Sistemul de operare este folosit pentru. Funcții de operare a sistemului de operare

O zi bună, dragă utilizator. Pe această pagină vom vorbi despre subiecte precum: Scopul și funcțiile de bază ale sistemelor de operare. Compoziția sistemului de operare.

Sistem de operare (OS) Este un complex de programe de sistem interconectate pentru organizarea interacțiunii unui utilizator cu un computer și execuția tuturor celorlalte programe. OS aparțin compoziției software-ului de sistem și reprezintă partea principală a acestuia. Sisteme de operare: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS / 2, UNIX, Linux.

Principalele funcții ale sistemului de operare:

• controlul dispozitivelor informatice (resurse), i.e. operarea coordonată a întregului hardware PC: acces standardizat la dispozitive periferice, management RAM etc.
• controlul procesului, adică execuția programelor și interacțiunea acestora cu dispozitivele informatice.
• controlul accesului la date de pe medii nevolatile (cum ar fi hard disk, CD-uri etc.), folosind de obicei sistemul de fișiere.
• menținerea structurii fișierelor.
• interfață cu utilizatorul, adică dialog cu utilizatorul.

Funcții suplimentare:

• executarea în paralel sau pseudo-paralelă a sarcinilor (multitasking).
• interacțiunea dintre procese: schimb de date, sincronizare reciprocă.
• protecția sistemului în sine, precum și a datelor și a programelor utilizatorului împotriva acțiunilor rău intenționate ale utilizatorilor sau aplicațiilor.
• diferențierea drepturilor de acces și modul de operare multi-utilizator (autentificare, autorizare).

Compoziția sistemului de operare

În general, compoziția OS include următoarele module:

• Un modul software care gestionează sistemul de fișiere.
• Procesorul de comenzi care execută comenzile utilizatorului.
• Drivere de dispozitiv.
• Module software care oferă o interfață grafică pentru utilizator.
• Programe de service.
• Sistem de referință.

Driver de dispozitiv(driver de dispozitiv) - un program special care controlează funcționarea dispozitivelor și coordonarea schimbului de informații cu alte dispozitive.

Procesor de comandă(procesor de comenzi) - un program special care cere utilizatorului comenzi și le execută (interpretul de programe).

Interpretul de comenzi este responsabil pentru încărcarea aplicațiilor și gestionarea fluxului de informații între aplicații.

Pentru a simplifica munca utilizatorului, sistemele de operare moderne includ module software care oferă o interfață grafică pentru utilizator.
Procesul unui computer, într-un sens, se reduce la schimbul de fișiere între dispozitive. Sistemul de operare are un modul software care gestionează sistemul de fișiere.

Programe de service vă permit să mențineți discuri (verificare, comprimare, defragmentare etc.), să efectuați operațiuni cu fișiere (copiere, redenumire etc.), să lucrați în rețele de calculatoare.

Pentru confortul utilizatorului, sistemul de operare include sistem de referință, care vă permite să obțineți rapid informațiile necesare despre funcționarea atât a sistemului de operare în ansamblu, cât și despre activitatea modulelor sale individuale.

Notă

Compoziția modulelor de sistem de operare, precum și numărul acestora, depind de familia și tipul sistemului de operare. De exemplu, MS DOS nu are un modul care oferă o interfață grafică pentru utilizator.

Cea mai generală abordare a structurii sistem de operare este împărțirea tuturor modulelor sale în două grupe:

1. Miez- acestea sunt module care îndeplinesc funcțiile de bază ale sistemului de operare.
2. Module suport care îndeplinesc funcții auxiliare ale sistemului de operare. Una dintre proprietățile definitorii ale nucleului este lucrul în privilegiat modul.

Modulele kernel îndeplinesc următoarele funcții de bază ale sistemului de operare: controlul proceselor, managementul sistemului de întreruperi, managementul memoriei, managementul dispozitivelor I/O, funcții care rezolvă sarcinile în sistem de organizare a procesului de calcul: schimbarea contextului, încărcarea / descărcarea paginii, gestionarea întreruperilor. Aceste funcții nu sunt disponibile pentru aplicații. Funcții care susțin aplicații prin crearea unui așa-numit mediu de programare a aplicațiilor pentru acestea.

Aplicațiile pot face cereri către nucleu - apeluri de sistem- pentru a efectua anumite acțiuni: pentru a deschide și a citi un fișier, a afișa informații grafice pe afișaj, a obține ora sistemului etc. Funcțiile kernelului care pot fi apelate de aplicații formează o interfață de programare a aplicațiilor - API ( Interfața de programare a aplicației).

Exemplu.
Cod de bază API Win32 este conținut în trei biblioteci de legături dinamice (DLL): UTILIZATOR32, GDI32și SĂMBUL32.

Nucleu- un modul Windows care acceptă funcții de nivel scăzut pentru lucrul cu fișiere și gestionarea memoriei și proceselor. Acest modul oferă servicii pentru aplicații pe 16 și 32 de biți.
GDI(Graphics Device Interface) este un modul Windows care asigură implementarea funcțiilor grafice pentru lucrul cu culori, fonturi și primitive grafice pentru afișaje și imprimante.
Utilizator- Modulul Windows, care este un manager de ferestre și se ocupă cu crearea și gestionarea ferestrelor, casetelor de dialog, butoanelor și a altor elemente ale interfeței cu utilizatorul afișate pe ecran.
Nucleul este forța motrice din spatele tuturor proceselor de calcul dintr-un sistem informatic, iar o prăbușire a nucleului echivalează cu prăbușirea întregului sistem; fără el, sistemul de operare este complet inoperabil și nu va putea îndeplini niciuna dintre funcțiile sale. Prin urmare, dezvoltatorii sistemului de operare acordă o atenție deosebită fiabilității codurilor kernelului, ca urmare, procesul de depanare a acestora poate dura multe luni.

De obicei, nucleul este conceput ca un modul software cu un anumit format special, care diferă de formatul aplicațiilor utilizatorului.
Module suport Sistemele de operare îndeplinesc funcții auxiliare ale sistemului de operare (utile, dar mai puțin obligatorii decât funcțiile nucleului).

Exemple de module auxiliare:

• Program de arhivare a datelor.
• Defragmentator de disc.
• Editor de text.

Modulele auxiliare ale sistemului de operare sunt proiectate fie ca aplicații, fie ca biblioteci de proceduri. Modulele auxiliare OS sunt împărțite în următoarele grupuri:

utilitati- programe care rezolvă probleme de management și întreținere a unui sistem informatic: deservire discuri și fișiere.

programe de procesare a sistemului- editori de text sau grafice, compilatoare, linkere, depanatoare.

programe pentru furnizarea utilizatorului cu servicii suplimentare de interfață utilizator (calculator, jocuri).

biblioteci de proceduri pentru diverse scopuri care simplifică dezvoltarea aplicațiilor (biblioteca de funcții matematice, funcții de intrare-ieșire).

La fel ca aplicațiile obișnuite, utilitățile, programele de procesare și bibliotecile OS, accesează funcțiile kernelului prin apeluri de sistem pentru a-și îndeplini sarcinile.
Funcțiile realizate de modulele kernel sunt cele mai frecvent utilizate funcții ale sistemului de operare, astfel încât viteza de execuție a acestora determină performanța întregului sistem în ansamblu. Pentru a asigura o viteză mare de operare a sistemului de operare, toate modulele nucleului sau majoritatea dintre ele sunt localizate permanent în RAM, adică sunt rezidente.

Modulele auxiliare sunt de obicei încărcate în RAM numai pe durata funcțiilor lor, adică sunt tranzitorii. O astfel de organizare a sistemului de operare salvează RAM-ul computerului.

Notă

Separarea sistemului de operare într-un nucleu și module auxiliare permite extensibilitatea ușoară a sistemului de operare. Pentru a adăuga o nouă funcție de nivel înalt, trebuie doar să dezvoltați o nouă aplicație și nu trebuie să modificați funcțiile de bază care formează miezul sistemului.

Obiectele nucleului sistemului de operare sunt:

• Procese (discutate la subiectul 2.3).
• Fișiere.
• Evenimente.
• Fluxuri (discutate în subiectul 2.3).
• Semaforele sunt obiecte care permit nu mai mult de n fire să intre într-o anumită secțiune de cod.
• Mutexurile sunt semafore unice utilizate în programare pentru a sincroniza firele care rulează concomitent.
• Fișiere proiectate în memorie.

Software de sistem de bază

Software-ul de bază include:

Sistem de operare (OS);

· Cochilii de operare (text și grafic);

· Sistem de operare în rețea.

Sistem de operare concepute pentru a controla execuția programelor utilizator, planificarea și controlul resurselor de calcul ale unui computer.

În sectorul software și sisteme de operare, poziția de lider este ocupată de sistemele din familia MS Windows. Să luăm în considerare cele mai comune tipuri de sisteme de operare.

Sistemele de operare pentru computerele personale sunt împărțite în:

· Unic și multitasking (în funcție de numărul de procese de aplicație executate concomitent);

· Single și multiuser (în funcție de numărul de utilizatori care lucrează simultan cu sistemul de operare);

· Neportabil și portabil la alte tipuri de computere;

· Non-rețea și rețea, oferind lucru într-o rețea locală de calculatoare.

Sisteme de operare în rețea - un complex de programe care asigură procesarea, transmiterea și stocarea datelor în rețea. Sistemul de operare în rețea oferă utilizatorilor diverse tipuri de servicii de rețea (gestionare fișiere, e-mail, procese de gestionare a rețelei etc.), susține lucrul în sistemele de abonați.

Cochilii de operare - programe speciale menite să faciliteze comunicarea între utilizator și comenzile sistemului de operare. Shell-urile de operare au atât versiuni textuale, cât și versiuni grafice ale interfeței utilizatorului final.

Următoarele tipuri de shell-uri de text ale sistemului de operare sunt cele mai populare: Total Commander, Windows Commander etc.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra sistemului de operare.

Sistem de operare- un set de instrumente software care asigură controlul hardware-ului computerului și al programelor de aplicație, precum și interacțiunea acestora între ele și utilizatorul.

Sistemul de operare îndeplinește următoarele funcții:

· Controlul funcționării fiecărei unități a unui computer personal și interacțiunea acestora;

· Managementul executiei programului;

· Organizarea stocarii informatiilor in memoria externa;

· Interacțiunea utilizatorului cu computerul, de ex. suport pentru interfata utilizator.

De obicei, sistemul de operare este stocat pe un hard disk, iar dacă acesta este absent, este alocat un disc special, care se numește disc de sistem. Când porniți computerul, sistemul de operare este încărcat automat de pe disc în RAM și ocupă un anumit loc în acesta. Un sistem de operare este creat nu pentru un model de computer separat, ci pentru o serie de computere, în structura cărora este stabilit un anumit concept și se dezvoltă în toate modelele ulterioare.

Orice sistem de operare se bazează pe principiul organizării funcționării unui dispozitiv de stocare extern. În ciuda faptului că memoria externă poate fi implementată tehnic pe diferiți suporturi de materiale, acestea sunt unite de principiul organizării stocării seturilor de informații legate logic sub formă de așa-numite fișiere, adoptate în sistemul de operare.

Fişier- o colecție de date sau programe legate logic, pentru care o zonă numită este alocată în memoria externă.

Fișierul servește ca unitate contabilă de informații în sistemul de operare. Orice acțiuni cu informații sunt efectuate pe fișiere.

Fișierele pot stoca diverse tipuri și forme de prezentare a informațiilor: texte, imagini, desene, numere, programe, tabele etc. Specificul fișierelor specifice este determinat de formatul acestora. Un format este înțeles ca un element de limbaj care descrie simbolic prezentarea informațiilor într-un fișier.

Următorii parametri sunt utilizați pentru a caracteriza fișierul:

· Numele complet al fișierului;

· Dimensiunea fișierului în octeți;

· Data și ora creării fișierului;

· Atribute speciale ale fișierului: numai pentru citire, ascuns, sistem, arhivat.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizările diapozitivelor au doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte toate opțiunile de prezentare. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Informatii generale

Calculatoarele personale compatibile cu IBM folosesc sistemele de operare Microsoft Widows și sistemul de operare Liux gratuit.
Computerele personale Apple folosesc diferite versiuni ale sistemului de operare Mac OS.
Pe stațiile de lucru și servere, sistemele de operare Widows T / 2000 / XP și UIX sunt cele mai utilizate.

Scopul sistemului de operare

Sistemele de operare sunt diferite, dar scopul și funcția lor sunt aceleași. Un sistem de operare este o componentă de bază și necesară a software-ului unui computer; fără el, un computer nu poate funcționa în principiu.

Sistem de operare asigură funcționarea în comun a tuturor dispozitivelor informatice și oferă utilizatorului acces la resursele sale.

Compoziția sistemului de operare

Sistemele de operare moderne au o structură complexă, fiecare element îndeplinește funcții specifice pentru controlul unui computer.

1.Gestionarea sistemului de fișiere ... Procesul unui computer se reduce la schimbul de fișiere între dispozitive. Sistemul de operare are module software, manageri de sisteme de fișiere.

2.Procesor de comandă ... Un program special care cere utilizatorului comenzi și le execută.

3.Drivere de dispozitiv. Programe speciale care controlează funcționarea dispozitivelor și coordonarea schimbului de informații cu alte dispozitive și, de asemenea, vă permit să configurați unii parametri ai dispozitivelor. Tehnologie Plug ad Play (plug and play) vă permite să automatizați conectarea noilor dispozitive la computer și să furnizați configurația acestora.

4.Interfață grafică. Folosit pentru a simplifica munca utilizatorului.

5.Programe de service sau utilitare. Programe care vă permit să întrețineți discuri (verificare, comprimare, defragmentare etc.), efectuare operațiuni cu fișiere (arhivă etc.), lucru în rețele de calculatoare etc.

6.Sistem de referință. Vă permite să obțineți rapid informații despre funcționarea sistemului de operare în ansamblu și despre activitatea modulelor sale individuale.

După pornirea computerului, sistemul de operare este încărcat de pe discul de sistem în RAM. Descărcarea ar trebui să continue conform programului de descărcare. Cu toate acestea, pentru ca computerul să execute orice program, acest program trebuie să fie deja în RAM. Soluția la această contradicție constă în încărcarea secvenţială, etapă cu etapă, a sistemului de operare.

Autotest pe computer

Computerul include o memorie non-volatilă de doar citire (ROM) care conține programe pentru testarea computerului și prima etapă de încărcare a sistemului de operare - acesta este BIOS (Basic Iput / Output System).

După pornirea alimentării sau apăsarea butonului RESET de pe unitatea de sistem a computerului sau apăsarea simultană a combinației de taste (Ctrl + Alt + Del) de pe tastatură, procesorul începe să execute programul de autotest al computerului POST (Power-OSelf Test). ). Performanța computerului este în curs de testare.

În timpul testării, mesajele de diagnosticare pot fi inițial emise sub formă de diverse secvențe de bipuri scurte și lungi.

După inițializarea cu succes a plăcii video, pe ecranul monitorului sunt afișate scurte mesaje de diagnosticare.

După efectuarea autotestării, un program special conținut în BIOS începe să caute bootloader-ul sistemului de operare. Există un acces alternativ la discurile disponibile în computer și o căutare într-un anumit loc pentru prezența unui program special Master Boot (programe de încărcare a sistemului de operare).

Dacă discul de sistem și programul de încărcare sunt la locul lor, atunci este încărcat în RAM și controlul computerului este transferat la acesta.

Dacă nu există discuri de sistem în computer, mesajul „disc de sistem” apare pe ecranul monitorului și computerul rămâne inoperant.

Procesul de pornire a sistemului de operare

După ce sistemul de operare a terminat de încărcat, controlul este transferat procesorului de comandă.

Astăzi, o mare parte a populației lumii interacționează cu computerele în mod continuu, cineva trebuie să lucreze, cineva caută informații pe web și cineva doar petrece timp în jocuri. 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” (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 acest articol se va concentra pe trei piloni care au influențat puternic industria și ocupă cea mai mare parte a tuturor sistemelor 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 producătorului. Acestea includ Windows, care sunt enumerate mai jos, și MacOS. Deși ambele sisteme pot fi descărcate de pe Web (furate), este corect să achiziționați o licență de la o companie 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”.

Aceasta include 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 în colaborare cu comunitatea, prin urmare, 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 este deja veche de o duzină de generații. Sunt extrem de populare în întreaga lume și ocupă aproape 90% din piață. Care vorbește despre un leadership fără precedent.

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

Lista începe în mod deliberat 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 privirea către viitor, când interfețele web pot înlocui software-ul „adevărat”. Instalat implicit pe toate Chromebookurile.

Instalarea mai multor sisteme și utilizarea mașinilor virtuale

Deoarece fiecare platformă are propriile sale avantaje și dezavantaje, este adesea necesar să lucrați cu mai multe simultan. Designerii de computere sunt conștienți de 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 kit-ul de distribuție a sistemului (disc sau unitate flash cu materialul de instalare încărcat pe ele) 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 într-un mod semi-automat și poate fi făcut de orice utilizator.

Calculatoarele Apple au un utilitar special - BootCamp, care este proiectat pentru a instala ușor și fără probleme Windows împreună cu macOS.

Există o altă modalitate - instalarea unui sistem virtual în unul real. Pentru aceasta se folosesc programe: VmWare și VirtualBox, capabile să emuleze munca unui computer cu drepturi depline și să ruleze sisteme de operare.

În loc de o concluzie

Lista sistemelor de operare pentru computer nu se limitează la cele de mai sus. Există multe produse de la diferite companii, dar toate sunt destul de specifice și nu merită atenția unui utilizator obișnuit. Alegerea ar trebui făcută între Windows, macOS și Linux, deoarece acestea pot acoperi majoritatea nevoilor și sunt destul de ușor de învățat.

Ce este un sistem de operare

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.

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

Sistemul de operare este de obicei stocat în memoria externă a unui computer - pe disc... Când computerul este pornit, acesta este citit din memoria discului și plasat Berbec.

Acest proces este de obicei numit încărcarea sistemului de operare.

Funcțiile sistemului de operare includ:

• dialog cu utilizatorul;
• I/O și managementul datelor;
• planificarea și organizarea procesului de procesare a programului;
• distribuirea resurselor (RAM și cache, procesor, dispozitive externe);
• lansarea de programe pentru execuție;
• tot felul de operațiuni auxiliare de întreținere;
• transfer de informații între diverse dispozitive interne;
• suport software pentru funcționarea dispozitivelor periferice (afișaj, tastatură, unități de disc, imprimantă etc.).

Sistemul de operare poate fi numit o continuare software a dispozitivului de control al computerului. Sistemul de operare ascunde de utilizator detalii complexe inutile de interacțiune cu hardware-ul, formând un strat între ele. Ca rezultat, oamenii sunt eliberați de munca foarte consumatoare de timp de organizare a interacțiunii cu hardware-ul computerului.

Ținând cont de dependența de numărul de sarcini procesate simultan și de numărul de utilizatori pe care sistemul de operare îi poate servi, există patru clase de bază de sisteme de operare:

1. un singur utilizator o singură sarcină care acceptă o singură tastatură și pot funcționa cu o singură sarcină (în acest moment);

2. Lucrări de un singur utilizator cu imprimare în fundal, care permit, pe lângă sarcina principală, lansarea unei sarcini suplimentare, concentrată de obicei pe tipărirea informațiilor. Acest lucru accelerează munca la emiterea unor cantități mari de informații pentru tipărire;

3. multitasking cu un singur utilizator care permit unui utilizator să proceseze mai multe sarcini în paralel. De exemplu, mai multe imprimante pot fi conectate la un computer, fiecare dintre ele va funcționa pentru „propria” sarcină;

4. multiplayer multitasking care permit mai multor utilizatori să execute mai multe sarcini pe un singur computer. Aceste sisteme de operare sunt foarte complexe și necesită resurse semnificative ale mașinii.

Diferite modele de computere folosesc sisteme de operare cu arhitecturi și capabilități diferite. Munca lor necesită resurse diferite. Οʜᴎ oferă un grad diferit de servicii pentru programarea și lucrul cu programe gata făcute.

Un sistem de operare pentru un computer personal destinat utilizării profesionale ar trebui să conțină următoarele componente principale:

• programe de control I/O;
• programe care gestionează sistemul de fișiere și programează sarcini pentru computer;
• procesor în limbaj de comandă care acceptă, analizează și execută instrucțiuni adresate sistemului de operare.

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

• consultați catalogul;
• efectuați markup pe medii externe;
• rulează programe;
• ... alte actiuni.

Se efectuează analiza și executarea comenzilor utilizatorului, inclusiv încărcarea programelor gata făcute din fișiere în RAM și lansarea acestora procesor de comenzi sistem de operare.

Pentru a controla dispozitivele externe ale computerului, se folosesc programe speciale de sistem - șoferii ... Driverele de dispozitiv standard se formează în mod colectiv sistem de bază de intrare/ieșire (BIOS), care este de obicei scris în memoria permanentă a computerului.

Ce este un sistem de operare - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Ce este un sistem de operare” 2017, 2018.