Adnotare: Funcțiile sistemului de operare. Structura sistemului de operare. Clasificarea sistemelor de operare. Cerințe ale sistemului de operare.

sistem de operare(sistem de operare) - un set de programe care oferă utilizatorului un mediu convenabil pentru lucrul cu echipamente informatice.

sistem de operare vă permite să rulați programe de utilizator; gestionează toate resursele sistemului informatic - procesor (procesoare), RAM, dispozitive de intrare/ieșire; asigură stocarea pe termen lung a datelor sub formă de fișiere pe dispozitive de memorie externe; oferă acces la rețelele de calculatoare.

Pentru a înțelege mai pe deplin rolul sistemului de operare, să luăm în considerare componentele oricărui sistem de calcul (Fig. 1.1).

Orez. 1.1.

Toate componentele pot fi împărțite în două clase mari - programe sau software(software) și echipamente sau Hardware(hardware). Softwareîmpărțite în aplicate, instrumentale și sistemice. Să luăm în considerare pe scurt fiecare tip de software.

Scopul creării unui sistem de calcul este de a rezolva problemele utilizatorilor. Pentru a rezolva o anumită gamă de probleme, este creat un program de aplicație (aplicație, aplicație). Exemple de programe de aplicație sunt editorii de text și procesoarele (Notepad, Microsoft Word), editorii de grafică (Paint, Microsoft Visio), foile de calcul (Microsoft Excel), sistemele de gestionare a bazelor de date (Microsoft Access, Microsoft SQL Server), browserele (Internet Explorer) și etc. Întregul set de programe de aplicație se numește software de aplicație.

Creată software folosind o varietate de instrumente de programare (medii de dezvoltare, compilatoare, depanatoare etc.), a căror totalitate se numește software instrumental. Reprezentantul software-ului instrumentului este mediu de dezvoltare Microsoft Visual Studio.

Principalul tip de software de sistem este sistemele de operare. Sarcina lor principală este de a oferi o interfață (mod de interacțiune) între utilizator și aplicații, pe de o parte, și hardware, pe de altă parte. Software-ul de sistem include, de asemenea, utilități de sistem - programe care îndeplinesc o funcție strict definită în întreținerea unui sistem informatic, de exemplu, diagnosticarea starea sistemului, defragmentați fișierele de pe disc și comprimați (arhivați) datele. În sistemul de operare pot fi incluse utilități.

Interacțiunea tuturor programelor cu sistemul de operare se realizează folosind apeluri de sistem - solicitări de la programe pentru ca sistemul de operare să efectueze acțiunile necesare. Un set de apeluri de sistem formează API - Application Programming Interface.

Caracteristicile sistemului de operare

Principalele funcții îndeplinite de sistemele de operare includ:

• asigurarea executiei programului - incarcarea programelor in memorie, asigurarea programelor cu timp de procesor, procesarea apelurilor de sistem;
• Management RAM – alocarea eficientă a memoriei către programe, contabilizarea memoriei libere și utilizate;
• managementul memoriei externe – suport pentru diverse sisteme de fișiere;
• Management I/O – asigurarea lucrului cu diverse dispozitive periferice;
• furnizarea unei interfețe cu utilizatorul;
• asigurarea securității – protejarea informațiilor și a altor resurse ale sistemului împotriva utilizării neautorizate;
• organizarea interacțiunii în rețea.

Structura sistemului de operare

Înainte de a studia structura sistemelor de operare, ar trebui să luați în considerare modurile de operare ale procesoarelor.

Procesoarele moderne au cel puțin două moduri de operare - privilegiat (mod supervizor) și utilizator (modul utilizator).

Diferența dintre ele este că în modul utilizator, comenzile procesorului legate de managementul hardware, protecția RAM și comutarea modurilor de operare ale procesorului nu sunt disponibile. În modul privilegiat, procesorul poate executa toate comenzile posibile.

Aplicațiile care rulează în modul utilizator nu pot accesa în mod direct spațiile de adrese ale altora - doar prin apeluri de sistem.

Toate componentele sistemului de operare pot fi împărțite în două grupuri - cele care operează în modul privilegiat și cele care operează în modul utilizator, iar compoziția acestor grupuri variază de la sistem la sistem.

Componenta principală a sistemului de operare este nucleul. Funcțiile kernelului pot varia semnificativ între sisteme; dar pe toate sistemele nucleul rulează în modul privilegiat (numit adesea modul kernel).

Termenul „nucleu” este, de asemenea, folosit în diferite sensuri. De exemplu, în Windows, termenul „kernel” (nucleu NTOS) se referă la o combinație de două componente - sistemul executiv (stratul executiv) și nucleul însuși (stratul kernel).

Există două tipuri principale de sâmburi - sâmburi monolitici și micro-sâmburi. Nucleul monolitic implementează toate funcțiile principale ale sistemului de operare și este, de fapt, un singur program, care este o colecție de proceduri. În microkernel rămâne doar un minim de funcții care trebuie implementate în mod privilegiat: programarea firelor, manipularea întreruperilor, comunicarea între procese. Funcțiile rămase ale sistemului de operare pentru gestionarea aplicațiilor, memoriei, securității etc. sunt implementate sub formă de module separate în modul utilizator.

Sâmburii care ocupă o poziție intermediară între sâmburi monolitici și micronuclei se numesc sâmburi hibridi.

Exemple de diferite tipuri de nuclee:

• nucleu monolitic – MS-DOS, Linux, FreeBSD;
• microkernel – Mach, Symbian, MINIX 3;
• nucleu hibrid – NetWare, BeOS, Syllab.

Pentru o discuție despre tipul de nucleu Windows NT, consultați [; ]. Se spune că Windows NT are un nucleu monolitic, totuși, deoarece Windows NT are mai multe componente cheie care rulează în modul utilizator (de exemplu, subsisteme de mediu și procese de sistem - vezi Lectura 4 „Arhitectura Windows”), atunci Windows NT este imposibil. pentru a face referire la miezuri cu adevărat monolitice, ci mai degrabă la cele hibride.

Pe lângă nucleu, driverele — module software care controlează dispozitivele — funcționează în modul privilegiat (în majoritatea sistemelor de operare).

Sistemul de operare include, de asemenea:

• biblioteci de sistem (system DLL - Dynamic Link Library, dynamic link library) care convertesc apelurile de sistem ale aplicației în apeluri de sistem ale nucleului;
• shell-uri de utilizator care oferă utilizatorului o interfață - o modalitate convenabilă de a lucra cu sistemul de operare.

Shell-urile utilizatorului implementează unul dintre cele două tipuri principale de interfață utilizator:

• interfață text (Text User Interface, TUI), alte denumiri – interfață consolă (Console User Interface, CUI), interfață linie de comandă (CLI);
• interfață grafică (Graphic User Interface, GUI).

Un exemplu de implementare a unei interfețe text în Windows este interpretul de linie de comandă cmd.exe; Un exemplu de interfață grafică este Windows Explorer (explorer.exe).

Clasificarea sistemelor de operare

Sistemele de operare pot fi clasificate în mai multe moduri.

1. Conform metodei de organizare a calculelor:
   • sisteme de operare cu procesare batch – scopul este realizarea unui număr maxim de sarcini de calcul pe unitatea de timp; în acest caz, un pachet este format din mai multe sarcini, care este procesat de sistem;
   • sisteme de operare cu timp partajat – scopul este de a permite mai multor utilizatori să utilizeze un computer simultan; implementat prin furnizarea alternativă fiecărui utilizator de un interval de timp al procesorului;
   • sisteme de operare în timp real – scopul este de a finaliza fiecare sarcină într-un interval de timp strict definit pentru o anumită sarcină.
2. După tipul de nucleu:
   • sisteme cu nucleu monolitic (sisteme de operare monolitice);
   • sisteme de operare microkernel;
   • sisteme cu un nucleu hibrid (sisteme de operare hibride).
3. După numărul de sarcini rezolvate simultan:
   • sisteme de operare cu o singură sarcină;
   • sisteme de operare multitasking.
4. După numărul de utilizatori concurenți:
   • sisteme de operare pentru un singur utilizator;
   • sisteme de operare multi-utilizator.
5. După numărul de procesoare acceptate:
   • sisteme de operare cu un singur procesor;
   • sisteme de operare multiprocesor.
6. Pentru suport de rețea:
   • sisteme de operare locale – sisteme autonome care nu sunt destinate să funcționeze într-o rețea de calculatoare;
   • sisteme de operare în rețea – sisteme care au componente care vă permit să lucrați cu rețele de calculatoare.
7. După rol în interacțiunea în rețea:
   • sisteme de operare server – sisteme de operare care oferă acces la resursele rețelei și gestionează infrastructura rețelei;
   • sisteme de operare client – ​​sisteme de operare care pot accesa resursele rețelei.
8. După tipul de licență:
   • sisteme de operare open-source – sisteme de operare cu cod sursă deschis disponibil pentru studiu și modificare;
   • sisteme de operare proprietare – sisteme de operare care au un deținător de drepturi de autor specific; de obicei vin cu cod sursă închis.
9. După domeniul de aplicare:
   • sisteme de operare ale mainframe-urilor - calculatoare mari (sisteme de operare mainframe);
   • sisteme de operare pentru server;
   • sisteme de operare pentru computere personale;
   • sisteme de operare mobile;
   • sisteme de operare încorporate;
   • sisteme de operare a routerelor.

Cerințe ale sistemului de operare

Principala cerință pentru sistemele de operare moderne este de a îndeplini funcțiile enumerate mai sus în paragraful „Funcțiile sistemelor de operare”. Pe lângă această cerință evidentă, există și altele, adesea nu mai puțin importante:

• extensibilitate – capacitatea sistemului de a dobândi noi funcții în procesul de evoluție; adesea implementat prin adăugarea de noi module;
• portabilitate – capacitatea de a transfera sistemul de operare pe o altă platformă hardware cu modificări minime;
• compatibilitate – capacitatea de a lucra împreună; poate exista compatibilitate între o nouă versiune a unui sistem de operare și aplicațiile scrise pentru o versiune mai veche, sau compatibilitate între diferite sisteme de operare în sensul că aplicațiile pentru unul dintre aceste sisteme pot fi rulate pe altul și invers;
• fiabilitate – probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a sistemului;
• performanță – capacitatea de a oferi timp acceptabil de rezolvare a problemelor și timp de răspuns al sistemului.

rezumat

Această prelegere oferă o definiție a unui sistem de operare, introduce tipuri de software și discută funcțiile și structura unui sistem de operare. O atenție deosebită este acordată conceptului de „nucleu”. De asemenea, sunt prezentate diferite moduri de clasificare a sistemelor de operare și cerințele pentru sistemele de operare moderne.

Următoarea prelegere va oferi o privire de ansamblu asupra sistemelor de operare Microsoft Windows.

Întrebări de control

1. Definiți termenul „sistem de operare”.
2. Numiți exemple de aplicații, instrumente și software de sistem.
3. Definiți conceptele „apel de sistem”, „API”, „driver”, „kernel”.
4. Ce tipuri de nuclee cunoașteți? Ce tipuri de nuclee de sistem de operare cunoașteți?
5. Prin ce diferă un nucleu de un sistem de operare?
6. Oferiți mai multe moduri de clasificare a sistemelor de operare.
7. Numiți cerințele pentru sistemele de operare moderne și explicați ce înseamnă acestea.

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. Sistemul de operare este o componentă de bază și necesară a software-ului de calculator fără el, un computer nu poate funcționa;

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 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 un hard disk, discuri optice etc.), organizate într-un anumit sistem de fișiere.

Furnizarea unei interfețe 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 (implementarea operațiilor de intrare/ieșire, calculul funcțiilor matematice etc.).

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

Astăzi, o mare parte a populației lumii interacționează cu computerele în mod regulat, unii sunt obligați să lucreze, alții caută informații pe internet, iar alții pur și simplu petrec timp jucându-se. Fiecare are propriile nevoi, ceea ce înseamnă că computerul trebuie să le satisfacă. Și dacă vorbim de hardware (componenta tehnică a unui computer), atunci totul este mai mult sau mai puțin clar: cu cât mai nou, cu atât mai bine. Dar partea „software” necesită o atenție specială.

Fiecare computer rulează un sistem de operare specific, dintre care există o mulțime, fiecare fiind potrivit pentru anumite sarcini, echipamente disponibile și așa mai departe. Prin urmare, alegerea acestui sistem de operare este un factor important.

Există o listă destul de masivă de sisteme de operare, dar în acest material vom vorbi despre trei piloni care au influențat foarte mult industria și ocupă ponderea cea mai mare dintre toate sistemele de operare: Windows, MacOS și Linux.

Sisteme de operare proprietare

Pentru început, merită să clarificăm că există sisteme de operare proprietare, cele care sunt distribuite sub licența unui producător. Acestea includ Windows, a cărui listă este prezentată mai jos, și MacOS. În ciuda faptului că ambele sisteme pot fi descărcate de pe Internet (furate), lucrul corect de făcut este să achiziționați o licență de la compania de distribuție și să o activați.

Avantajul unor astfel de sisteme este dezvoltarea lor, o cantitate imensă de software de înaltă calitate și suport tehnic competent care va ajuta în caz de probleme.

Sisteme de operare „gratuite”.

Acestea includ aproape întreaga familie Linux, cu excepția unor dezvoltări cu software de contabilitate sau alt software profesional. Aceste sisteme de operare pot fi descărcate absolut gratuit și instalate pe orice computer fără nicio strângere de conștiință.

Astfel de sisteme sunt create de dezvoltatori independenți împreună cu comunitatea, așa că în majoritatea cazurilor calitatea programelor lasă de dorit, dar astfel de sisteme sunt mult mai sigure și funcționează mai stabil decât concurenții lor proprietari.

Windows

Absolut toți cei care au avut de-a face vreodată cu un computer știu despre acest produs Microsoft. În special, aceasta se referă la lansarea super-reușită a Windows 7. Lista sistemelor de operare Microsoft datează de o duzină de generații. Sunt extrem de populare în întreaga lume și ocupă aproape 90% din piață. Ceea ce spune multe despre un leadership fără precedent.

• Windows XP;
• Windows Vista;
• Windows 7;
• Windows 8;
• Windows 10;

Lista începe în mod intenționat cu Windows XP, deoarece este cea mai veche versiune încă folosită astăzi.

Sistemul de operare Chrome

Un produs subdezvoltat de la Google, care este limitat doar la aplicațiile web și browserul cu același nume. Acest sistem nu este competitiv cu Windows și Mac, dar este realizat cu un ochi către viitor, când interfețele web pot înlocui software-ul „real”. Instalat implicit pe toate Chromebookurile.

Instalarea mai multor sisteme și utilizarea mașinilor virtuale

Deoarece fiecare platformă are propriile sale avantaje și dezavantaje, adesea devine necesar să lucrați cu mai multe simultan. Dezvoltatorii de computere știu acest lucru, așa că oferă utilizatorilor posibilitatea de a instala două sau trei sisteme pe un disc deodată.

Acest lucru se face simplu. Tot ce aveți nevoie este un kit de distribuție a sistemului (un disc sau o unitate flash cu material de instalare încărcat) și spațiu liber pe hard disk. Toate sistemele de operare moderne oferă să aloce spațiu în timpul instalării și să creeze un mecanism de pornire care va afișa o listă de sisteme de operare la pornirea computerului. Totul se face semi-automat și poate fi făcut de orice utilizator.

Calculatoarele Apple au un utilitar special - BootCamp, care este conceput pentru instalarea simplă și fără probleme a Windows lângă MacOS.

Există o altă modalitate - instalarea unui sistem virtual în unul real. În acest scop, sunt utilizate următoarele programe: VmWare și VirtualBox, care sunt capabile să emuleze funcționarea unui computer cu drepturi depline și să lanseze sisteme de operare.

În loc de o concluzie

Lista sistemelor de operare pentru un computer nu se limitează la cele de mai sus. Există o mulțime de produse de la diferite companii, dar toate sunt destul de specifice și nu merită atenția utilizatorului obișnuit. Merită să alegeți între Windows, MacOS și Linux, deoarece acestea pot acoperi majoritatea nevoilor și sunt destul de ușor de învățat.

OS vă permite să faceți abstracție de la detaliile implementării hardware, oferind dezvoltatorilor de software setul minim necesar de funcții.

Conceptul de sistem de operare

Sistemele de operare sunt baza pentru software-ul computerelor (VM) și sistemele acestora - sisteme informatice (CS). Ideea că sistemul de operare este în primul rând un sistem care oferă o interfață convenabilă pentru utilizatori corespunde unei vederi de sus în jos a acestuia. O altă vedere, de jos în sus, oferă o idee despre sistemul de operare ca un mecanism care distribuie și gestionează toate componentele și resursele VM-urilor și computerelor pentru a asigura eficiența maximă a funcționării acestora.

Care sunt motivele pentru schimbarea sistemului de operare într-o companie?

Decizia de a schimba sistemul de operare vine din diverse circumstanțe.

În primul rând, atunci când o nouă versiune a aplicației folosită pentru a rezolva problemele de zi cu zi necesită funcțiile noului sistem de operare. Dezvoltatorul nu este interesat să accepte alte versiuni de aplicații (pentru sisteme de operare mai vechi).

În al doilea rând, compania dorește să ofere angajaților capacitatea de a lucra cu resurse corporative, de exemplu, de pe dispozitive mobile, dar limitările din sistemul de operare nu oferă o astfel de funcționalitate. Care, la rândul său, afectează performanța.

Și în al treilea rând, cel mai important motiv pentru trecerea la noi versiuni ale sistemului de operare este amenințările la adresa securității informațiilor și, ca urmare, riscul de a pierde informații. Această problemă este deosebit de acută în companiile care lucrează cu datele personale ale utilizatorilor. Conform Legii federale privind datele cu caracter personal (FZ-152), operatorul trebuie să asigure protecția tehnică a datelor care i-au fost încredințate. În ceea ce privește sistemul de operare, aceasta înseamnă că operatorul este obligat să studieze buletinul de securitate, să evalueze riscurile și să instaleze actualizări de securitate lansate de dezvoltator, în caz contrar sistemul de operare devine vulnerabil la amenințările descrise în buletin.

Principiile de bază ale sistemelor de operare

• Principiul modularității - separarea componentelor OS în module separate (elementele sistemului complet funcțional), realizată în conformitate cu interfețele intermodulare acceptate;
• Principiul generării OS - definește o metodă de reprezentare inițială a nucleului OS și a principalelor componente ale OS, care permite configurarea acestora în funcție de configurația specifică a unui complex computerizat specific și gama de sarcini în curs de rezolvare;
• Principiul redundanței funcționale - ia in considerare posibilitatea efectuarii aceleiasi lucrari prin mijloace diferite;
• Principiul virtualizării - reprezintă structura sistemului sub forma unui set specific de planificatori de procese și alocători de resurse și permite utilizarea unei singure scheme centralizate de distribuție a resurselor, organizând astfel funcționarea mașinii virtuale;
• Principiul independenței programului față de dispozitivele externe - comunicarea programelor cu dispozitive specifice se realizează nu la nivelul difuzării programelor, ci în perioada de planificare a executării acesteia;
• Principiul compatibilităţii - capacitatea OS de a executa programe scrise pentru alte sisteme de operare sau pentru versiuni anterioare ale acestui sistem de operare, precum și pentru o altă platformă hardware;
• Principiul unui sistem de operare deschis și scalabil - permite nu numai utilizarea capacităților de generare, ci și introducerea de noi module în componența sa;
• Principiul asigurării siguranței la efectuarea calculelor - este o proprietate de dorit pentru orice sistem multi-utilizator;

Arhitectura sistemului de operare

Multitasking-ul și distribuirea puterilor necesită o anumită ierarhie a privilegiilor 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;
• shell cu utilitati.

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

În determinarea compoziției OS, criteriul integrității operaționale (închidere) este important: sistemul trebuie să permită utilizarea completă (inclusiv modificarea) componentelor sale. Prin urmare, sistemul de operare complet include și un set de instrumente (de la editori de text până la compilatoare, depanare și linkere). Cele mai multe sisteme de operare moderne sunt sisteme modulare bine structurate care pot fi dezvoltate, extinse și transferate pe noi platforme. Una dintre opțiunile de structurare a sistemului de operare este de a distinge arhitecturile monolitice și microkernel.

Funcții

Funcții principale (OS simplu):

• Încărcarea aplicațiilor în RAM și executarea acestora;
• Acces standardizat la dispozitivele periferice (dispozitive de intrare/ieșire);
• management RAM (distribuție între procese, memorie virtuală);
• Controlul accesului la date de pe medii nevolatile (cum ar fi Hard Disk, CD-uri etc.), de obicei folosind un sistem de fișiere;
• Interfața cu utilizatorul;
• Operațiuni de rețea, suport pentru stiva de protocoale

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 de prima 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 (implementarea operațiilor de intrare/ieșire, calculul funcțiilor matematice etc.).

Istoria sistemului de operare datează de aproximativ o jumătate de secol. A fost și este în mare măsură determinată de dezvoltarea bazei elementului și a echipamentelor de calcul.

• Prima generatie.

anii 40. Primele computere digitale fără sistem de operare. Organizarea procesului de calcul este decisă de programator din panoul de control.

• A doua generație.

anii 50. Apariția unui OS prototip - sisteme de monitorizare care implementează un sistem de procesare batch pentru sarcini.

• A treia generatie.

1965-1980 Trecerea la circuitele integrate. IBM/360. Aproape toate conceptele de bază inerente sistemelor de operare moderne sunt implementate: împărțirea timpuluiȘi multifunctional, separarea puterilor, în timp real, structuri de fișiere și sisteme de fișiere. Implementarea multiprogramarii a necesitat introducerea unor modificari foarte importante in hardware-ul computerului: moduri privilegiate si utilizator, mijloace de protejare a zonelor de memorie si un sistem de intrerupere dezvoltat.

• A patra generație.

Sfârșitul anilor 70. A fost creată o versiune de lucru a stivei de protocol TCP/IP. A fost standardizat în 1983. Independența furnizorului, flexibilitatea și eficiența, dovedite de funcționarea cu succes a internetului, au făcut din acest stack de protocol să fie principalul stack pentru majoritatea sistemelor de operare.

anii 80. Apariția computerelor personale. Creșterea rapidă a rețelelor locale. Suportul pentru funcțiile de rețea a devenit o cerință. Au fost adoptate principalele standarde pentru tehnologiile de comunicație ale rețelelor locale: Ethernet, Token Ring, FDDI. Acest lucru a făcut posibilă asigurarea compatibilității sistemelor de operare în rețea la niveluri inferioare.

La începutul anilor 90. Aproape toate sistemele de operare au devenit conectate în rețea. Au apărut sisteme de operare de rețea specializate (de exemplu, IOS care rulează în routere)

Ultimul deceniu. O atenție deosebită este acordată sistemelor de operare ale rețelei corporative, care se caracterizează printr-un grad ridicat de scalabilitate, suport pentru operarea rețelei, instrumente avansate de securitate, capacitatea de a lucra într-un mediu eterogen și disponibilitatea instrumentelor de administrare centralizate.

OS pe piața globală

Începând cu anii 1990, cele mai comune sisteme de operare pentru computere personale și servere au fost:

• Familia de sisteme de operare Microsoft Windows și Windows NT;
• Familia OS Mac OS și Mac OS X;
• Sisteme de clasă UNIX și de tip Unix (în special GNU/Linux).

OS pentru sectorul corporativ

Funcționarea eficientă a infrastructurii IT a oricărei companii moderne este imposibilă fără un sistem de operare pentru server bine ales.

Scopul sistemului de operare pentru server este de a gestiona aplicații care deservesc toți utilizatorii rețelei corporative și utilizatorii externi (DBMS, instrumente de analiză și management al rețelei, servicii de directoare, instrumente de mesagerie și grupare, servere web, servere de e-mail, firewall-uri corporative, servere de aplicații). , părți server ale aplicațiilor de afaceri).

Alegerea unui sistem de operare pentru server și a unei platforme hardware pentru acesta este determinată în primul rând de gama de sarcini care trebuie rezolvate și de cerințele impuse performanței, stabilității și disponibilității acestuia. Principalii jucători de pe piața sistemelor de operare pentru servere sunt sistemele de operare Windows și Unix.

Sisteme de operare din familia Windows

Versiunile de server ale sistemului de operare Windows sunt utilizate pe scară largă astăzi datorită ușurinței de administrare și a costului total scăzut de proprietate.

Sisteme de operare din familia UNIX

UNIX este un grup de sisteme de operare multitasking, multi-utilizator. În acest moment, există un număr mare de variații ale sistemului de operare în această zonă - atât comerciale, cât și open source.

Majoritatea serverelor rusești funcționează sub controlul uneia sau altei clone Unix. Potrivit unui exemplu de studiu realizat de portalul RuMetrika (date pentru 2006 pe serverele rusești, Free BSD este, fără îndoială, în frunte (53%), Linux este pe locul doi (32%), numărul de servere pe care este instalat Windows a fost 9%, Solaris este mai puțin comun - doar 5%.

„Unix”, standardizare OS și POSIX

Conceput și implementat în anul

Sistemul de operare este un intermediar între computer și utilizator, asigurând interacțiunea acestora și fiind responsabil de executarea programelor. Cei mai cunoscuți reprezentanți: Linux, Microsoft, Mac OS și așa mai departe. În acest articol ne vom uita la compoziția și funcțiile Vom vorbi despre parametrii generali fără referire la un anumit sistem de operare.

În ce constă un sistem de operare?

Înainte de a vorbi despre ce funcții există ale sistemelor de operare, ne vom uita în ce constă.

1. Un modul software care gestionează un sistem de fișiere.
2. Drivere pentru dispozitive. Acestea asigură funcționarea corectă a fiecărui element hardware al computerului, precum și schimbul de informații cu alte dispozitive.
3. Un procesor care răspunde la comenzile utilizatorului.
4. Programe de service. Cu ajutorul lor, este posibil să lucrați în rețele de computere cu discuri și fișiere.
5. Module care oferă un shell grafic pentru utilizator.
6. Un sistem de ajutor care vă ajută să găsiți răspunsul la orice întrebare referitoare la sistemul de operare și la lucrul cu acesta.

Funcțiile sistemelor de operare pot varia în funcție de tipul acestora din urmă. Există destul de multe clasificări. Să le dăm pe cele principale.

1. În funcție de numărul de utilizatori concurenți, sistemele de operare sunt împărțite în: cu utilizator unic (versiuni vechi, de exemplu, MS-DOS, Windows 3.x, versiuni timpurii de OS/2) și multi-utilizator (de exemplu, UNIX , Windows NT).

2. După numărul de sarcini efectuate simultan: cu o singură activitate (de exemplu, MSX, MS-DOS) și cu mai multe sarcini Windows 95, UNIX).

Ce face sistemul de operare?

Să luăm acum în considerare principalele funcții ale sistemului de operare:

• executarea comenzilor utilizatorului la cerere (lansarea și închiderea programelor, introducerea și ieșirea informațiilor, eliberarea memoriei suplimentare etc.);
• acces la (imprimantă, mouse, tastatură etc.);
• încărcarea software-ului în RAM și executarea acestuia;
• exercițiu prin memorie;
• salvarea datelor despre erori și defecțiuni în sistem;
• furnizarea unei interfețe cu utilizatorul;
• accesarea și gestionarea altor medii de stocare.

Adică, toate acțiunile efectuate de o persoană care utilizează instrumente de introducere sunt efectuate de un computer care utilizează sistemul de operare. Vă permite să oferiți convenabil Există și funcții suplimentare ale sistemelor de operare:

• multifunctional;
• diferențierea drepturilor de acces;
• distribuirea eficientă a resurselor între procese;
• protecția sistemului și a datelor utilizatorului;
• interacțiunea dintre procesoare și sincronizarea acestora.

Shell-ul sistemului, cu care suntem atât de obișnuiți, ne oferă posibilitatea de a folosi confortabil resursele computerului. Scopul și funcțiile sistemelor de operare sunt ușurința comunicării cu mașina, structurarea și automatizarea proceselor. De-a lungul anilor, dezvoltatorii și creatorii de shell-uri pentru computere personale ne-au făcut viața mai ușoară nouă, utilizatorilor obișnuiți și programatorilor, prin introducerea de noi funcții și reducerea muncii manuale. Există chiar o opinie că în viitorul apropiat mașinile vor înlocui în mare măsură oamenii.