, его приоритет, параметры планирования, идентификаторы процессов, родительские процессы, группы процессов, время запуска процесса, процессорное использованное время.
• Раздел «Управление памятью»: указатели на текстовые сегменты, указатели на сегменты данных, указатели на сегменты стека.
• «Управление файлами»: рабочие каталоги, корневой каталог, идентификаторы пользователя, дескрипторы файла, идентификаторы группы.

Управление памятью

Разберем еще один важный аспект: управление памятью в операционных системах.

Необходимо отметить, что именно память — важнейший ресурс, что требует наиболее тщательного управления со стороны мультипрограммных ОС. Чем же обеспечивается ее особая роль? Процессор может исполнять инструкции приложений, программ лишь в том случае, если они находятся в компьютерной памяти.

В ранних ОС управление памятью было простым: программа и ее необходимые данные загружались с какого-либо внешнего накопителя данных (оптического диска, перфоленты, магнитной ленты и прочее) в память компьютера. С появлением мультипрограммирования ситуация в корне изменилась. Возникла новая задача: распределение памяти компьютера между несколькими работающими приложениями.

Главные задачи ОС по управлению памятью

Продолжаем рассказывать о средствах управления в операционных системах. Выделим главные задачи ОС по управлению памятью компьютера:

• Отслеживание сегментов свободной и занятой памяти.
• Выделение памяти определенным процессам и освобождение ее по их окончании.
• Вытеснение как кодов, так и данных процессов из оперативной памяти на диск — полное или частичное. Применяется в том случае, когда объемов основной памяти недостаточно для размещения в ней всех процессов. Когда ОП освобождается, операционная система возвращает процессы на место.
• Настройка адресов программ и приложений на конкретные зоны физической памяти.

Дополнительные функции ОС по управлению памятью ПК

Рассмотрим дополнительные задачи, которые выполняет в данном случае система:

• Динамическое распределение памяти устройства. Под этим подразумевается выполнение запросов приложений на выделение им дополнительного резервуара памяти на время выполнения.
• Создание новых информационных служебных структур — буферов, описателей потоков и процессов.
• Защита памяти. Состоит в том, чтобы не позволить конкретному выполняемому процессу записывать или читать данные, относящиеся к иному действию.

Как мы уже говорили, оперативной памяти хватает не для всех процессов. Поэтому ОС подключает внешнюю, дисковую. Это заключается в следующих действиях системы:

• Подкачка. Здесь процесс полностью загружается в память для дальнейшей работы.
• Виртуальная память. В этом случае процесс частично загружается для выполнения какой-либо задачи.

Еще раз отметим, что большие процессы лишь временно выгружаются ОС на жесткий диск. После того как «оперативка» освобождается, система возвращает их снова на место.

Операционная система — это целый комплекс программного обеспечения, осуществляющий управление компьютером. То есть его памятью, процессами, ресурсами. Еще одна важная функция ОС: выстроить взаимодействие компьютерной системы с человеком, пользователем. Это достигается при использовании специальных инструментов — командных языков.

Источник: fb.ru