Поколения операционных систем нацеливают состав и функции ОС на концепцию ресурсов компьютера

Обновлено: 21.11.2024

Операционная система действует как посредник между пользователем компьютера и компьютерным оборудованием. Цель операционной системы — предоставить среду, в которой пользователь может удобно и эффективно выполнять программы.

Операционная система – это программное обеспечение, управляющее аппаратным обеспечением компьютера. Аппаратное обеспечение должно обеспечивать соответствующие механизмы для обеспечения правильной работы компьютерной системы и предотвращения вмешательства пользовательских программ в правильную работу системы.

  • Операционная система – это программа, которая управляет выполнением прикладных программ и действует как интерфейс между пользователем компьютера и компьютерным оборудованием.
  • Более распространенное определение состоит в том, что операционная система – это единственная программа, постоянно работающая на компьютере (обычно называемая ядром), а все остальные – прикладные программы.
  • Операционная система занимается распределением ресурсов и служб, таких как память, процессоры, устройства и информация. Операционная система соответственно включает программы для управления этими ресурсами, такие как контроллер трафика, планировщик, модуль управления памятью, программы ввода-вывода и файловая система.
  1. Удобство. ОС делает использование компьютера более удобным.
  2. Эффективность. ОС позволяет эффективно использовать системные ресурсы компьютера.
  3. Способность к развитию. ОС должна быть построена таким образом, чтобы обеспечить эффективную разработку, тестирование и внедрение новых системных функций одновременно, не мешая обслуживанию.
  4. Пропускная способность. ОС должна быть сконструирована таким образом, чтобы она могла обеспечить максимальную пропускную способность (количество задач в единицу времени).

Основные функции операционной системы:

  • Управление ресурсами. Когда в ОС происходит параллельный доступ, это означает, что при доступе к системе нескольких пользователей ОС работает как диспетчер ресурсов. В ее обязанности входит предоставление пользователю оборудования. Это снижает нагрузку на систему.
  • Управление процессом. Сюда входят различные задачи, такие как планирование и завершение процесса. ОС управляет несколькими задачами одновременно. Здесь происходит планирование ЦП, что означает, что все задачи будут выполняться множеством алгоритмов, которые используются для планирования.
  • Управление хранилищем: механизм файловой системы, используемый для управления хранилищем. NIFS, CFS, CIFS, NFS и т. д. — это некоторые файловые системы. Все данные хранятся на различных дорожках жестких дисков, которыми управляет диспетчер хранения. Он включал жесткий диск.
  • Управление памятью: относится к управлению основной памятью. Операционная система должна отслеживать, сколько памяти было использовано и кем. Он должен решить, какой процесс нуждается в памяти и сколько. ОС также должна выделять и освобождать пространство памяти.
  • Управление безопасностью/конфиденциальностью. Операционная система также обеспечивает конфиденциальность с помощью паролей, чтобы неавторизованные приложения не могли получить доступ к программам или данным. Например, Windows использует проверку подлинности Kerberos для предотвращения несанкционированного доступа к данным.
  1. Пользователь
  2. Системные и прикладные программы
  3. Операционная система
  4. Оборудование

Каждый компьютер общего назначения состоит из аппаратного обеспечения, операционной системы, системных программ и прикладных программ. Аппаратное обеспечение состоит из памяти, ЦП, АЛУ и устройств ввода-вывода, периферийных устройств и устройств хранения. Системная программа состоит из компиляторов, загрузчиков, редакторов, ОС и т. д. Прикладная программа состоит из бизнес-программ, программ баз данных.

Рис. 1. Концептуальный вид компьютерной системы

На каждом компьютере должна быть установлена ​​операционная система для запуска других программ. Операционная система координирует использование оборудования различными системными программами и прикладными программами для различных пользователей. Он просто обеспечивает среду, в которой другие программы могут выполнять полезную работу.

  1. Он контролирует распределение и использование ресурсов вычислительной системы среди различных пользователей и задач.
  2. Он обеспечивает интерфейс между аппаратным обеспечением компьютера и программистом, который упрощает и делает возможным кодирование, создание и отладку прикладных программ.
  1. Предоставляет средства для создания и изменения программ и файлов данных с помощью редактора.
  2. Доступ к компилятору для перевода пользовательской программы с языка высокого уровня на машинный язык.
  3. Предоставить программу-загрузчик для перемещения скомпилированного программного кода в память компьютера для выполнения.
  4. Предоставьте подпрограммы, которые обрабатывают детали программирования ввода-вывода.
  • Компонент управления памятью, включающий буферизацию, кэширование и буферизацию.
  • Общий интерфейс драйвера устройства.

Драйверы для определенных аппаратных устройств.

Ассемблер —
Входными данными для ассемблера является программа на языке ассемблера. Результатом является объектная программа плюс информация, позволяющая загрузчику подготовить объектную программу к выполнению. Когда-то программист имел в своем распоряжении базовую машину, которая с помощью аппаратных средств интерпретировала определенные фундаментальные инструкции. Он запрограммирует этот компьютер, написав серию единиц и нулей (машинный язык), и поместит их в память машины.

Компилятор —
Языки высокого уровня — примеры FORTRAN, COBOL, ALGOL и PL/I — обрабатываются компиляторами и интерпретаторами. Компилятор — это программа, которая принимает исходную программу на «языке высокого уровня» и создает соответствующую объектную программу. Интерпретатор — это программа, которая выполняет исходную программу, как если бы это был машинный язык. Одно и то же имя (FORTRAN, COBOL и т. д.) часто используется для обозначения как компилятора, так и связанного с ним языка.

Загрузчик —
Загрузчик — это процедура, которая загружает объектную программу и подготавливает ее к выполнению. Существуют различные схемы загрузки: абсолютная, релокационная и прямая. В общем, загрузчик должен загрузить, переместить и связать объектную программу. Загрузчик — это программа, которая помещает программы в память и подготавливает их к выполнению. В простой схеме загрузки ассемблер выводит перевод программы на машинный язык на вторичное устройство, а загрузчик помещает его в ядро. Загрузчик помещает в память машинно-языковую версию пользовательской программы и передает ей управление. Поскольку программа-загрузчик намного меньше ассемблера, они делают больше ядра доступным для пользовательской программы.

Операционная система (ОС) — это самая важная программа, которая первой загружается на компьютер при включении системы. Операционная система — это системное программное обеспечение. Связь между пользователем и системой происходит с помощью операционных систем.

Windows, Linux и Android являются примерами операционных систем, которые позволяют пользователю использовать такие программы, как MS Office, Блокнот и игры на компьютере или мобильном телефоне. В компьютерной системе должна быть установлена ​​хотя бы одна операционная система, чтобы запускать основные программы, такие как браузеры. Пройдите бесплатный онлайн-курс «Введение в операционные системы» и улучшите свои знания об этой концепции.

Из этой статьи вы узнаете:

Что такое операционная система?

Вы когда-нибудь задумывались, как происходит общение между пользователем и системой? Как системное оборудование может понимать инструкции пользователя? Итак, ответом на эти вопросы является операционная система. Аппаратное обеспечение — это не что иное, как часть спроектированного механизма, и необходим интерфейс, который заполнит коммуникационный пробел между оборудованием и пользователем. Он переводит инструкции, данные пользователем на языке высокого уровня, на машинный язык, понятный компьютеру. Он действует как посредник между пользователем и компьютерным оборудованием и обеспечивает среду, необходимую для эффективного выполнения различных программ.

История операционных систем

  • Первый компьютер, Z1, был изготовлен в 1936–1938 годах. К сожалению, этот компьютер работал без операционной системы.
  • Двадцать лет спустя в 1956 году была создана первая операционная система.
  • В 1960-х годах лаборатория Белла начала работать над созданием UNIX, первой многозадачной операционной системы.
  • В 1977 году появилась серия Apple. Apple Dos 3.3 была первой дисковой операционной системой.
  • В 1981 году Microsoft создала первую операционную систему под названием DOS, купив программное обеспечение 86 – DOS у компании из Сиэтла.
  • Самые известные окна Microsoft появились в 1985 году, когда MS-DOS была объединена с графическим интерфейсом — графической средой.

Функции операционной системы

  • Управление процессором. Операционная система управляет работой процессора, назначая ему различные задания и гарантируя, что каждый процесс получает от процессора достаточно времени для правильной работы.
  • Управление памятью. Операционная система управляет выделением и освобождением памяти для различных процессов и гарантирует, что другой процесс не использует память, выделенную одному процессу.
  • Управление устройствами: существуют различные устройства ввода и вывода. Операционная система управляет работой этих устройств ввода-вывода. Он получает запросы от этих устройств, выполняет определенную задачу и связывается с запрашивающим процессом.
  • Управление файлами. Операционная система упорядоченно отслеживает информацию о создании, удалении, передаче, копировании и хранении файлов. Он также поддерживает целостность данных, хранящихся в этих файлах, включая структуру каталогов файлов, защищая от несанкционированного доступа.
  • Безопасность. Операционная система предоставляет различные методы, обеспечивающие целостность и конфиденциальность пользовательских данных. Для защиты пользовательских данных используются следующие меры безопасности:
    • Защита от несанкционированного доступа через вход в систему.
    • Защита от вторжений путем поддержания активности Firefall.
    • Защита системной памяти от злонамеренного доступа.
    • Отображение сообщений об уязвимостях системы.

    Особенности операционных систем

    Вот список некоторых важных функций операционных систем:

    1. Предоставляет платформу для запуска приложений.
    2. Обрабатывает управление памятью и планирование ЦП.
    3. Обеспечивает абстракцию файловой системы
    4. Обеспечивает сетевую поддержку
    5. Обеспечивает функции безопасности.
    6. Предоставляет пользовательский интерфейс.
    7. Предоставляет утилиты и системные службы
    8. Поддерживает разработку приложений

    Компоненты операционной системы

    Теперь для выполнения упомянутых выше функций операционная система состоит из двух компонентов:

    Оболочка обрабатывает взаимодействие с пользователем. Это самый внешний уровень операционной системы, который управляет взаимодействием между пользователем и операционной системой следующим образом:

    • Побуждение пользователя к вводу данных
    • Интерпретация ввода для операционной системы
    • Обработка вывода операционной системы.

    Оболочка обеспечивает способ взаимодействия с операционной системой, получая ввод от пользователя или от сценария оболочки. Сценарий оболочки — это последовательность системных команд, хранящихся в файле.

    Функции ядра

    Ядро — это основной компонент операционной системы, выступающий в роли интерфейса между приложениями, а данные обрабатываются на аппаратном уровне.

    Когда ОС загружается в память, сначала загружается ядро, которое остается в памяти до завершения работы ОС. После этого ядро ​​предоставляет ресурсы компьютера и управляет ими, а также позволяет запускать и использовать эти ресурсы другим программам. Ядро также устанавливает адресное пространство памяти для приложений, загружает файлы с кодом приложения в память и настраивает стек выполнения для программ.

    Ядро отвечает за выполнение следующих задач:

    • Управление вводом-выводом
    • Управление памятью
    • Управление процессами выполнения приложений.
    • Управление устройствами
    • Контроль системных вызовов

    Ранее все основные системные службы, такие как управление процессами и памятью, обработка прерываний и т. д., были упакованы в один модуль в пространстве ядра. Этот тип ядра назывался монолитным ядром. Проблема с этим подходом заключалась в том, что для внесения небольших изменений приходилось перекомпилировать все ядро.

    В современном подходе к монолитной архитектуре микроядро содержит различные модули, такие как управление устройствами, управление файлами и т. д. Оно динамически загружается и выгружается. Благодаря этому современному подходу размер кода ядра был уменьшен, а его стабильность повысилась.

    Теперь давайте рассмотрим типы операционных систем.

    Типы операционных систем

    • Пакетная ОС
    • Распределенная ОС
    • Многозадачная ОС
    • Сетевая ОС
    • Реальная ОС
    • Мобильная ОС

    Пакетная ОС

    Batch OS — первая операционная система для компьютеров второго поколения. Эта ОС не взаимодействует напрямую с компьютером. Вместо этого оператор берет похожие задания и объединяет их в пакет, а затем эти пакеты выполняются один за другим по принципу «первым пришел — первым обслужен».

    Преимущества пакетной ОС

    • Время выполнения аналогичных заданий больше.
    • Несколько пользователей могут совместно использовать пакетные системы.
    • Управление большими объемами работ становится проще в пакетных системах.
    • Время простоя для одной партии очень меньше.

    Недостатки ОС

    • Отлаживать пакетные системы сложно.
    • Если задание завершается сбоем, другим заданиям приходится ждать неизвестное время, пока проблема не будет решена.
    • Пакетные системы иногда обходятся дорого.

    Примеры пакетной ОС: система расчета заработной платы, банковские выписки, ввод данных и т. д.

    Распределенная ОС

    Распределенная операционная система — это недавнее достижение в области компьютерных технологий, которое также активно используется во всем мире. В распределенной ОС различные компьютеры связаны единым каналом связи. Эти независимые компьютеры имеют свой блок памяти и ЦП и известны как слабосвязанные системы.Системные процессы могут быть разного размера и выполнять разные функции. Основным преимуществом такого типа операционной системы является то, что пользователь может получить доступ к файлам, которых нет в его системе, но есть в другой подключенной системе. Кроме того, возможен удаленный доступ к системам, подключенным к этой сети.

    Преимущества распределенной ОС

    • Сбой одной системы не повлияет на другие системы, поскольку все компьютеры независимы друг от друга.
    • Снижается нагрузка на хост-систему.
    • Размер сети легко масштабируется, так как к сети можно добавить много компьютеров.
    • Поскольку рабочая нагрузка и ресурсы используются совместно, вычисления выполняются с большей скоростью.
    • Скорость обмена данными увеличена с помощью электронной почты.

    Недостатки распределенной ОС

    • Стоимость установки высока.
    • Программное обеспечение, используемое для таких систем, очень сложное.
    • Отказ основной сети приведет к отказу всей системы.

    Примеры распределенных ОС: LOCUS и т. д.

    Многозадачная ОС

    Многозадачная ОС также известна как операционная система с разделением времени, поскольку каждой задаче дается определенное время, чтобы все задачи выполнялись эффективно. Эта система предоставляет доступ большому количеству пользователей, и каждый пользователь получает столько времени ЦП, сколько они получают в одной системе. Выполняемые задачи предоставляются одним пользователем или разными пользователями. Время, отведенное на выполнение одной задачи, называется квантом, и как только время выполнения одной задачи истекает, система переключается на другую задачу.

    Преимущества многозадачной ОС

    • Каждой задаче отводится одинаковое время на выполнение.
    • Время простоя ЦП будет минимальным.
    • Вероятность дублирования программного обеспечения очень мала.

    Недостатки многозадачной ОС

    • Процессы с более высоким приоритетом не могут выполняться первыми, так как каждому процессу или задаче присваивается одинаковый приоритет.
    • Необходимо защитить различные пользовательские данные от несанкционированного доступа.
    • Иногда возникают проблемы с передачей данных.

    Примеры многозадачных ОС: UNIX и т. д.

    Сетевая ОС

    Сетевые операционные системы — это системы, работающие на сервере и управляющие всеми сетевыми функциями. Они позволяют совместно использовать различные файлы, приложения, принтеры, безопасность и другие сетевые функции в небольшой сети компьютеров, такой как локальная сеть или любая другая частная сеть. В сетевой ОС все пользователи знают о конфигурации каждого другого пользователя в сети, поэтому сетевые операционные системы также известны как тесно связанные системы.

    Преимущества сетевой ОС

    • Новые технологии и оборудование позволяют легко модернизировать системы.
    • Безопасность системы управляется через серверы.
    • К серверам можно получить удаленный доступ из разных мест и систем.
    • Централизованные серверы работают стабильно.

    Недостатки сетевой ОС

    • Стоимость серверов высока.
    • Требуются регулярные обновления и техническое обслуживание.
    • Пользователи зависят от центрального расположения для максимального количества операций.

    Примеры сетевых ОС: Microsoft Windows server 2008, LINUX и т. д.

    ОС реального времени

    Операционные системы реального времени обслуживают системы реального времени. Эти операционные системы полезны, когда за короткое время или в определенные сроки происходит множество событий, например при моделировании в реальном времени.

    Операционная система жесткого реального времени — это операционная система в основном для приложений, в которых малейшая задержка также недопустима. Временные ограничения таких приложений очень строгие. Такие системы созданы для спасательного оборудования, такого как парашюты и подушки безопасности, которые должны быть немедленно задействованы в случае аварии.

    Операционная система мягкого реального времени – это операционная система для приложений, где ограничения по времени не очень строгие.

    В системе мягкого реального времени важная задача имеет приоритет над менее важными задачами, и этот приоритет остается активным до завершения задачи. Кроме того, для конкретной работы всегда устанавливается ограничение по времени, что позволяет делать небольшие задержки для будущих задач, что является приемлемым. Например, виртуальная реальность, системы бронирования и т. д.

    Преимущества ОС реального времени

    • Он обеспечивает большую отдачу от всех ресурсов, так как максимально использует системы.
    • Он обеспечивает лучшее управление распределением памяти.
    • Эти системы всегда безошибочны.
    • Эти операционные системы больше ориентированы на запуск приложений, чем на те, которые находятся в очереди.
    • Переключение с одной задачи на другую занимает очень мало времени.

    Недостатки ОС реального времени

    • Системные ресурсы чрезвычайно дороги и не очень хороши.
    • Используемые алгоритмы очень сложны.
    • Одновременно могут выполняться только ограниченные задачи.
    • В таких системах мы не можем установить приоритет потока, так как эти системы не могут легко переключать задачи.

    Примеры ОС реального времени: системы медицинской визуализации, роботы и т. д.

    Мобильная ОС

    Мобильная ОС – это операционная система для смартфонов, планшетов и КПК. Это платформа, на которой другие приложения могут работать на мобильных устройствах.

    Преимущества мобильной ОС

    Недостатки мобильной ОС

    • Некоторые мобильные операционные системы выдают пользователям плохое качество батареи.
    • Некоторые мобильные операционные системы неудобны для пользователя.

    Примеры мобильных ОС: ОС Android, ios, ОС Symbian и ОС Windows Mobile.

    Примеры операционной системы

    Ниже приведены некоторые примеры операционных систем:

    1. Microsoft Windows
      Это серия графических операционных систем, разработанных, продаваемых и продаваемых Microsoft. Первая версия Windows была выпущена в 1985 году как дополнение к MS-DOS с графическим интерфейсом. Первой версией Windows, продаваемой как отдельная операционная система, была Windows 95.
    2. macOS

    Это серия графических операционных систем, разработанных Apple Inc. Она является преемницей Mac OS X и является операционной системой, на которой работает семейство компьютеров Apple Mac.

    Linux построена на ядре Linux и представляет собой бесплатную операционную систему с открытым исходным кодом. Это одна из самых популярных операционных систем для серверов и встраиваемых устройств. Его также используют миллионы пользователей компьютеров по всему миру.

    Это мобильная операционная система, разработанная Google. Он основан на ядре Linux и предназначен в первую очередь для мобильных устройств с сенсорным экраном, таких как смартфоны и планшеты.

    Еще один пример мобильной операционной системы, разработанной Apple Inc. iOs, является преемником iPhone OS. Это операционная система, на которой работают устройства iPhone, iPad и iPod Touch.

    Преимущества операционной системы

    У операционных систем есть несколько преимуществ. Мы перечислили некоторые из них ниже:

    1. Обеспечение правильного и эффективного использования аппаратного обеспечения компьютера.
    2. Разрешение одновременного запуска разных приложений.
    3. Управление файлами и папками.
    4. Предоставление пользовательского интерфейса.
    5. Управление безопасностью.
    6. Управление ресурсами.
    7. Управление печатью.
    8. Предоставление платформы для разработки программного обеспечения.

    Недостатки операционной системы

    Существует несколько недостатков операционных систем. Мы перечислили некоторые из них ниже:

    • Они могут быть сложными и трудными в использовании.
    • Их покупка и обслуживание могут быть дорогими.
    • Они могут быть уязвимы для атак злоумышленников.

    Заключение

    По мере того, как в ближайшие дни потребность в технологиях будет расти день ото дня, а молодые поколения, такие как Gen Alpha, вырастут и присоединятся к рабочей силе, хорошая и эффективная операционная система станет высшим приоритетом в любой бизнес-среде. Если вы планируете получить степень в области ИТ, сейчас самое время начать.

    Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

    Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

    операционная система (ОС), программа, которая управляет ресурсами компьютера, особенно распределением этих ресурсов среди других программ. Типичные ресурсы включают центральный процессор (ЦП), память компьютера, хранилище файлов, устройства ввода-вывода (I/O) и сетевые соединения. Задачи управления включают планирование использования ресурсов, чтобы избежать конфликтов и помех между программами. В отличие от большинства программ, которые выполняют задачу и завершают работу, операционная система работает бесконечно и завершает работу только при выключении компьютера.

    Современные многопроцессорные операционные системы позволяют активировать множество процессов, где каждый процесс представляет собой «поток» вычислений, используемый для выполнения программы. Одна из форм многопроцессорной обработки называется разделением времени, что позволяет многим пользователям совместно использовать доступ к компьютеру, быстро переключаясь между ними. Разделение времени должно защищать от помех между программами пользователей, и в большинстве систем используется виртуальная память, в которой память или «адресное пространство», используемое программой, может находиться во вторичной памяти (например, на магнитном жестком диске), когда не используется в данный момент, чтобы его можно было заменить обратно, чтобы по требованию занять более быструю основную память компьютера. Эта виртуальная память увеличивает адресное пространство, доступное для программы, и помогает предотвратить вмешательство программ друг в друга, но требует тщательного контроля со стороны операционной системы и набора таблиц распределения для отслеживания использования памяти.Пожалуй, самой деликатной и критической задачей для современной операционной системы является выделение центрального процессора; каждому процессу разрешается использовать ЦП в течение ограниченного времени, которое может составлять доли секунды, а затем он должен отказаться от управления и приостановиться до следующего хода. Переключение между процессами само по себе должно использовать ЦП при защите всех данных процессов.

    Компьютеры размещают веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения так же просто, как. РЖУ НЕ МОГУ. Взломайте этот тест, и пусть какая-нибудь технология подсчитает ваш результат и раскроет вам его содержание.

    У первых цифровых компьютеров не было операционных систем. Они запускали одну программу за раз, которая распоряжалась всеми системными ресурсами, а оператор-человек предоставлял любые необходимые специальные ресурсы. Первые операционные системы были разработаны в середине 1950-х гг. Это были небольшие «программы-супервизоры», которые обеспечивали базовые операции ввода-вывода (такие как управление считывателями перфокарт и принтерами) и вели учет использования ЦП для выставления счетов. Программы супервизора также предоставляли возможности мультипрограммирования, позволяющие запускать несколько программ одновременно. Это было особенно важно, чтобы эти первые многомиллионные машины не простаивали во время медленных операций ввода-вывода.

    Компьютеры приобрели более мощные операционные системы в 1960-х годах с появлением разделения времени, которое требовало системы для управления несколькими пользователями, совместно использующими процессорное время и терминалы. Двумя ранними системами разделения времени были CTSS (совместимая система разделения времени), разработанная в Массачусетском технологическом институте, и базовая система Дартмутского колледжа, разработанная в Дартмутском колледже. Другие многопрограммные системы включали Atlas в Манчестерском университете, Англия, и IBM OS/360, вероятно, самый сложный программный пакет 1960-х годов. После 1972 года система Multics для компьютера General Electric Co. GE 645 (а позже и для компьютеров Honeywell Inc.) стала самой сложной системой с большинством возможностей мультипрограммирования и разделения времени, которые позже стали стандартными.

    У мини-компьютеров 1970-х годов был ограниченный объем памяти и требовались операционные системы меньшего размера. Самой важной операционной системой того периода была UNIX, разработанная AT&T для больших миникомпьютеров как более простая альтернатива Multics. Он стал широко использоваться в 1980-х годах, отчасти потому, что он был бесплатным для университетов, а отчасти потому, что он был разработан с набором инструментов, которые были мощными в руках опытных программистов. Совсем недавно Linux, версия UNIX с открытым исходным кодом, разработанная частично группой под руководством финского студента информатики Линуса Торвальдса и частично группой под руководством американского программиста Ричарда Столлмана, стала популярной как на персональных компьютерах, так и на большие компьютеры.

    Помимо таких систем общего назначения, на небольших компьютерах работают специальные операционные системы, управляющие сборочными линиями, самолетами и даже бытовой техникой. Это системы реального времени, предназначенные для обеспечения быстрого реагирования на датчики и использования их входных данных для управления механизмами. Операционные системы также были разработаны для мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты. iOS от Apple Inc., работающая на iPhone и iPad, и Android от Google Inc. — две известные мобильные операционные системы.

    С точки зрения пользователя или прикладной программы операционная система предоставляет услуги. Некоторые из них представляют собой простые пользовательские команды, такие как «dir» — показать файлы на диске, а другие — низкоуровневые «системные вызовы», которые графическая программа может использовать для отображения изображения. В любом случае операционная система обеспечивает соответствующий доступ к своим объектам, таблицам расположения дисков в одном случае и подпрограммам для передачи данных на экран в другом. Некоторые из его подпрограмм, управляющие процессором и памятью, обычно доступны только другим частям операционной системы.

    Современные операционные системы для персональных компьютеров обычно имеют графический интерфейс пользователя (GUI). Графический интерфейс пользователя может быть неотъемлемой частью системы, как в старых версиях Mac OS от Apple и ОС Windows от Microsoft Corporation; в других случаях это набор программ, которые зависят от базовой системы, как в системе X Window для UNIX и Mac OS X от Apple.

    Операционные системы также предоставляют сетевые службы и возможности обмена файлами — даже возможность совместного использования ресурсов между системами разных типов, такими как Windows и UNIX. Такое совместное использование стало возможным благодаря внедрению сетевых протоколов (правил связи), таких как TCP/IP в Интернете.

    Операционная система

    А.Концепция ОС компьютеров в настоящее время влияет на все сферы человеческой деятельности и вызывает множество изменений в промышленности, правительстве, образовании, медицине, науке, исследованиях, праве, социальных науках и в таких искусствах, как музыка и живопись. В настоящее время они используются, среди других приложений. , чтобы:

    • Проектируйте здания, мосты и машины.
    • Управляйте космическими аппаратами.
    • Помощь в подготовке перспективного плана страны.
    • Контролируйте запасы, чтобы минимизировать материальные затраты.
    • Выставляйте оценки за экзамены и обрабатывайте результаты.
    • Помощь в обучении.
    • Систематически сохраняйте и быстро извлекайте данные о преступлениях и преступниках.
    • Играйте в шахматы и видеоигры.

    Области применения компьютеров ограничиваются только ограничениями человеческого творчества и воображения. На самом деле любая задача, которую можно выполнять систематически, используя точный пошаговый метод, может быть выполнена компьютером. Поэтому каждому образованному человеку сегодня необходимо знать о компьютере, его сильных и слабых сторонах и его внутреннем устройстве.

    Определение компьютера

    Блок-схема компьютера



    Компьютер - это электронная машина, которая принимает ввод и производит вывод, следуя некоторым инструкциям (программам). На следующей схеме показана логическая структура компьютера.

    Таким образом, компьютер представляет собой комбинацию средств ввода, памяти, процессора и выходных средств ввода, с помощью которых мы можем вводить данные в компьютеры, например. Клавиатура, мышь, сканер и т. д. Средства вывода, с помощью которых мы можем проверять вывод на блок обработки (где выполняются программы), такие как монитор, принтеры и т. д. Память — это область хранения, в которой пользователь сохраняет данные и информацию.

    Цели операционных систем

    Современные операционные системы обычно преследуют три основные цели. Операционные системы обычно достигают этих целей, запуская процессы с низкими привилегиями и предоставляя вызовы служб, которые вызывают ядро ​​операционной системы в состоянии с высокими привилегиями.

    • Чтобы скрыть информацию об оборудовании, создав абстракцию.

    Абстракция — это программное обеспечение, которое скрывает детали более низкого уровня и предоставляет набор функций более высокого уровня. Операционная система преобразует физический мир устройств, инструкций, памяти и времени в виртуальный мир, который является результатом абстракций, созданных операционной системой. Есть несколько причин для абстракции. Во-первых, код, необходимый для управления периферийными устройствами, не стандартизирован. Операционные системы предоставляют подпрограммы, называемые драйверами устройств, которые выполняют операции от имени программ, например, операции ввода/вывода. Во-вторых, операционная система вводит новые функции, поскольку она абстрагирует аппаратное обеспечение. Например, операционная система вводит файловую абстракцию, чтобы программам не приходилось иметь дело с дисками. В-третьих, операционная система преобразует компьютерное оборудование в несколько виртуальных компьютеров, каждый из которых принадлежит отдельной программе. Каждая работающая программа называется процессом. Каждый процесс рассматривает оборудование через призму абстракции. В-четвертых, операционная система может обеспечивать безопасность посредством абстракции.

    • Чтобы выделить ресурсы процессам (Управление ресурсами)

    Операционная система управляет доступом процессов (активных агентов) к ресурсам (пассивным объектам).

    • Предоставить приятный и эффективный пользовательский интерфейс.

    Пользователь взаимодействует с операционными системами через пользовательский интерфейс и обычно интересуется внешним видом операционной системы. Наиболее важными компонентами пользовательского интерфейса являются интерпретатор команд, файловая система, интерактивная справка и интеграция приложений. В последнее время наблюдается тенденция к все более интегрированным графическим пользовательским интерфейсам, которые охватывают действия нескольких процессов в сетях компьютеров. Операционные системы можно рассматривать с двух точек зрения: менеджер ресурсов и расширенные машины. С точки зрения диспетчера ресурсов формы Операционные системы эффективно управляют различными частями системы, а с точки зрения расширенных машин Операционные системы предоставляют пользователям более удобную виртуальную машину. Структурно операционные системы могут быть спроектированы как монолитная система, иерархия уровней, система виртуальных машин, экзоядро или модель клиент-сервер. Основными понятиями операционных систем являются процессы, управление памятью, управление вводом-выводом, файловые системы и безопасность.

    Компонент компьютеров

    В целом компьютер состоит из трех компонентов:

    Оборудование — это части компьютера (можно сказать, физическая часть), к которым пользователь может прикасаться. Физическая часть компьютера называется аппаратным обеспечением, таким как клавиатура, монитор, мышь и т. д.

    Программное обеспечение — это программа, которая хранится в памяти компьютера и не может быть затронута пользователем. Программное обеспечение — это набор программ, а программы — это набор инструкций. Предположим, нам нужно создать программное обеспечение по математике, для этого нам нужно несколько программ сложения, умножения и т. д., а в одной программе есть несколько инструкций. Примеры: windows98, windows2000, MS Office, Internet Explorer и т. д.

    Пользователь также является важным компонентом компьютера, поскольку без него мы не можем работать с компьютером. Пользователь также классифицируется по нескольким типам, таким как оператор, программист, аналитик, администратор и т. д. У каждого пользователя есть конкретное назначение для выполнения конкретной задачи. Компоненты компьютеров В широком смысле компьютер состоит из трех компонентов:

    Оборудование — это части компьютера (можно сказать, физическая часть), к которым пользователь может прикасаться. Физическая часть компьютера называется аппаратным обеспечением, таким как клавиатура, монитор, мышь и т. д.

    Программное обеспечение — это программа, которая хранится в памяти компьютера и не может быть затронута пользователем. Программное обеспечение — это набор программ, а программы — это набор инструкций. Предположим, нам нужно создать программное обеспечение по математике, для этого нам нужно несколько программ сложения, умножения и т. д., а в одной программе есть несколько инструкций. Примеры: windows98, windows2000, MS Office, Internet Explorer и т. д.

    Пользователь также является важным компонентом компьютера, поскольку без него мы не можем работать с компьютером. Пользователи также классифицируются по нескольким типам, таким как оператор, программист, аналитик, администратор и т. д. У каждого пользователя есть определенное назначение для выполнения конкретной задачи.

    Что такое операционная система?

    Существует несколько типов операционных систем, наиболее распространенными из которых являются Windows, Linux и Macintosh. Вот обзор каждой системы:

    • Windows. Windows — это популярный бренд Microsoft, предпочитаемый большинством пользователей. Эта система прошла долгий путь от версии 1.0 до новой Vista и скоро будет выпущена Windows 7. Хотя Windows добилась больших успехов в отношении безопасности, она имеет репутацию одной из самых уязвимых систем.< /li>
    • Unix/Linux. Операционная система Unix существует уже много лет и хорошо известна своей стабильностью. Unix чаще используется как сервер, чем как рабочая станция. Linux был основан на системе Unix, а исходный код был частью проекта GNU с открытым исходным кодом. Обе системы очень безопасны, но намного сложнее, чем Windows.
    • Macintosh. Последние версии операционной системы Macintosh, включая Mac OS X, основаны на защищенной архитектуре Unix. Системы, разработанные Apple, эффективны и просты в использовании, но могут работать только на фирменном оборудовании Apple.

    Исторически операционные системы были тесно связаны с архитектурой компьютера, поэтому рекомендуется изучать историю операционных систем по архитектуре компьютеров, на которых они работают. Операционные системы прошли через ряд отдельных этапов или поколений, что примерно соответствует десятилетиям.

    У первых электронных цифровых компьютеров не было операционных систем. Машины того времени были настолько примитивны, что программы часто вводились по одному биту за раз с помощью рядов механических переключателей (разъемных плат). Языки программирования были неизвестны (даже языки ассемблера). О операционных системах никто и не слышал.

    К началу 1950-х годов рутина несколько улучшилась с появлением перфокарт. Исследовательские лаборатории General Motors внедрили первые операционные системы в начале 1950-х годов для своего IBM 701. Система 50-х обычно выполняла одну работу за раз. Они назывались однопотоковыми системами пакетной обработки, поскольку программы и данные отправлялись группами или пакетами.

    Системы 1960-х годов также были системами пакетной обработки, но они могли лучше использовать ресурсы компьютера, выполняя несколько заданий одновременно. Поэтому разработчики операционных систем разработали концепцию мультипрограммирования, при которой несколько заданий находятся в оперативной памяти одновременно; процессор переключается с задания на задание по мере необходимости, чтобы поддерживать продвижение нескольких заданий, сохраняя при этом использование периферийных устройств. Например, в системе без многозадачности, когда текущее задание приостанавливалось для ожидания завершения другой операции ввода-вывода, ЦП просто бездействовал до завершения ввода-вывода. Решением этой возникшей проблемы стало разделение памяти на несколько частей с разными заданиями в каждом разделе. Пока одно задание ожидало завершения ввода-вывода, другое задание могло использовать ЦП. Еще одной важной особенностью операционной системы третьего поколения была техника, называемая буферизацией (одновременные периферийные операции на линии). При буферизации высокоскоростное устройство, такое как диск, вставляется между работающей программой и низкоскоростным устройством, задействованным в вводе/выводе программы. Например, вместо прямой записи на принтер выходные данные записываются на диск.Программы могут выполняться до завершения быстрее, а другие программы могут запускаться раньше, когда принтер становится доступным, выходные данные могут быть распечатаны. Обратите внимание, что метод намотки очень похож на сматывание нити в катушку, чтобы ее можно было позже размотать по мере необходимости. Еще одна особенность, представленная в этом поколении, - это метод разделения времени, вариант метода мультипрограммирования, при котором у каждого пользователя есть онлайновый (т. Е. Подключенный напрямую) терминал. Поскольку пользователь присутствует и взаимодействует с компьютером, компьютерная система должна быстро реагировать на запросы пользователя, иначе может пострадать производительность пользователя. Системы разделения времени были разработаны для многозадачности большого количества одновременных интерактивных пользователей. Четвертое поколение С развитием схем LSI (крупномасштабная интеграция), микросхемы, операционная система вошли в систему, вошедшую в эпоху персональных компьютеров и рабочих станций. Микропроцессорная технология развилась до такой степени, что стало возможным создавать настольные компьютеры, столь же мощные, как мэйнфреймы 1970-х годов. На рынке персональных компьютеров доминировали две операционные системы: MS-DOS, написанная Microsoft, Inc. для IBM PC и других машин с процессором Intel 8088 и его преемниками, и UNIX, которая доминирует на больших персональных компьютерах с процессором Motorola. Семейство ЦП 6899.

    Как мы уже знаем, компьютер представляет собой набор аппаратных средств, но пользователь не может взаимодействовать с аппаратными средствами, потому что пользователю нужен некоторый интерфейс для работы с компьютером, поэтому операционная система (ОС) является основным интерфейсом между пользователем и компьютером. ОС -- это системная программа , которая дает пользователю простой способ получить доступ к компьютеру . Лучшим примером является DOS и Windows98. В настоящее время Windows 98 является одной из лучших ОС в мире, потому что она очень удобна для пользователя, проста в освоении и поддерживает графический интерфейс пользователя (графический интерфейс пользователя). GUI означает команды, отображаемые в виде изображений. Таким образом, мы можем сказать, что ОС — это прослойка между пользователем и компьютером.

    А. типы ОС с примерами Как вы уже знаете, у ОС есть ключевая функция для управления компьютерами. Согласно требованиям, ОС применима для однопользовательской системы, где один пользователь работает только на одном компьютере. Но иногда приходится работать по номеру системы. Итак ОС двух типов:-

    Система, которая используется одним пользователем в определенное время, называется однопользовательской системой, а операционная система, которая поддерживает это действие, называется однопользовательской операционной системой. Дисковая операционная система (DOS) является примером системы такого типа. Другими словами, в системе этого типа только один пользователь может получить доступ к файлу и изменить его в любой момент времени.

    Система, которая используется более чем одним человеком/пользователем в данный момент времени, называется многопользовательской системой, а операционная система, которая поддерживает эту деятельность, называется многопользовательской операционной системой. MS-Windows и Unix — две такие популярные операционные системы. В такой среде несколько пользователей могут получить доступ к файлу, расположенному в определенной системе, и изменить его из своего местоположения только при условии, что они уполномочены делать это.

    Основные части экрана Windows 98

    Большая фоновая область экрана Windows. Вы можете настроить рабочий стол, добавив ярлыки к любимым программам, документам и принтерам. Вы также можете изменить внешний вид рабочего стола в соответствии со своим настроением и индивидуальностью.

    Мои документы — это специальная папка, в которой удобно хранить файлы и документы, созданные на вашем компьютере.

    Мой компьютер позволяет вам видеть все на вашем компьютере. Дважды щелкните значок «Мой компьютер» на рабочем столе, чтобы просмотреть файлы и папки.

    Если вы подключены к сети, на рабочем столе появится значок сетевого окружения. Вы можете дважды щелкнуть значок сетевого окружения, чтобы просмотреть компьютер в рабочей группе и компьютер в сети. Если вы подключены к Интернету, на рабочем столе появится значок сетевого окружения , так как Интернет на самом деле тоже является сетью.

    В корзине хранятся все файлы, которые вы удаляете с компьютера. Вы можете использовать корзину для извлечения случайно удаленных файлов или очистить корзину, чтобы освободить место на диске.

    Если вы работаете на двух компьютерах, вы можете использовать портфель, чтобы обновлять файлы.

    Панель задач обычно появляется в нижней части экрана и содержит известную кнопку запуска, которую вы используете для запуска своих программ. Всякий раз, когда вы открываете программу, документ или окно, значок этой программы появляется на панели задач. Это позволяет вам видеть, какие программы запущены в данный момент, и легко переключаться между ними.

    Кнопка "Пуск" позволяет быстро открывать программы и документы. Вы также можете использовать кнопку "Пуск", чтобы найти и изменить настройки окон.

    Появившаяся в Windows 98 панель быстрого запуска обеспечивает быстрый доступ к наиболее часто используемым приложениям.Internet Explorer, Outlook Express, рабочий стол Windows и несколько веб-сайтов, называемых каналами, уже включены в панель быстрого запуска по умолчанию.

    Операционная система – это программный компонент, выступающий в роли ядра компьютерной системы. Он выполняет различные функции и, по сути, является интерфейсом, соединяющим ваш компьютер и его поддерживаемые компоненты. В этой статье мы обсудим основные функции операционной системы, а также проблемы безопасности для наиболее популярных типов. Также узнайте больше об основных операциях Драйверы играют важную роль в операционной системе. Драйвер — это программа, предназначенная для понимания функций конкретного устройства, установленного в системе. Драйвер обеспечивает работу многочисленных устройств, включая мышь, клавиатуру, принтер, видеокарту и дисковод компакт-дисков, преобразуя команды операционной системы или пользователя в команды, понятные соответствующему компоненту. Он также переводит ответы от компонента обратно в операционную систему, программное приложение или пользователя.

    Операционная система выполняет другие функции с системными утилитами, отслеживающими производительность,

    Читайте также: