Определение операционной системы

Операционная система определяет облик всей вычислительной системы. Сегодня существует большое количество операционных систем, каждая из которых обладает своими особенностями реализации пользовательского интерфейса и управления ресурсами компьютера.

Операционная система (ОС) компьютера представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который осуществляет интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой.

В соответствии с этим определением ОС выполняет две группы функций: обеспечение пользователю удобного интерфейса и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами:

- обеспечение пользовательского интерфейса позволяет представлять пользователю управление ресурсами компьютера, за счет выполнения рутинных низкоуровневых операций. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Очевидно, что выполнение операций требует больших навыков в области системного программирования. Операционная система берет выполнение всех сложных операций на себя, так что при работе с диском пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи и закрытии файла. Программа, которая скрывает от пользователя особенности аппаратуры компьютера и предоставляет возможность простой и интуитивно понятной навигации по файловой системе и является операционной системой. Современные ОС поддерживают различные типы пользовательского интерфейса: от командной системы, подразумевающей ввод – вывод команд из командной строки или командного файла до графического пользовательского интерфейса.

- управление ресурсами компьютера позволяет говорить об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми звеньями сложной системы, которой является компьютер. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных дисках, сетевой коммуникационной аппаратуры, внешних устройств и т.д. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. На рисунке 1.1. показаны основные ресурсы, которыми управляет ОС. Основная часть ОС находится в оперативной памяти компьютера. В частности, ядро (kernel) – модуль, содержащий основную часть наиболее часто используемых функций и некоторые другие модули, использующие в данный момент времени. Остальная часть оперативной памяти содержит программы пользователя и другие вспомогательные программы.

Рис.1.1. Операционная система как диспетчер ресурсов

 

Существует параллельный термин «операционная среда» означающий системное программное окружение, в котором могут выполняться программы, созданные по правилам работы этой среды. Операционная среда может включать в себя несколько интерфейсов: пользовательские и программные. Так, примером пользовательской среды системы Linux могут служить интерфейс командной строки (различные shell – оболочки), интерфейс Midnight Commander, и графический интерфейс – X-Windows с различными менеджерами окон – KDE, Gnome и т.д.