Deci, ce este un sistem de operare pe un computer? OS este cel mai important lucru software, care rulează pe un computer. Gestionează memoria, procesele și tot software-ul și hardware-ul. Putem spune că sistemul de operare este o punte între un computer și o persoană. Pentru că fără un sistem de operare, un computer este inutil.

Apple Mac OS X

Mac OS este o linie de sisteme de operare create de Apple. Vine preinstalat pe toate computerele Macintosh sau Mac noi. Cele mai recente versiuni ale acestui sistem de operare sunt cunoscute ca OS X. Și anume Yosetime(lansat în 2014), Mavericks (2013), Munte Leu (2012), Leu(2011) și Arată Leopard(2009). De asemenea este si Mac OS X Server, care este conceput pentru a rula pe servere.

Conform statisticilor generale de la StatCounter Global Stats, procentul de utilizatori Mac OS X este de 9,5% din piața sistemului de operare, în septembrie 2014. Acesta este mult mai mic decât procentul utilizatorii de Windows(aproape 90% ). Unul dintre motivele pentru aceasta este că Calculatoare Apple foarte scump.

Linux

Linux este o familie de sisteme de operare open-source cod sursa. Aceasta înseamnă că pot fi modificate (schimbate) și distribuite de oricine din întreaga lume. Acest lucru face ca acest sistem de operare să fie foarte diferit de altele, cum ar fi Windows, care poate fi modificat și distribuit doar de proprietar (Microsoft). Avantajele Linuxului sunt că este gratuit și sunt multe versiuni diferite a alege din. Fiecare versiune are propria sa aspect, iar cele mai populare dintre ele sunt Ubuntu, MentăȘi Fedora.

Linux este numit după Linus Torvalds, care a pus bazele pentru Linux în 1991.

Conform statisticilor generale de la StatCounter Global Stats, procentul utilizatorii Linux reprezintă mai puțin de 2% din piața sistemelor de operare, din septembrie 2014. Cu toate acestea, datorită flexibilității și ușurinței configurării, majoritatea serverelor rulează pe Linux.

Sisteme de operare pentru dispozitive mobile

Toate sistemele de operare despre care am vorbit mai sus sunt concepute pentru desktop și computere laptop, cum ar fi un laptop. Există sisteme de operare care sunt concepute special pentru dispozitive mobile, cum ar fi telefoanele și playerele MP3, de exemplu, Apple, iOS, Windows PhoneȘi Google Android.În imaginea de mai jos puteți vedea Apple iOS rulând pe un iPad.

Desigur, acestea nu sunt la fel de funcționale ca sistemele de operare ale computerelor, dar sunt încă capabile să îndeplinească multe sarcini de bază. De exemplu, vizionarea de filme, navigarea pe internet, rularea de aplicații, jocuri etc.

Asta e tot. Lasa in comentarii ce sistem de operare folosesti si de ce iti place

Sisteme de operare: scop și funcții principale

Conceptul de sistem de operare

Sistemul de operare (OS) este un set de programe care asigură interacțiunea tuturor părților hardware și software ale computerului între ele și interacțiunea dintre utilizator și computer.

Sistemul de operare asigură funcționarea holistică a tuturor componentelor computerului și, de asemenea, oferă utilizatorului acces la capabilitățile hardware ale computerului. sistem de operare este o componentă de bază și necesară a software-ului de calculator; fără ea, un computer nu poate funcționa în principiu.

Compoziția OS

Structura sistemului de operare constă din următoarele module:

modul de bază (nucleul sistemului de operare)- gestionează funcționarea programelor și a sistemului de fișiere, asigură accesul la acesta și schimbul de fișiere între dispozitivele periferice;

T.e. traduce comenzi dintr-un limbaj de program într-un limbaj „cod mașină” pe care un computer îl poate înțelege

procesor de comenzi- descifrează și execută comenzile utilizatorului primite în primul rând prin tastatură;

T.e. cere utilizatorului comenzi și le execută. Utilizatorul poate da, de exemplu, o comandă pentru a efectua o operațiune asupra fișierelor (copiere, ștergere, redenumire), o comandă pentru a tipări un document etc.

drivere periferice- software-ul asigură consecvența între funcționarea acestor dispozitive și procesor (fiecare dispozitiv periferic procesează informația diferit și într-un ritm diferit);

T.e. programe speciale care asigură controlul funcționării dispozitivelor și coordonarea schimbului de informații cu alte dispozitive. Fiecare dispozitiv are propriul driver.

programe de servicii suplimentare(utilități) - fac procesul de comunicare dintre utilizator și computer convenabil și versatil

acestea. Astfel de programe vă permit să întrețineți discuri, să efectuați operațiuni cu fișiere, să lucrați în rețele de calculatoare etc.

Scopul sistemului de operare

Sistemul de operare este conceput pentru a rezolva următoarele sarcini:

întreținere hardware de calculator;

crearea unui mediu de lucru și a unei interfețe cu utilizatorul;

executarea comenzilor utilizatorului și a instrucțiunilor de program;

organizarea intrărilor/ieșirilor, stocarea informațiilor și

gestionarea fișierelor și a datelor.

Conform definiției, toate sarcinile rezolvate de sistemul de operare pot fi împărțite în două grupuri:

furnizarea utilizatorului sau programatorului, în loc de hardware-ul computerului real, cu o mașină virtuală extinsă (adică, nu chiar existentă), cu care este mai convenabil să lucrezi și mai ușor de programat;

creşterea eficienţei utilizării unui calculator prin gestionarea raţională a resurselor acestuia în conformitate cu un anumit criteriu.

Caracteristicile sistemului de operare

Functii principale:

Efectuarea, la cererea programelor, a acelor acțiuni destul de elementare (de nivel scăzut) care sunt comune majorității programelor și se regăsesc adesea în aproape toate programele (intrare și ieșire de date, pornirea și oprirea altor programe, alocarea și eliberarea memoriei suplimentare etc. .).

Acces standardizat la dispozitiv periferic(dispozitive de intrare/ieșire).

Managementul RAM (distribuirea între procese, organizarea memoriei virtuale).

Controlul accesului la date pe medii nevolatile (cum ar fi HDD, discuri optice etc.), organizate într-una sau alta Sistemul de fișiere.

Securitate interfața cu utilizatorul.

Operațiuni de rețea, suport pentru stiva de protocoale de rețea.

Funcții suplimentare:

Execuția paralelă sau pseudo-paralelă a sarcinilor (multitasking).

Distribuția eficientă a resurselor sistemului de calcul între procese.

Diferențierea accesului diferitelor procese la resurse.

Organizarea calculului fiabil (incapacitatea unui proces de calcul de a influența intenționat sau eronat calculele dintr-un alt proces) se bazează pe delimitarea accesului la resurse.

Interacțiunea dintre procese: schimb de date, sincronizare reciprocă.

Protejarea sistemului în sine, precum și a datelor și a programelor utilizatorului, de acțiunile utilizatorilor (răuțioase sau neștiutoare) sau ale aplicațiilor.

Modul de operare multi-utilizator și diferențierea drepturilor de acces.

Evoluția sistemelor de operare și a ideilor de bază

Predecesorul sistemului de operare ar trebui să fie considerat programe utilitare (bootloadere și monitoare), precum și biblioteci de rutine utilizate frecvent, care au început să fie dezvoltate odată cu apariția computerelor universale. 1-a generație(sfârșitul anilor 1940). Utilitățile au minimizat manipularea fizică a echipamentului de către operator, iar bibliotecile au făcut posibilă evitarea programării repetate a acelorași acțiuni (efectuarea operațiunilor I/O, calcularea funcțiilor matematice etc.).

În anii 1950-60 s-au format și implementat principalele idei care au determinat funcționalitatea sistemului de operare: modul batch, partajarea timpului și multitasking, separarea puterilor, timp real, structuri de fișiereși sisteme de fișiere.

Un sistem de operare (OS) este un program care acționează ca intermediar între utilizator și computer.

OS acționând ca intermediar, servește la două scopuri: să folosească eficient resurse informaticeși să creeze condiții pentru munca eficienta utilizator.

Următoarele sunt de obicei considerate resurse de calculator:

• - timpul de functionare procesor;
• - spatiu de adrese din memoria principala;
• - echipamente de intrare-ieșire;
• - fișiere stocate în memorie externa.

Funcționarea computerului după pornirea alimentării începe cu lansarea programului de pornire. Acest program inițializează hardware-ul principal al computerului și apoi încarcă nucleul sistemului de operare.

Ulterior, sistemul de operare reacționează la evenimentele care apar în sistem, atât software, cât și hardware, și cheamă modulele responsabile de execuția lor.

Sistemul de operare este atât un mediu de organizare a muncii utilizatorului, cât și un mediu de execuție și interacțiune a diferitelor programe.

ÎN funcțiile sistemului de operare include:

• - realizarea unui dialog cu utilizatorul;
• - gestionarea input-output si a datelor;
• - planificarea si organizarea procesului de procesare a programului;
• - distribuția resurselor ( memorie cu acces aleatorși cache, procesor, dispozitive externe);
• - lansarea programelor pentru executie;
• - tot felul de operatii auxiliare de intretinere;
• - transferul de informații între diferiți dispozitive interne;
• - suport software pentru funcționarea dispozitivelor periferice (display, tastatură, unități de disc, imprimantă etc.).
• - organizarea unui mediu de interacțiune și schimb de informații între programele care rulează.

Sistemul de operare poate fi numit o extensie software a dispozitivului de control al computerului. Sistemul de operare ascunde de utilizator detalii complexe de interacțiune cu hardware-ul, formând un strat între ele.

În funcție de numărul de sarcini procesate simultan și de numărul de utilizatori pe care sistemul de operare îi poate servi, există principalele clase de sisteme de operare:

• -un singur utilizator o singură sarcină, care poate rula doar pe un singur computer, poate deservi un singur utilizator și poate funcționa cu un singur (în acest moment) sarcină. Momentan practic nu este folosit;
• - multitasking pentru un singur utilizator, sau desktop. care oferă unui utilizator lucrul simultan cu mai multe sarcini.
• - multi-utilizator multitasking sau cele de server. Permiterea mai multor sarcini să fie executate de mai mulți utilizatori pe un singur computer. Aceste sisteme de operare sunt cele mai complexe și necesită resurse semnificative ale mașinii.

În prezent, cel mai comun sistem de operare pe computere este sistem Windows Compania Microsoft. Numărul vândute copii ale Windows măsurată în sute de milioane.

Sistemul de operare și tipurile acestora. caracteristici generaleși tehnici de lucru în mediul OS

Un sistem de operare (OS) este o parte integrantă a software-ului care controlează hardware-ul computerului. OS este un program care coordonează acțiunile unui computer; programele sunt executate sub controlul acestuia.

Principalele funcții ale sistemului de operare:

1. Schimb de date între computer și diverse dispozitive periferice (terminale, imprimante, dischete, hard disk-uri etc.). Acest schimb de date se numește „intrare/ieșire de date”.

2. Furnizarea unui sistem de organizare și stocare a fișierelor.

4. Organizarea unui dialog cu utilizatorul.

Un sistem de operare este un complex de programe de sistem interconectate, al căror scop este de a organiza interacțiunea utilizatorului cu computerul și execuția tuturor celorlalte programe.

Compoziția sistemului de operare.

Structura sistemului de operare constă din următoarele module:

Modul de bază (kernel OS) - controlează funcționarea programului și a sistemului de fișiere, oferă acces la acesta și schimb de fișiere între dispozitivele periferice;

Procesor de comenzi - descifrează și execută comenzile utilizatorului primite în primul rând prin tastatură;

Drivere pentru dispozitive periferice - software-ul asigură coerența între funcționarea acestor dispozitive și procesor (fiecare dispozitiv periferic procesează informațiile diferit și într-un ritm diferit);

Programe de servicii suplimentare (utilități) - fac procesul de comunicare între utilizator și computer convenabil și versatil.

. Fișierele care compun sistemul de operare sunt stocate pe disc, motiv pentru care sistemul se numește sistem de operare pe disc (DOS). Se știe că pentru ca acestea să poată fi executate, programele - și deci fișierele OS - trebuie să fie localizate în memoria cu acces aleatoriu (RAM). Cu toate acestea, pentru a scrie sistemul de operare în RAM, trebuie să rulați un program de pornire, care nu este în RAM imediat după pornirea computerului. Calea de ieșire din această situație este încărcarea secvenţială, pas cu pas, a sistemului de operare în RAM.

Prima etapă de încărcare a sistemului de operare. ÎN unitate de sistem Computerul conține un dispozitiv de memorie doar pentru citire (ROM, memorie doar pentru citire, ROM-Read Only Memory - memorie cu acces doar pentru citire), care conține programe pentru testarea blocurilor computerului și prima etapă de încărcare a sistemului de operare. Ele încep să se execute cu primul impuls de curent când computerul este pornit. În această etapă, procesorul accesează discul și verifică prezența unui program foarte mic - încărcătorul de pornire - într-un anumit loc (la începutul discului). Dacă acest program este detectat, este citit în RAM și controlul este transferat acestuia.

A doua etapă de încărcare a sistemului de operare. Programul bootloader, la rândul său, caută pe disc modulul de bază al sistemului de operare, își rescrie memoria și îi transferă controlul.

A treia etapă de încărcare a sistemului de operare. Modulul de bază include un bootloader principal care caută alte module OS și le citește în RAM. După ce sistemul de operare a terminat de încărcat, controlul este transferat procesorului de comenzi și pe ecran apare o solicitare de sistem pentru introducerea unei comenzi de utilizator.

Rețineți că modulul de bază al sistemului de operare și procesorul de comandă trebuie să fie în RAM în timp ce computerul rulează. Prin urmare, nu este nevoie să încărcați toate fișierele OS în RAM în același timp. Driverele de dispozitiv și utilitățile pot fi încărcate în RAM după cum este necesar, reducând cantitatea necesară de RAM alocată software-ului de sistem.

Prima sarcină a sistemului de operare este de a organiza comunicarea, comunicarea între utilizator și computer în ansamblu și dispozitivele sale individuale. O astfel de comunicare se realizează folosind comenzi pe care o persoană le comunică sistemului de operare într-o formă sau alta. În versiunile timpurii ale sistemelor de operare, astfel de comenzi erau pur și simplu introduse de la tastatură într-o linie specială. Ulterior, au fost create programe - shell-uri OS care vă permit să comunicați nu numai cu sistemul de operare, nu numai în limbajul de comandă text, ci folosind meniuri (inclusiv cele pictografice) sau manipulări cu obiecte grafice.

A doua sarcină a sistemului de operare este de a organiza interacțiunea tuturor blocurilor computerului în timpul execuției programului pe care utilizatorul l-a atribuit pentru a rezolva problema. În special, sistemul de operare organizează și monitorizează plasarea în RAM și disc a datelor necesare funcționării programului, asigură conectarea în timp util a dispozitivelor computerizate la cererea programului etc.

A treia sarcină a sistemului de operare este de a furniza așa-numitul funcționarea sistemului, care poate fi necesar să fie efectuat pentru utilizator. Aceasta include verificarea, „tratarea” și formatarea discului, ștergerea și restaurarea fișierelor, organizarea sistemului de fișiere etc. De obicei, o astfel de muncă este efectuată folosind programe speciale, inclus în sistemul de operare și numit utilitare.

Sistemul de operare acționează ca o legătură între hardware-ul computerului, pe de o parte, și programele executate, precum și utilizator, pe de altă parte.

Sistemul de operare este de obicei stocat în memoria externă a computerului - pe disc. Când porniți computerul, acesta este citit din memorie pe discși se află în RAM.

Acest proces se numește încărcarea sistemului de operare.

Caracteristicile sistemului de operare includ:

Realizarea unui dialog cu utilizatorul;

I/O și gestionarea datelor;

Planificarea si organizarea procesului de procesare a programului;

Distribuirea resurselor (RAM, procesor, dispozitive externe);

Lansarea programelor pentru execuție;

Toate tipurile de operațiuni auxiliare de întreținere;

Transfer de informații între diverse dispozitive interne;

Suport software pentru dispozitive periferice (afișaj, tastatură, imprimantă etc.).

Sistemul de operare poate fi numit o extensie software a dispozitivului de control al computerului.

În funcție de numărul de sarcini procesate simultan și de numărul de utilizatori pe care sistemul de operare îi poate servi, există patru clase principale de sisteme de operare:

1.single-user single-tasking, care acceptă o singură tastatură și poate lucra cu o singură sarcină (în acest moment);

2. un singur utilizator, o singură sarcină cu imprimare în fundal, care permit, pe lângă sarcina principală, lansarea unei sarcini suplimentare, de obicei axată pe tipărirea informațiilor.

3.single-user multitasking, care oferă unui utilizator procesarea paralelă a mai multor sarcini.

4.multi-user multitasking, permițând mai multor utilizatori să execute mai multe sarcini pe un singur computer.

Un sistem de operare pentru un computer personal orientat pentru uz profesional ar trebui să conțină următoarele componente principale:

programe de control I/O;

Programe care gestionează sistemul de fișiere și programează sarcini pentru computer;

Un procesor cu limbaj de comandă care acceptă, analizează și execută comenzi adresate sistemului de operare.

Fiecare sistem de operare are propriul limbaj de comandă, care permite utilizatorului să efectueze anumite acțiuni:

Accesați catalogul;

Marcați mediile externe;

Lansarea programelor;

Și alte acțiuni.

Analiza și execuția comenzilor utilizatorului, inclusiv încărcarea programelor gata făcute din fișiere în RAM și lansarea acestora, este efectuată de procesorul de comandă al sistemului de operare.

O clasă importantă de programe de sistem sunt driverele de dispozitiv.

Pentru condus dispozitive externe Computerul folosește programe speciale de sistem - drivere. Se formează împreună driverele de dispozitiv standard sistem de bază intrare/ieșire (BIOS), care este de obicei stocat în memoria permanentă a computerului.

Programele de sistem includ adesea instrumente antivirus, programe de arhivare a fișierelor etc.

A doua clasă de programe sunt programe de aplicație. Nu există un punct de vedere unic despre programele care aparțin acestei clase. De obicei, un program de aplicație este orice program care permite utilizatorului să rezolve o anumită clasă de probleme fără programare.

Sistemul de operare își face față cu brio responsabilităților. În practică, unul dintre principalele avantaje ale utilizării unui sistem de operare este că este ușor de înțeles, în ciuda complexității sale funcționale.

În prezent, aproximativ 90% dintre computere folosesc sistemul de operare Windows. O clasă mai largă de sisteme de operare este vizată pentru utilizare pe servere. Această clasă de sisteme de operare include familia UNIX, dezvoltări Microsoft (MS DOS și Windows), produse de rețea Novell și IBM Corporation.

UNIX este un sistem de operare multi-utilizator, multitasking, care include mijloace destul de puternice de protejare a programelor și fișierelor diferiților utilizatori. Sistemul de operare UNIX este independent de mașină, ceea ce asigură o mobilitate ridicată a sistemului de operare și o portabilitate ușoară programe de aplicație pe calculatoare de diferite arhitecturi. O caracteristică importantă a sistemului de operare al familiei UNIX este modularitatea și setul extins de programe de service, care fac posibilă crearea unui mediu de operare favorabil pentru programatorii utilizatori (adică, sistemul este deosebit de eficient pentru specialiști - programatori de aplicații).

Indiferent de versiune, caracteristicile comune ale UNIX sunt un mod multi-utilizator cu mijloace de protejare a datelor de accesul neautorizat; implementarea procesării multitasking în modul de partajare a timpului; portabilitatea sistemului prin scrierea părții principale în limbaj C.

Dezavantajul UNIX este consumul mare de resurse, iar pentru sistemele mici cu un singur utilizator bazate pe computere personale este cel mai adesea redundant.

În general, sistemul de operare al familiei UNIX vizează în primul rând marile locale (corporate) și rețele globale, unind munca a mii de utilizatori. Utilizarea pe scară largă a UNIX și a acestuia versiunea LINUX primite pe Internet, unde o importanță vitală are independență de mașină față de sistemul de operare.

Sistemul de operare MS DOS a fost utilizat pe scară largă pentru computerele personale construite pe bază procesoare Intel 8088-80486.

În prezent, MS DOS pentru control calculatoare personale practic nu este folosit. Cu toate acestea, nu trebuie considerat că și-a epuizat complet capacitățile și și-a pierdut relevanța. Cerințe scăzute la resursele hardware lasă DOS promițător pentru uz practic. Astfel, în 1997, compania CaShega a început să lucreze la adaptarea DR DOS (analog cu MS DOS) la piața sistemelor de operare încorporate pentru dispozitive mici de înaltă precizie conectate la internet și rețelele intranet. Aceste dispozitive includ case de marcat, faxuri, asistenți digitali personali, electronice caiete si etc.

Sistemul de operare OS/2 (Sistem de operare/2) este un sistem de operare multitasking, unidirecțional (MS DOS → OS/2) compatibil cu MS DOS și proiectat să funcționeze cu MP 80386 și versiuni ulterioare (IBM PC și PS). /2). OS/2 poate executa simultan până la 16 programe (fiecare dintre ele în propriul segment de memorie), dar printre ele există doar unul pregătit pentru MS DOS.

Caracteristicile importante ale OS/2 sunt prezența unei interfețe de utilizator cu mai multe ferestre; Interfete software pentru lucrul cu sistemul de baze de date; interfețe software eficiente pentru lucrul în rețelele locale. Dezavantajele OS/2 includ, în primul rând, volumul relativ mic aplicații software dezvoltate până în prezent.

Funcții

Functii principale:

• Executarea cererilor de program (intrare și ieșire de date, pornirea și oprirea altor programe, alocarea și eliberarea memoriei suplimentare etc.).
în RAM și execuția lor.
• Acces standardizat la dispozitivele periferice (dispozitive de intrare/ieșire).
• Managementul RAM (distribuirea între procese, organizarea memoriei virtuale).
• Controlul accesului la date de pe medii nevolatile (cum ar fi hard disk, discuri optice etc.), organizate într-un anumit sistem de fișiere.
• Furnizarea unei interfețe cu utilizatorul.
• Salvarea informațiilor despre erorile de sistem.

Funcții suplimentare:

• Execuția paralelă sau pseudo-paralelă a sarcinilor (multitasking).
• Distribuția eficientă a resurselor sistemului de calcul între procese.
• Diferențierea accesului diferitelor procese la resurse.
• Organizarea calculului fiabil (incapacitatea unui proces de calcul de a influența intenționat sau eronat calculele dintr-un alt proces) se bazează pe delimitarea accesului la resurse.
• Interacțiunea dintre procese: schimb de date, sincronizare reciprocă.
• Protejarea sistemului în sine, precum și a datelor și a programelor utilizatorului, de acțiunile utilizatorilor (răuțioase sau neștiutoare) sau ale aplicațiilor.
• Modul de operare multi-utilizator și diferențierea drepturilor de acces (vezi: autentificare, autorizare).

Componentele sistemului de operare:

• Procesor de comandă (interpret)
• Drivere de dispozitiv
• Interfață

Concept

Există două grupuri de definiții ale unui sistem de operare: „un set de programe care controlează hardware-ul” și „un set de programe care controlează alte programe”. Ambele au semnificația lor tehnică precisă, care este legată de întrebarea în ce cazuri este necesar un sistem de operare.

Există aplicații de calcul pentru care sistemele de operare nu sunt necesare. De exemplu, microcalculatoare încorporate conținute în multe aparate de uz casnic, mașini (uneori zece în fiecare), protozoare celulare, executați în mod constant un singur program care pornește când este pornit. Multe sunt simple console de jocuri- reprezentând și microcalculatoare specializate - se poate face fără un sistem de operare, lansând un program înregistrat pe un „cartuș” sau CD introdus în dispozitiv atunci când este pornit.

Sunt necesare sisteme de operare dacă:

• sistemul de calcul este utilizat pentru diverse sarcini, iar programele care rezolvă aceste probleme trebuie să salveze și să facă schimb de date. Aceasta implică necesitatea unui mecanism universal de stocare a datelor; În marea majoritate a cazurilor, sistemul de operare răspunde cu o implementare a unui sistem de fișiere. Sistemele moderne oferă, de asemenea, capacitatea de a „lega” direct ieșirea unui program la intrarea altuia, ocolind operațiunile relativ lente de pe disc;
• diferite programe trebuie să execute aceleași rutine. De exemplu, simpla introducere a unui caracter de la tastatură și afișarea lui pe ecran poate necesita executarea a sute de comenzi ale mașinii, în timp ce o operație pe disc poate necesita mii. Pentru a evita nevoia de a le reprograma de fiecare dată, sistemele de operare oferă biblioteci de sistem cu rutine (funcții) utilizate frecvent;
• este necesar să se distribuie puterile între programe și utilizatorii sistemului, astfel încât utilizatorii să își poată proteja datele de accesul neautorizat și posibilă eroare programul nu a cauzat probleme totale;
• Este nevoie de capacitatea de a simula execuția „simultană” a mai multor programe pe un singur computer (chiar și unul care conține un singur procesor), realizată folosind o tehnică cunoscută sub numele de „time sharing”. În acest caz, o componentă specială, numită planificator, împarte timpul procesorului în segmente scurte și le furnizează unul câte unul diferitelor programe (procese) care se execută;
• operatorul trebuie să fie capabil să controleze cumva execuţia programelor individuale. În acest scop, sunt folosite medii de operare - un shell și seturi de utilități - acestea pot face parte din sistemul de operare.

Astfel, sistemele de operare universale moderne pot fi caracterizate, în primul rând, ca:

• folosind sisteme de fișiere (cu un mecanism universal de acces la date),
• multi-utilizator (cu separare a puterilor),
• multitasking (time sharing).

Multitasking-ul și distribuirea puterilor necesită o anumită ierarhie de privilegii pentru componentele sistemului de operare în sine. Sistemul de operare este format din trei grupuri de componente:

• nucleul care conține planificatorul; drivere de dispozitiv care controlează direct hardware-ul; subsistem de rețea, sistem de fișiere;

Majoritatea programelor, atât de sistem (parte a sistemului de operare), cât și de aplicație, sunt executate în modul neprivilegiat („utilizator”) al procesorului și au acces la hardware (și, dacă este necesar, la alte resurse ale nucleului, de asemenea ca resurse ale altor programe) numai prin apeluri de sistem. Nucleul rulează în modul privilegiat: în acest sens sistemul (mai precis, nucleul său) controlează hardware-ul.

În determinarea compoziției unui sistem de operare, criteriul integrității operaționale (închidere) este important: sistemul trebuie să permită utilizarea integrală (inclusiv modificarea) componentelor sale. Prin urmare, sistemul de operare complet include și un set de instrumente (de la editori de text la compilatoare, depanatoare și linkere).

Miez

Nucleul este partea centrală a sistemului de operare, gestionând execuția proceselor, calculând resursele sistemului și oferă proceselor acces coordonat la aceste resurse. Principalele resurse sunt timpul CPU, memoria și dispozitivele de intrare/ieșire. Accesul la sistemul de fișiere și comunicarea în rețea pot fi implementate și la nivel de kernel.

Ca element fundamental al sistemului de operare, nucleul este cel mai important nivel scăzut abstracții pentru aplicații pentru a accesa resursele sistemului de calcul necesare funcționării lor. În mod obișnuit, nucleul oferă un astfel de acces la procesele de execuție ale aplicațiilor corespunzătoare prin utilizarea mecanismelor de comunicare între procese și a apelurilor de aplicație către apelurile de sistem OS.

Sarcina descrisă poate varia în funcție de tipul de arhitectură a nucleului și de modul în care este implementată.

Modul lot

Necesitatea utilizării optime a resurselor de calcul costisitoare a condus la apariția conceptului de „mod lot” pentru execuția programului. Modul batch presupune prezența unei cozi de programe pentru execuție, iar sistemul poate asigura că programele sunt încărcate de pe mediile de stocare externe în RAM fără a aștepta ca programul anterior să finalizeze execuția, ceea ce evită timpul de nefuncționare a procesorului.

Timpul partajat și multitasking

Deja modul batch în versiunea sa dezvoltată necesită împărțirea timpului procesorului între execuția mai multor programe.

Nevoia de partajare a timpului (multitasking, multiprogramare) a devenit și mai puternică odată cu proliferarea teletipurilor (și mai târziu a terminalelor cu afișaje cu raze catodice) ca dispozitive de intrare/ieșire (anii ’60). Deoarece viteza de introducere a datelor de la tastatură (și chiar de citire de pe ecran) de către un operator este mult mai mică decât viteza de procesare a acestor date de către un computer, utilizarea unui computer în modul „exclusiv” (cu un singur operator) poate duce la timpi de nefuncționare. de resurse de calcul costisitoare.

Partajarea timpului a permis crearea de sisteme „multi-utilizator”, în care un (de obicei) procesor central și bloc de memorie RAM era conectat la numeroase terminale. În acest caz, unele sarcini (cum ar fi introducerea sau editarea datelor de către operator) ar putea fi efectuate în modul de dialog, iar alte sarcini (cum ar fi calcule masive) ar putea fi efectuate în modul lot.

Separarea puterilor

Proliferarea sistemelor multi-utilizator a necesitat soluționarea problemei separării puterilor, ceea ce face posibilă evitarea posibilității de a schimba programul executabil sau datele unui program din memoria computerului de către un alt program (intenționat sau din greșeală), ca precum și schimbarea sistemului în sine printr-un program de aplicație.

Implementarea separării puterilor în sistemele de operare a fost susținută de dezvoltatorii de procesoare care au propus arhitecturi cu două moduri de funcționare a procesorului - „real” (în care întreg spațiul de adrese al computerului este disponibil programului de execuție) și „protejat” (în care disponibilitatea spațiului de adrese este limitată la intervalul alocat atunci când programul începe pentru execuție).

În timp real

Utilizarea calculatoarelor universale pentru a controla procesele de producție a necesitat implementarea „timpul real” („timp real”) - sincronizarea execuției programului cu procesele fizice externe.

Includerea funcționalității în timp real a făcut posibilă crearea de soluții care servesc simultan procesele de producție și rezolvă alte probleme (în modul batch și/sau în modul de partajare a timpului).

Sisteme și structuri de fișiere

Înlocuirea treptată a mediilor de acces secvenţial (benzi perforate, carduri perforate şi benzi magnetice) cu unităţi de acces aleatoriu (discuri magnetice).

Un sistem de fișiere este o metodă de stocare a datelor pe dispozitive de stocare externe.

Sisteme de operare existente

UNIX, standardizarea sistemului de operare și POSIX

Datorită competitivității implementărilor, arhitectura UNIX a devenit mai întâi un standard industrial de facto, iar apoi a dobândit statutul de standard legal - ISO/IEC 9945 (POSIX).

Numai sistemele care sunt conforme cu specificația UNIX unică sunt eligibile să poarte numele UNIX. Aceste sisteme includ AIX, HP-UX, IRIX, Mac OS X, SCO OpenServer, Solaris, Tru64 și z/OS.

Sistemele de operare care urmează sau se bazează pe standardul POSIX sunt numite „compatibile cu POSIX” (utilizarea mai obișnuită este „UNIX-like” sau „UNIX family”, dar aceasta intră în conflict cu statutul mărcii comerciale „UNIX”, deținută de The Grup deschis și rezervat pentru desemnări numai pentru sistemele de operare care respectă cu strictețe standardul). Certificarea pentru conformitatea cu standardul necesită o taxă, ceea ce înseamnă că unele sisteme nu au trecut prin acest proces, dar sunt considerate compatibile cu POSIX per se.

Sistemele de operare asemănătoare UNIX se bazează pe ultima versiune UNIX, lansat de Bell Labs (System V), bazat pe dezvoltările de la Universitatea Berkeley (FreeBSD, OpenBSD, NetBSD), bazat pe Solaris (OpenSolaris, BeleniX, Nexenta), precum și Linux, dezvoltat în termeni de utilități și biblioteci de către Proiectul GNU și în ceea ce privește nucleul - comunitate condusă de Linus Torvalds.

Standardizarea sistemelor de operare are ca scop simplificarea înlocuirii sistemului sau echipamentului propriu-zis în timpul dezvoltării unui sistem informatic sau a unei rețele și simplificarea transferului de aplicații software (aderarea strictă la standard presupune compatibilitatea deplină a programelor la nivel). text sursă; Datorită profilării standardului și dezvoltării acestuia, unele modificări sunt încă necesare, dar transferul unui program între sisteme compatibile POSIX este mult mai ieftin decât între altele alternative), precum și continuitatea experienței utilizatorului.

Cel mai notabil efect al existenței acestui standard a fost implementarea efectivă a Internetului în anii 1990.

Arhitectura post-UNIX

Echipa care a creat UNIX a dezvoltat conceptul de unificare a obiectelor sistemului de operare, inclusiv în conceptul original UNIX „un dispozitiv este, de asemenea, un fișier”, procese și orice alte servicii de sistem, rețea și aplicații, creând un nou concept: „orice este un fișier .” Acest concept a devenit unul dintre principiile principale ale sistemului Plan 9 (numele a fost împrumutat din thriller-ul științifico-fantastic Plan 9 from Outer Space de Edward Wood Jr.), conceput pentru a depăși defectele fundamentale ale designului UNIX și a înlocuit calul de bătaie. UNIX System V pe computere din rețeaua Bell Labs în 1992.

Pe lângă implementarea tuturor obiectelor de sistem sub formă de fișiere și plasarea lor într-un spațiu unic și personal pentru fiecare terminal de rețea de computere (spațiul de nume), au fost revizuite și alte soluții arhitecturale UNIX. De exemplu, în Planul 9 nu există conceptul de „superutilizator” și, în consecință, sunt excluse orice încălcare a securității asociate cu obținerea ilegală a drepturilor de superutilizator în sistem. Pentru a reprezenta (stocare, schimb) informații, Rob Pike și Ken Thompson au dezvoltat codarea universală UTF-8, care astăzi a devenit standardul de facto. Pentru a accesa fișierele, se folosește un singur protocol universal 9P, prin rețea care funcționează peste protocolul de rețea (TCP sau UDP). Astfel, nu există o rețea pentru aplicații software - acces la local și fișiere șterse uniformă. 9P este un protocol orientat pe octeți, spre deosebire de alte protocoale similare care sunt orientate pe blocuri. Acesta este și rezultatul conceptului: acces octet cu octet la fișiere unificate și nu acces bloc cu bloc la dispozitive care variază foarte mult odată cu dezvoltarea tehnologiei. Pentru a controla accesul la obiecte, nu sunt necesare alte soluții în afară de controlul accesului la fișiere deja existent în sistemul de operare. Noul concept de sistem de stocare a salvat administratorul de sistem de munca istovitoare de întreținere a arhivelor și a anticipat sisteme moderne versiunea fișierelor.

Sistemele de operare bazate pe sau inspirate de UNIX, cum ar fi întreaga familie BSD și sistemele GNU/Linux, au adoptat treptat noi idei de la Bell Labs. Poate că aceste idei noi au un viitor grozav și recunoaștere din partea dezvoltatorilor IT.

Concepte noi au fost folosite de Rob Pike în Inferno.

Vezi si

Note

Literatură

• Gordeev A.V. Sisteme de operare: Manual pentru universități. - Ed. a II-a. - St.Petersburg. : Peter, 2007. - 416 p. - ISBN 978-5-94723-632-3
• Denning P.J., Brown R.L. OS // Calculator modern. - M., 1986.
• Irtegov D. V. Introducere în sistemele de operare. - Ed. a II-a. - St.Petersburg. : BHV-SPb, 2007. - ISBN 978-5-94157-695-1
• Kernighan B.W., Pike R.W. UNIX- mediu universal programare = Mediul de programare UNIX. - M., 1992.
• Olifer V. G., Olifer N. A. Sisteme de operare în rețea. - St.Petersburg. : Peter, 2002. - 544 p. - ISBN 5-272-00120-6
• Stallings W. Sisteme de operare = Operating Systems: Internals and Design Principles. - M.: Williams, 2004. - 848 p. - ISBN 0-1303-1999-6
• Tanenbaum E. S. Multi-level computer organization = Structured Computer Organization. - M.: Mir, 1979. - 547 p.
• Tanenbaum E. S. Sisteme de operare moderne = Modern Operating Systems. - Ed. a II-a. - St.Petersburg. : Peter, 2005. - 1038 p. - ISBN 5-318-00299-4
• Tanenbaum E. S., Woodhull A. S. OS. Dezvoltare și implementare = Sisteme de operare: Proiectare și implementare. - Ed. a 3-a. - St.Petersburg. : Peter, 2007. - 704 p. - ISBN 978-5-469-01403-4
• Shaw A. Design logic al sistemelor de operare = The Logical Design of Operating Systems. - M.: Mir, 1981. - 360 p.
• Raymond E.S. Arta programarii UNIX = The Art of UNIX Programming. - M.: Williams, 2005. - 544 p. - ISBN 5-8459-0791-8
• Mark G. Sobell. UNIX System V. Un ghid practic. - Ed. a 3-a. - 1995.

Legături

• sistem de operareîn directorul de linkuri Open Directory Project (dmoz).
• Otstavnov M. E. Software gratuit la școală. Software gratuit pentru școală (2003).(link inaccesibil - poveste) Preluat la 16 aprilie 2010.