Tehát mi az operációs rendszer a számítógépen? Az OS a legfontosabb szoftver, amely számítógépen fut. Kezeli a memóriát, a folyamatokat, valamint az összes szoftvert és hardvert. Azt mondhatjuk, hogy az operációs rendszer híd a számítógép és az ember között. Mert operációs rendszer nélkül a számítógép használhatatlan.

Apple Mac OS X

A Mac OS a létrehozott operációs rendszerek sora az Apple által. Minden új Macintosh vagy Mac számítógépen előre telepítve érkezik. Ennek az operációs rendszernek a legújabb verziói a OS X. Ugyanis Yosetime(2014-ben jelent meg), Mavericks (2013), hegy Oroszlán (2012), Oroszlán(2011), és Mutasd a Leopárdot(2009). Van még Mac OS X szerver, amelyet szervereken való futtatásra terveztek.

A StatCounter Global Stats általános statisztikái szerint 2014 szeptemberében a Mac OS X felhasználók aránya az operációs rendszerek piacának 9,5%-a. Ez jóval alacsonyabb, mint a százalék Windows felhasználók(majdnem 90% ). Ennek egyik oka az Apple számítógépek nagyon drága.

Linux

A Linux nyílt forráskódú operációs rendszerek családja forráskód. Ez azt jelenti, hogy bárki módosíthatja (megváltoztathatja) és terjesztheti a világon. Emiatt ez az operációs rendszer nagyon különbözik a többitől, például a Windowstól, amelyet csak a tulajdonos (Microsoft) módosíthat és terjeszthet. A Linux előnye, hogy ingyenes, és számos különböző verziók választani. Mindegyik verziónak megvan a sajátja kinézet, és ezek közül a legnépszerűbbek Ubuntu, MentaÉs Fedora.

A Linux Linus Torvaldsról kapta a nevét, aki 1991-ben lefektette a Linux alapjait.

A StatCounter Global Stats általános statisztikái szerint a százalékos Linux felhasználók 2014 szeptemberében az operációs rendszerek piacának kevesebb mint 2%-át teszi ki. A rugalmasság és a könnyű konfigurálás miatt azonban a legtöbb szerver Linuxon fut.

Operációs rendszerek mobil eszközökhöz

Az összes operációs rendszer, amelyről fentebb beszéltünk, asztali és laptop számítógépek, például egy laptop. Vannak olyan operációs rendszerek, amelyeket kifejezetten erre terveztek mobil eszközök, mint például telefonok és MP3 lejátszók, Apple, iOS, Windows PhoneÉs Google Android. Az alábbi képen láthatod, hogy iPaden fut az Apple iOS.

Természetesen nem olyan működőképesek, mint a számítógépes operációs rendszerek, de sok alapvető feladat elvégzésére így is képesek. Például filmnézés, internetezés, alkalmazások, játékok futtatása stb.

Ez minden. Írd meg kommentben, hogy milyen operációs rendszert használsz és miért tetszik

Operációs rendszerek: cél és fő funkciók

Operációs rendszer koncepció

Az operációs rendszer (OS) olyan programok összessége, amelyek biztosítják a számítógép összes hardver- és szoftverrészének interakcióját egymással, valamint a felhasználó és a számítógép közötti interakciót.

Az operációs rendszer biztosítja az összes számítógép-alkatrész holisztikus működését, és hozzáférést biztosít a felhasználó számára a számítógép hardver képességeihez. operációs rendszer a számítógépes szoftver alapvető és szükséges összetevője, nélküle a számítógép elvileg nem működhet.

OS összetétele

Az operációs rendszer felépítése a következő modulokból áll:

alapmodul (OS kernel)- kezeli a programok és a fájlrendszer működését, hozzáférést biztosít azokhoz és a perifériás eszközök közötti fájlcserét;

T.e. lefordítja a parancsokat egy programnyelvből egy „gépi kód” nyelvre, amelyet a számítógép megért

parancsfeldolgozó- megfejti és végrehajtja az elsősorban a billentyűzeten keresztül kapott felhasználói parancsokat;

T.e. parancsokat kér a felhasználótól és végrehajtja azokat. A felhasználó például parancsot adhat a fájlokon valamilyen művelet végrehajtására (másolás, törlés, átnevezés), parancsot egy dokumentum nyomtatására stb.

periféria meghajtók- szoftver biztosítja a konzisztenciát ezen eszközök és a processzor működése között (minden periféria más és más ütemben dolgozza fel az információkat);

T.e. speciális programok, amelyek biztosítják az eszközök működésének vezérlését és az információcsere koordinációját más eszközökkel. Minden eszköznek saját illesztőprogramja van.

kiegészítő szolgáltatási programok(segédprogramok) - kényelmessé és sokoldalúvá tegye a felhasználó és a számítógép közötti kommunikáció folyamatát

azok. Az ilyen programok lehetővé teszik a lemezek karbantartását, fájlokkal végzett műveleteket, számítógépes hálózatokban való munkát stb.

Az operációs rendszer célja

Az operációs rendszert a következő feladatok megoldására tervezték:

számítógépes hardver karbantartása;

munkakörnyezet és felhasználói felület kialakítása;

felhasználói parancsok és programutasítások végrehajtása;

input/output megszervezése, információtárolás ill

fájl- és adatkezelés.

A definíció szerint az operációs rendszer által megoldott összes feladat két csoportra osztható:

a felhasználó vagy a programozó a valódi számítógépes hardver helyett egy kiterjesztett virtuális (vagyis nem igazán létező) gépet biztosít, amellyel kényelmesebb dolgozni és könnyebben programozható;

a számítógép használatának hatékonyságának növelése erőforrásainak racionális, valamilyen kritériumnak megfelelő kezelésével.

Operációs rendszer jellemzői

Főbb funkciók:

A programok kérésére olyan meglehetősen elemi (alacsony szintű) műveletek végrehajtása, amelyek a legtöbb programban közösek, és gyakran szinte minden programban megtalálhatók (adatbevitel és -kimenet, más programok indítása és leállítása, további memória lefoglalása és felszabadítása stb. .).

Szabványos hozzáférés a perifériás eszközök(bemeneti/kimeneti eszközök).

RAM-kezelés (elosztás a folyamatok között, virtuális memória szervezése).

Az adatokhoz való hozzáférés szabályozása nem felejtő adathordozón (pl HDD, optikai lemezek stb.), egyikben vagy másikban szerveződnek fájlrendszer.

Biztonság felhasználói felület.

Hálózati műveletek, a hálózati protokoll verem támogatása.

További funkciók:

Feladatok párhuzamos vagy pszeudo-párhuzamos végrehajtása (multitasking).

A számítási rendszer erőforrásainak hatékony elosztása a folyamatok között.

A különböző folyamatok erőforrásokhoz való hozzáférésének differenciálása.

A megbízható számítástechnika megszervezése (az egyik számítási folyamat képtelensége arra, hogy szándékosan vagy tévedésből befolyásolja egy másik folyamat számításait) az erőforrásokhoz való hozzáférés elhatárolásán alapul.

Folyamatok közötti kölcsönhatás: adatcsere, kölcsönös szinkronizálás.

Magának a rendszernek, valamint a felhasználói adatoknak és programoknak a védelme a felhasználók (rosszindulatú vagy nem tudó) műveleteitől vagy alkalmazásoktól.

Többfelhasználós üzemmód és a hozzáférési jogok differenciálása.

Operációs rendszerek evolúciója és alapötletek

Az operációs rendszer elődjének a segédprogramokat (bootloader és monitorok), valamint a gyakran használt rutinok könyvtárait kell tekinteni, amelyeket az univerzális számítógépek megjelenésével kezdtek fejleszteni. 1. generáció(1940-es évek vége). A segédprogramok minimalizálták a berendezés kezelőjének fizikai manipulálását, a könyvtárak pedig lehetővé tették ugyanazon műveletek (I/O műveletek végrehajtása, matematikai függvények kiszámítása stb.) ismételt programozásának elkerülését.

Az 1950-60-as években kialakultak és megvalósultak az operációs rendszer funkcionalitását meghatározó fő gondolatok: kötegelt mód, időmegosztás és multitasking, hatalmi ágak szétválasztása, valós idő, fájlstruktúrákés fájlrendszerek.

Az operációs rendszer (OS) egy olyan program, amely közvetítőként működik a felhasználó és a számítógép között.

OS közvetítőként működik, két célt szolgál: a hatékony felhasználást számítógépes erőforrásokés feltételeket teremteni ahhoz hatékony munkavégzés felhasználó.

A következőket általában számítógépes erőforrásoknak tekintik:

• - processzor működési ideje;
• - fő memória címterülete;
• - bemeneti-kimeneti berendezések;
• - tárolt fájlok külső memória.

A számítógép működése a tápfeszültség bekapcsolása után a rendszerindító program elindításával kezdődik. Ez a program inicializálja a számítógép fő hardverét, majd betölti az operációs rendszer kernelt.

Ezt követően az operációs rendszer reagál a rendszerben előforduló eseményekre, mind a szoftveres, mind a hardveres eseményekre, és meghívja a végrehajtásukért felelős modulokat.

Az operációs rendszer egyrészt a felhasználó munkájának szervezésére szolgáló környezet, másrészt a különféle programok végrehajtásának és interakciójának környezete.

BAN BEN operációs rendszer funkcióit magába foglalja:

• - párbeszéd lefolytatása a felhasználóval;
• - input-output és adatkezelés;
• - a programfeldolgozási folyamat megtervezése és szervezése;
• - erőforrás elosztás ( véletlen hozzáférésű memóriaés gyorsítótár, processzor, külső eszközök);
• - programok elindítása végrehajtásra;
• - mindenféle kiegészítő karbantartási művelet;
• - információ átadása a különböző belső eszközök;
• - szoftveres támogatás a perifériás eszközök (kijelző, billentyűzet, lemezmeghajtók, nyomtató stb.) működéséhez.
• - a futó programok közötti interakciót és információcserét szolgáló környezet megszervezése.

Az operációs rendszert a számítógépes vezérlőeszköz szoftveres kiterjesztésének nevezhetjük. Az operációs rendszer elrejti a hardverrel való interakció összetett részleteit a felhasználó elől, réteget képezve közöttük.

Az egyidejűleg feldolgozott feladatok számától és az operációs rendszer által kiszolgálható felhasználók számától függően az operációs rendszerek fő osztályai:

• -egyfelhasználós egyfeladatos, amely csak egy számítógépen futhat, csak egy felhasználót szolgálhat ki, és csak egy (in Ebben a pillanatban) feladat. Jelenleg gyakorlatilag nem használt;
• - egyfelhasználós multitasking, vagy asztali számítógépen. amelyek egy felhasználónak több feladattal egyidejű munkát biztosítanak.
• - többfelhasználós multitasking vagy a szervereket. Lehetővé teszi több felhasználó számára több feladat futtatását egy számítógépen. Ezek az operációs rendszerek a legösszetettebbek, és jelentős gépi erőforrásokat igényelnek.

Jelenleg a PC-ken a leggyakoribb operációs rendszer a Windows rendszer Microsoft cég. Eladott darabszám a Windows másolatai százmilliókban mérik.

Operációs rendszer és típusuk. Általános jellemzőkés az operációs rendszer környezetben való munkavégzés technikái

Az operációs rendszer (OS) a számítógép hardverét vezérlő szoftver szerves része. Az OS egy program, amely koordinálja a számítógép műveleteit; a programok végrehajtása az irányítása alatt történik.

Az operációs rendszer fő funkciói:

1. Adatcsere a számítógép és a különböző perifériák (terminálok, nyomtatók, floppy lemezek, merevlemezek stb.). Ezt az adatcserét „adatbevitel/kimenet”-nek nevezik.

2. Fájlok rendszerezésére és tárolására szolgáló rendszer biztosítása.

4. Párbeszéd szervezése a felhasználóval.

Az operációs rendszer egymással összekapcsolt rendszerprogramok komplexuma, amelynek célja a felhasználó számítógéppel való interakciójának és az összes többi program végrehajtásának megszervezése.

Az operációs rendszer összetétele.

Az operációs rendszer felépítése a következő modulokból áll:

Alapmodul (OS kernel) - vezérli a program és a fájlrendszer működését, hozzáférést biztosít hozzá és fájlcserét a perifériás eszközök között;

Parancsprocesszor - megfejti és végrehajtja az elsősorban a billentyűzeten keresztül kapott felhasználói parancsokat;

Periféria-illesztőprogramok - a szoftver biztosítja az összhangot ezen eszközök és a processzor működése között (minden periféria más és más ütemben dolgozza fel az információkat);

Kiegészítő szolgáltatási programok (segédprogramok) - kényelmessé és sokoldalúvá teszik a felhasználó és a számítógép közötti kommunikációt.

. Az operációs rendszert alkotó fájlok a lemezen vannak tárolva, ezért a rendszert lemez operációs rendszernek (DOS) nevezik. Ismeretes, hogy a programoknak – és így az operációs rendszer fájljainak – a véletlen elérésű memóriában (RAM) kell lenniük a végrehajtásukhoz. Az operációs rendszer RAM-ba írásához azonban egy indítóprogramot kell futtatnia, amely a számítógép bekapcsolása után azonnal nincs a RAM-ban. A kiút ebből a helyzetből az, hogy egymás után, lépésről lépésre betölti az operációs rendszert a RAM-ba.

Az operációs rendszer betöltésének első szakasza. BAN BEN rendszer egysége A számítógép tartalmaz egy csak olvasható memóriaeszközt (ROM, csak olvasható memória, ROM-Read Only Memory - memória csak olvasható hozzáféréssel), amely programokat tartalmaz a számítógép blokkjainak tesztelésére és az operációs rendszer betöltésének első szakaszára. A számítógép bekapcsolásakor az első áramimpulzussal kezdenek végrehajtani. Ebben a szakaszban a processzor hozzáfér a lemezhez, és egy bizonyos helyen (a lemez elején) ellenőrzi egy nagyon kis program - a rendszertöltő - jelenlétét. Ha ezt a programot észleli, beolvassa a RAM-ba, és átadja a vezérlést.

Az operációs rendszer betöltésének második szakasza. A bootloader program viszont megkeresi a lemezen az alap operációs rendszer modult, átírja a memóriáját és átadja neki a vezérlést.

Az operációs rendszer betöltésének harmadik szakasza. Az alapmodul tartalmaz egy fő rendszerbetöltőt, amely más operációs rendszer modulokat keres, és beolvassa a RAM-ba. Az operációs rendszer betöltése után a vezérlés átkerül a parancsfeldolgozóhoz, és a képernyőn megjelenik a felhasználói parancs bevitelére vonatkozó rendszerkérdés.

Vegye figyelembe, hogy az alap operációs rendszer modulnak és a parancsprocesszornak a RAM-ban kell lennie, amíg a számítógép fut. Ezért nem kell az összes operációs rendszer fájlt egyszerre betölteni a RAM-ba. Az eszközvezérlők és segédprogramok szükség szerint betölthetők a RAM-ba, csökkentve a rendszerszoftver számára lefoglalt RAM szükséges mennyiségét.

Az operációs rendszer első feladata a kommunikáció, a kommunikáció megszervezése a felhasználó és a számítógép egésze és egyes eszközei között. Az ilyen kommunikációt olyan parancsok segítségével hajtják végre, amelyeket egy személy valamilyen formában közöl az operációs rendszerrel. Az operációs rendszerek korai verzióiban az ilyen parancsokat egyszerűen beírták a billentyűzetről egy speciális sorba. Ezt követően programokat hoztak létre - olyan operációs rendszerhéjakat, amelyek lehetővé teszik, hogy ne csak az operációs rendszerrel kommunikáljon, nem csak szöveges parancsnyelven, hanem menük (beleértve a piktogramokat is) vagy grafikus objektumokkal végzett manipulációk segítségével.

Az operációs rendszer második feladata az összes számítógépes blokk interakciójának megszervezése a program végrehajtása során, amelyet a felhasználó a probléma megoldására rendelt. Az operációs rendszer különösen megszervezi és felügyeli a program működéséhez szükséges adatok RAM-ban és lemezen való elhelyezését, biztosítja a számítógépes eszközök időben történő csatlakoztatását a program kérésére stb.

Az OS harmadik feladata az ún rendszer munka, amelyet esetleg végre kell hajtani a felhasználó számára. Ez magában foglalja a lemez ellenőrzését, „kezelését” és formázását, fájlok törlését és visszaállítását, a fájlrendszer rendszerezését stb. Jellemzően az ilyen munkákat segítségével végzik el speciális programok, amely szerepel az operációs rendszerben, és segédprogramoknak hívják.

Az operációs rendszer kapocsként működik egyrészt a számítógép hardvere, másrészt a végrehajtott programok, valamint a felhasználó között.

Az operációs rendszert általában a számítógép külső memóriájában tárolják - a lemezen. Amikor bekapcsolja a számítógépet, a rendszer beolvassa a számítógépet lemezmemóriaés a RAM-ban található.

Ezt a folyamatot operációs rendszer betöltésének nevezik.

Az operációs rendszer jellemzői a következők:

Párbeszéd a felhasználóval;

I/O és adatkezelés;

Programfeldolgozási folyamat tervezése és szervezése;

Erőforrások elosztása (RAM, processzor, külső eszközök);

Programok indítása végrehajtáshoz;

Mindenféle kiegészítő karbantartási művelet;

Információátvitel különböző belső eszközök között;

Szoftver támogatás perifériás eszközökhöz (kijelző, billentyűzet, nyomtató stb.).

Az operációs rendszert a számítógépes vezérlőeszköz szoftverbővítményének nevezhetjük.

Az egyidejűleg feldolgozott feladatok számától és az operációs rendszer által kiszolgált felhasználók számától függően az operációs rendszerek négy fő osztálya létezik:

1.egyfelhasználós egyfeladatos, amelyek egy billentyűzetet támogatnak, és csak egy (jelenlegi) feladattal tudnak dolgozni;

2. egyfelhasználós, egyfeladatos háttérnyomtatással, amelyek lehetővé teszik a fő feladaton kívül egy további, általában az információk nyomtatására koncentráló feladat elindítását.

3.egyfelhasználós multitasking, amely egy felhasználó számára több feladat párhuzamos feldolgozását biztosítja.

4. Többfelhasználós többfeladatos munkavégzés, amely lehetővé teszi több felhasználó számára, hogy több feladatot futtasson egy számítógépen.

A professzionális használatra szánt személyi számítógép operációs rendszerének a következő fő összetevőket kell tartalmaznia:

I/O vezérlő programok;

Programok, amelyek kezelik a fájlrendszert és ütemezik a feladatokat a számítógép számára;

Parancsnyelvi processzor, amely elfogad, elemzi és végrehajtja az operációs rendszernek címzett parancsokat.

Minden operációs rendszernek saját parancsnyelve van, amely lehetővé teszi a felhasználó számára bizonyos műveletek végrehajtását:

Hozzáférés a katalógushoz;

Külső adathordozó megjelölése;

Programok indítása;

És egyéb akciók.

A felhasználói parancsok elemzését és végrehajtását, beleértve a kész programok fájlokból a RAM-ba való betöltését és elindítását, az operációs rendszer parancsfeldolgozója végzi.

A rendszerprogramok egyik fontos osztálya az eszközillesztők.

Vezetéshez külső eszközök A számítógép speciális rendszerprogramokat - illesztőprogramokat használ. A szabványos eszközmeghajtók együtt alkotnak alaprendszer bemenet/kimenet (BIOS), amelyet általában a számítógép állandó memóriájában tárolnak.

A rendszerprogramok gyakran tartalmaznak víruskereső eszközöket, fájlarchiváló programokat stb.

A programok második osztálya az alkalmazási programok. Nincs egységes álláspont arról, hogy mely programok tartoznak ebbe az osztályba. Jellemzően alkalmazási program minden olyan program, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy programozás nélkül megoldjon egy bizonyos osztályú problémákat.

Az operációs rendszer kiválóan megbirkózik a rá háruló feladatokkal. A gyakorlatban az operációs rendszer használatának egyik fő előnye, hogy funkcionális összetettsége ellenére könnyen érthető.

Jelenleg a számítógépek körülbelül 90%-a Windows operációs rendszert használ. Az operációs rendszerek szélesebb osztálya a szervereken való használatra készült. Az operációs rendszer ebbe az osztályába tartozik a UNIX család, a Microsoft fejlesztései (MS DOS és Windows), a Novell hálózati termékek és az IBM Corporation.

A UNIX egy többfelhasználós, többfeladatos operációs rendszer, amely meglehetősen hatékony eszközöket tartalmaz a különböző felhasználók programjainak és fájljainak védelmére. A UNIX OS gépfüggetlen, ami nagyfokú mobilitást és könnyű hordozhatóságot biztosít alkalmazási programok különféle architektúrájú számítógépeken. A UNIX család operációs rendszerének egyik fontos jellemzője a modularitás és a széles körű készlet szolgáltatási programok, amelyek lehetővé teszik a felhasználói programozók számára kedvező működési környezet kialakítását (azaz a rendszer különösen hatékony a szakemberek - alkalmazásprogramozók számára).

A verziótól függetlenül a UNIX közös jellemzője a többfelhasználós mód, amely megvédi az adatokat az illetéktelen hozzáféréstől; multitasking feldolgozás megvalósítása időmegosztási módban; a rendszer hordozhatóságát a fő rész C nyelven történő megírásával.

A UNIX hátránya a nagy erőforrás-felhasználás, a személyi számítógépeken alapuló kis egyfelhasználós rendszerek esetében pedig legtöbbször redundáns.

Általánosságban elmondható, hogy a UNIX család operációs rendszere elsősorban a nagy helyi (vállalati) és globális hálózatok, amely több ezer felhasználó munkáját egyesíti. A UNIX és annak elterjedt használata LINUX verzió az interneten érkezett, hol létfontosságú gépi függetlenséggel rendelkezik az operációs rendszertől.

Az MS DOS OS-t széles körben használták az erre épülő személyi számítógépekhez Intel processzorok 8088-80486.

Jelenleg MS DOS az irányítás személyi számítógépek gyakorlatilag nem használt. Nem szabad azonban úgy tekinteni, hogy teljesen kimerítette képességeit és elvesztette jelentőségét. Alacsony követelmények A hardver erőforrásokhoz a DOS-t ígéretesnek kell hagyni gyakorlati használat. Így 1997-ben a CaShega cég megkezdte a DR DOS (az MS DOS-hoz analóg) adaptálását a beágyazott operációs rendszerek piacára az internethez és intranet hálózatokhoz kapcsolódó kisméretű, nagy pontosságú eszközök számára. Ezek az eszközök közé tartoznak a pénztárgépek, faxok, személyi digitális asszisztensek, elektronikus jegyzetfüzetek satöbbi.

Az OS/2 operációs rendszer (Operating system/2) egy egyfelhasználós, többfeladatos operációs rendszer, egyirányú (MS DOS → OS/2) szoftver, amely kompatibilis az MS DOS-szal, és MP 80386 és újabb verziókkal való együttműködésre tervezték (IBM PC és PS). /2). Az OS/2 egyidejűleg akár 16 programot is tud futtatni (mindegyik a saját memóriaszegmensében), de ezek közül csak egy van MS DOS-ra előkészítve.

Az OS/2 fontos jellemzői a többablakos felhasználói felület jelenléte; szoftveres interfészek az adatbázis-rendszerrel való munkához; hatékony szoftveres interfészek a helyi hálózatokban végzett munkához. Az OS/2 hátrányai közé tartozik mindenekelőtt a viszonylag kis mennyiség szoftveralkalmazások máig fejlődött.

Funkciók

Főbb funkciók:

• Programkérések végrehajtása (adatbevitel és -kiadás, más programok indítása és leállítása, további memória lefoglalása és felszabadítása stb.).
a RAM-ba és azok végrehajtásába.
• Szabványos hozzáférés a perifériás eszközökhöz (bemeneti/kimeneti eszközök).
• RAM-kezelés (elosztás a folyamatok között, virtuális memória szervezése).
• A nem felejtő adathordozón (például merevlemezen, optikai lemezeken stb.) lévő adatokhoz való hozzáférés szabályozása, egy adott fájlrendszerbe rendezve.
• Felhasználói felület biztosítása.
• Információk mentése a rendszerhibákról.

További funkciók:

• Feladatok párhuzamos vagy pszeudo-párhuzamos végrehajtása (multitasking).
• A számítási rendszer erőforrásainak hatékony elosztása a folyamatok között.
• A különböző folyamatok erőforrásokhoz való hozzáférésének differenciálása.
• A megbízható számítástechnika megszervezése (az egyik számítási folyamat képtelensége arra, hogy szándékosan vagy tévedésből befolyásolja egy másik folyamat számításait) az erőforrásokhoz való hozzáférés elhatárolásán alapul.
• Folyamatok közötti kölcsönhatás: adatcsere, kölcsönös szinkronizálás.
• Magának a rendszernek, valamint a felhasználói adatoknak és programoknak a védelme a felhasználók (rosszindulatú vagy nem tudó) műveleteitől vagy alkalmazásoktól.
• Többfelhasználós működési mód és hozzáférési jogok differenciálása (lásd: hitelesítés, jogosultság).

Az operációs rendszer összetevői:

• Parancsprocesszor (tolmács)
• Eszközmeghajtók
• Felület

Koncepció

Az operációs rendszer meghatározásának két csoportja van: „hardvert vezérlő programok” és „más programokat vezérlő programok halmaza”. Mindkettőnek megvan a maga pontos technikai jelentése, ami azzal a kérdéssel kapcsolatos, hogy milyen esetekben van szükség operációs rendszerre.

Vannak olyan számítástechnikai alkalmazások, amelyekhez szükségtelen az operációs rendszer. Például beépített mikroszámítógépek sok háztartási készülékben, autóban (néha tíz darab mindegyikben), protozoákban mobiltelefonok, folyamatosan csak egy programot hajtson végre, amely bekapcsoláskor elindul. Sok egyszerű játékkonzolok- speciális mikroszámítógépeket is képviselve - megteheti operációs rendszer nélkül, a készülékbe helyezett „patronra” vagy CD-re felvett programot bekapcsolva elindítva.

Operációs rendszerre van szükség, ha:

• számítástechnikai rendszert használnak különféle feladatokat, és az ezeket a problémákat megoldó programoknak adatmentésre és adatcserére van szükségük. Ez magában foglalja egy univerzális adattárolási mechanizmus szükségességét; Az esetek túlnyomó többségében az operációs rendszer fájlrendszer-megvalósítással válaszol. A modern rendszerek azt is lehetővé teszik, hogy az egyik program kimenetét közvetlenül „kapcsolják” egy másik program bemenetéhez, megkerülve a viszonylag lassú lemezműveleteket;
• különböző programoknak ugyanazokat a rutinokat kell végrehajtaniuk. Például egy karakter egyszerű beírása a billentyűzetről és a képernyőn való megjelenítése több száz gépi parancs végrehajtását igényelheti, míg egy lemezművelet több ezer parancsot igényelhet. Annak érdekében, hogy ne kelljen minden alkalommal újraprogramozni őket, az operációs rendszerek rendszerkönyvtárakat biztosítanak a gyakran használt rutinokból (függvényekből);
• meg kell osztani a hatásköröket a programok és a rendszerhasználók között, hogy a felhasználók megvédhessék adataikat az illetéktelen hozzáféréstől, és lehetséges hiba a program nem okozott teljes gondot;
• Arra van szükség, hogy szimulálni lehessen több program „egyidejű” végrehajtását egy számítógépen (még egy olyan esetében is, amely csak egy processzort tartalmaz), az „időmegosztás” néven ismert technikával. Ebben az esetben egy speciális komponens, az ütemező, a processzor idejét rövid szegmensekre osztja, és egyenként biztosítja a különböző végrehajtó programok (folyamatok) számára;
• a kezelőnek képesnek kell lennie az egyes programok végrehajtásának valamilyen vezérlésére. Erre a célra operációs környezeteket használnak - egy shell és segédprogramok készletei -, amelyek az operációs rendszer részét képezhetik.

Így a modern univerzális operációs rendszerek mindenekelőtt a következőképpen jellemezhetők:

• fájlrendszerek használata (univerzális adatelérési mechanizmussal),
• többfelhasználós (hatalommegosztással),
• multitasking (időmegosztás).

A többfeladatos munkavégzés és a hatáskörök elosztása bizonyos jogosultságok hierarchiáját követeli meg magának az operációs rendszernek az összetevői számára. Az operációs rendszer három összetevőcsoportból áll:

• az ütemezőt tartalmazó kernel; eszköz-illesztőprogramok, amelyek közvetlenül vezérlik a hardvert; hálózati alrendszer, fájlrendszer;

A legtöbb program, mind a rendszer (az operációs rendszer része), mind az alkalmazás a processzor nem privilegizált („felhasználói”) módjában fut, és hozzáfér a hardverhez (és ha szükséges, más kernel erőforrásokhoz is) más programok erőforrásaiként) csak rendszerhívásokon keresztül. A kernel privilegizált módban fut: ebben az értelemben a rendszer (pontosabban a kernel) vezérli a hardvert.

Az operációs rendszer összetételének meghatározásánál fontos a működési integritás (zártság) kritériuma: a rendszernek lehetővé kell tennie összetevőinek teljes körű használatát (beleértve a módosítást is). Ezért a teljes operációs rendszer egy sor eszközt is tartalmaz (a szövegszerkesztők fordítókhoz, hibakeresőkhöz és linkerekhez).

Mag

A kernel az operációs rendszer központi része, amely a folyamatok végrehajtását irányítja, a rendszer erőforrásait számítja ki, és koordinált hozzáférést biztosít a folyamatokhoz ezekhez az erőforrásokhoz. A fő erőforrások a CPU-idő, a memória és a bemeneti/kimeneti eszközök. A fájlrendszer elérése és a hálózati kommunikáció is megvalósítható kernel szinten.

Az operációs rendszer alapvető elemeként a kernel a leginkább alacsony szint absztrakciók az alkalmazások számára, hogy hozzáférjenek a működésükhöz szükséges számítási rendszer erőforrásokhoz. Általában a kernel ilyen hozzáférést biztosít a megfelelő alkalmazások végrehajtási folyamataihoz a folyamatok közötti kommunikációs mechanizmusok és az operációs rendszer rendszerhívások alkalmazáshívásai révén.

A leírt feladat a kernelarchitektúra típusától és megvalósítási módjától függően változhat.

Kötegelt mód

A költséges számítási erőforrások optimális felhasználásának igénye a programvégrehajtás „kötegelt mód” koncepciójának megjelenéséhez vezetett. A kötegelt mód feltételezi a programok sorának jelenlétét a végrehajtáshoz, és a rendszer biztosítani tudja, hogy a programok külső adathordozóról betöltődnek a RAM-ba anélkül, hogy megvárnák az előző program végrehajtását, amivel elkerülhető a processzor leállása.

Időmegosztás és multitasking

Már a kötegelt mód a kifejlesztett változatában is megköveteli a processzoridő felosztását több program végrehajtása között.

Az időmegosztás (multitasking, multiprograming) igénye a teletípusok (később a katódsugár-kijelzővel ellátott terminálok) bemeneti/kimeneti eszközként való elterjedésével (1960-as évek) még erősebbé vált. Mivel a kezelő által az adatok billentyűzettel történő bevitelének (sőt a képernyőről történő olvasásának) sebessége sokkal kisebb, mint az adatok számítógép általi feldolgozásának sebessége, a számítógép „exkluzív” üzemmódban történő használata (egy kezelővel) leálláshoz vezethet. költséges számítási erőforrások.

Az időmegosztás lehetővé tette a "többfelhasználós" rendszerek létrehozását, amelyekben egy (általában) központi processzor és RAM blokk csatlakozott számos terminálhoz. Ebben az esetben néhány feladat (például adatok bevitele vagy szerkesztése a kezelő által) párbeszédpanel módban, más feladatok (például tömeges számítások) pedig kötegelt módban hajthatók végre.

A hatáskörök szétválasztása

A többfelhasználós rendszerek elterjedése megkövetelte a hatalmi ágak szétválasztásának problémáját, ami lehetővé teszi annak lehetőségét, hogy a számítógép memóriájában lévő egyik program futtatható programját vagy adatait egy másik program (szándékosan vagy véletlenül) megváltoztassa, mivel valamint magát a rendszert módosítja egy alkalmazási programmal.

A hatalmi ágak szétválasztásának megvalósítását az operációs rendszerekben támogatták a processzorfejlesztők, akik két processzorműködési móddal rendelkező architektúrákat javasoltak - „valós” (amelyben a számítógép teljes címtere a végrehajtó program rendelkezésére áll) és „védett” (azaz amelyek a címtér elérhetősége a program végrehajtásának indulásakor lefoglalt tartományra korlátozódik).

Valós idő

Az univerzális számítógépek használata a termelési folyamatok vezérlésére megkövetelte a „valós idejű” („valós idejű”) megvalósítását - a programvégrehajtás külső fizikai folyamatokkal való szinkronizálását.

A valós idejű funkcionalitás beépítése lehetővé tette a termelési folyamatokat egyidejűleg kiszolgáló és egyéb problémák megoldását szolgáló megoldások létrehozását (kötegelt és/vagy időmegosztásos módban).

Fájlrendszerek és struktúrák

A szekvenciális hozzáférésű adathordozók (lyukszalagok, lyukkártyák és mágnesszalagok) fokozatos cseréje véletlen hozzáférésű meghajtókra (mágneses lemezek).

A fájlrendszer az adatok külső tárolóeszközökön való tárolásának módja.

Meglévő operációs rendszerek

UNIX, operációs rendszer szabványosítás és POSIX

Az implementációk versenyképességének köszönhetően a UNIX architektúra először de facto iparági szabvánnyá vált, majd jogi szabvány - ISO/IEC 9945 (POSIX) státuszt kapott.

Csak az egységes UNIX specifikációnak megfelelő rendszerek viselhetik a UNIX nevet. Ezek közé tartozik az AIX, HP-UX, IRIX, Mac OS X, SCO OpenServer, Solaris, Tru64 és z/OS.

A POSIX szabványt követő vagy arra támaszkodó operációs rendszereket „POSIX-kompatibilisnek” nevezik (a gyakrabban használt „UNIX-szerű” vagy „UNIX család”, de ez ütközik a „UNIX” védjegy státuszával, amely a Nyitott csoport, és csak a szabványt szigorúan követő operációs rendszerek megjelölésére fenntartva). A szabványnak való megfelelés tanúsítása díjköteles, ami azt jelenti, hogy egyes rendszerek nem estek át ezen a folyamaton, de önmagában POSIX-kompatibilisnek minősülnek.

A UNIX-szerű operációs rendszerek azon alapulnak legújabb verzió A Bell Labs (System V) által kiadott UNIX a Berkeley Egyetem fejlesztésein (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), Solaris (OpenSolaris, BeleniX, Nexenta), valamint Linux alapú, segédprogramok és könyvtárak tekintetében a GNU projekt és a kernel szempontjából – Linus Torvalds által vezetett közösség.

Az operációs rendszerek szabványosításának célja, hogy a számítógépes rendszer vagy hálózat fejlesztése során leegyszerűsítse magának a rendszernek vagy berendezésnek a cseréjét, valamint egyszerűsítse az alkalmazásszoftverek átvitelét (a szabvány szigorú betartása a programok teljes szintű kompatibilitását feltételezi forrásszöveg; A szabvány profilozása és fejlesztése miatt néhány változtatás még szükséges, de egy program átvitele a POSIX-kompatibilis rendszerek között nagyságrendekkel olcsóbb, mint az alternatívák között), valamint a felhasználói élmény folyamatossága.

E szabvány létezésének legszembetűnőbb hatása az internet hatékony elterjedése volt a 90-es években.

UNIX utáni architektúra

A UNIX-ot létrehozó csapat kidolgozta az operációs rendszer-objektumok egységesítésének koncepcióját, amely az eredeti UNIX-koncepcióban „az eszköz egyben fájl is” magában foglalja a folyamatokat és minden más rendszer-, hálózati és alkalmazásszolgáltatást is, új koncepciót alkotva: „bármi fájl ”. Ez a koncepció lett a Plan 9 rendszer egyik fő alapelve (a nevet Edward Wood Jr. Plan 9 of Outer Space című tudományos-fantasztikus thrilleréből kölcsönözte), amelynek célja a UNIX tervezés alapvető hibáinak kiküszöbölése és az igásló helyébe lépett. UNIX System V a Bell Labs hálózat számítógépein 1992-ben.

Amellett, hogy az összes rendszerobjektumot fájlok formájában implementálták, és minden számítógépes hálózati terminálhoz (névtérhez) egyetlen személyes térben helyezték el, más UNIX architektúra megoldásokat is felülvizsgáltak. Például a 9. tervben nem szerepel a „szuperfelhasználó” fogalma, és ennek megfelelően a rendszerben a szuperfelhasználói jogok illegális megszerzésével kapcsolatos biztonsági megsértések kizártak. Az információk megjelenítésére (tárolására, cseréjére) Rob Pike és Ken Thompson kifejlesztette az univerzális UTF-8 kódolást, amely mára de facto szabvánnyá vált. A fájlok eléréséhez egyetlen univerzális 9P protokollt használnak a hálózaton keresztül, amely a hálózati protokollon (TCP vagy UDP) dolgozik. Így nincs hálózat az alkalmazásszoftverekhez - hozzáférés a helyi és törölt fájlok egyenruha. A 9P egy bájt-orientált protokoll, ellentétben más hasonló, blokkorientált protokollokkal. Ez is a koncepció eredménye: bájtonkénti hozzáférés az egyesített fájlokhoz, és nem blokkonkénti hozzáférés a technológia fejlődésével erősen változó eszközökhöz. Az objektumokhoz való hozzáférés szabályozásához nincs szükség más megoldásra, mint az operációs rendszerben már meglévő fájlhozzáférés-szabályozásra. A tárolórendszer új koncepciója megkímélte a rendszergazdát az archívum-karbantartás fárasztó munkájától és a várakozástól modern rendszerek fájl verziószámítás.

A UNIX-alapú vagy az általa ihletett operációs rendszerek, például a teljes BSD család és a GNU/Linux rendszerek fokozatosan átvették az új ötleteket a Bell Labstól. Talán ezeknek az új ötleteknek nagy jövője van, és az informatikai fejlesztők elismerése.

Új fogalmakat használt Rob Pike az Infernóban.

Lásd még

Megjegyzések

Irodalom

• Gordeev A.V. Operációs rendszerek: Tankönyv egyetemek számára. - 2. kiadás - Szentpétervár. : Péter, 2007. - 416 p. - ISBN 978-5-94723-632-3
• Denning P.J., Brown R.L. OS // Modern számítógép. - M., 1986.
• Irtegov D. V. Bevezetés az operációs rendszerekbe. - 2. kiadás - Szentpétervár. : BHV-SPb, 2007. - ISBN 978-5-94157-695-1
• Kernighan B.W., Pike R.W. UNIX- univerzális környezet programozás = A UNIX programozási környezet. - M., 1992.
• Olifer V. G., Olifer N. A. Hálózati operációs rendszerek. - Szentpétervár. : Péter, 2002. - 544 p. - ISBN 5-272-00120-6
• Stallings W. Operációs rendszerek = Operating Systems: Internals and Design Principles. - M.: Williams, 2004. - 848 p. - ISBN 0-1303-1999-6
• Tanenbaum E.S. Többszintű számítógépes szervezet = Structured Computer Organization. - M.: Mir, 1979. - 547 p.
• Tanenbaum E.S. Modern operációs rendszerek = Modern Operating Systems. - 2. kiadás - Szentpétervár. : Péter, 2005. - 1038 p. - ISBN 5-318-00299-4
• Tanenbaum E.S., Woodhull A.S. OS. Fejlesztés és megvalósítás = Operációs rendszerek: Tervezés és megvalósítás. - 3. kiadás - Szentpétervár. : Péter, 2007. - 704 p. - ISBN 978-5-469-01403-4
• Shaw A. Az operációs rendszerek logikai tervezése = The Logical Design of Operating Systems. - M.: Mir, 1981. - 360 p.
• Raymond E.S. A UNIX programozás művészete = The Art of UNIX Programming. - M.: Williams, 2005. - 544 p. - ISBN 5-8459-0791-8
• Mark G. Sobell. UNIX System V. Gyakorlati útmutató. - 3. kiadás - 1995.

Linkek

• operációs rendszer az Open Directory Project hivatkozási könyvtárában (dmoz).
• Otstavnov M.E. Ingyenes szoftver az iskolában. Ingyenes szoftver iskolai használatra (2003).(elérhetetlen link - sztori) Letöltve: 2010. április 16.