Операционная система

Кыргызский  Национальный Университет им. Ж. Баласагына

Института Интеграции Международных Образовательных  Программ

Персонального колледжа

 

 

 

 

Доклад

 

По  предмету: ИТВПД (информационные технологии в профессиональной деятельности)

На  тему: Операционная система

 

 

 

                                                        Выполнила: Кутмидинова Б.К

                                                             Проверила: Усупова Н.М

 

 

 

Бишкек 2011г.

      

 Содержание

  Введение

1. Общее понятие операционной системы…………………………….

2. Функции  операционной системы………………………………………….

3. Ядро операционной системы……………………………………

4. Существующие операционной системы…………………………………..

5. Операционная система Linux……………………………………………….

6. Операционная система Windows………………………………………..

   Заключение

   Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Существуют  две группы определений операционной системы: «набор программ, управляющих  оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический  смысл, который связан с вопросом, в каких случаях требуется  операционная система. Есть приложения вычислительной техники, для которых операционные системы излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры, содержащиеся во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), простейших сотовых телефонах, постоянно исполняют лишь одну программу, запускающуюся по включении. Многие простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без операционной системы, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске.

Операционные  системы нужны, если:

• вычислительная система используется для различных задач, причём программы, решающие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев операционная система отвечает на неё реализацией файловой системы.

• Современные системы, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;

• различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, операционные системы предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);

• между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;

• необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);

• оператор должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды — оболочка и наборы утилит — они могут являться частью операционной системы.

Таким образом, современные универсальные операционные системы можно охарактеризовать, прежде всего, как:

• использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),

• многопользовательские (с разделением полномочий),

• многозадачные (с разделением времени).

• Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой операционной системе. В составе операционной системы различают три группы компонентов:

• ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;

• системные библиотеки;

• оболочка с утилитами.

 

 

 

 

 

 

 

Операционная система

Схема, иллюстрирующая место операционной системы в многоуровневой структуре  компьютера:

Операционная система, сокр., ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения. В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой. Разработчикам программного обеспечения операционных систем позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см. интерфейс программирования приложений).

В большинстве  вычислительных систем операционная система  является основной, наиболее важной (а  иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).

Каждый  компьютер обязательно комплектуется  операционной системой, для каждой из которых создается свой набор  прикладных программ (приложений). Большинство  операционных систем модифицируются и  совершенствуются в направлении  исправления ошибок и включения  новых возможностей. В целях сохранения преемственности новая модификация  операционной системы не переименовывается, а приобретает название версии. Версии ОС обозначаются (как правило) «десятичной  дробью» вида 6.00, 2.1, 3.5 и т. д. При  этом увеличение цифры до точки отражает существенные изменения, вносимые в  операционную систему, а увеличение цифр, стоящих после точки, — незначительные изменения (например, исправление ошибок). Чем больше номер версии, тем большими возможностями обладает система.

Классификация операционных систем Операционные системы  классифицируются по: количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские, многопользовательские; числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы: однозадачные, многозадачные; количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные; разрядности кода ОС: 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные; типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические); типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени; типу использования ресурсов: сетевые, локальные. В соответствии с первым признаком классификации многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами.                                                                                                   Второй признак предполагает деление ОС на многозадачные и однозадачные. Понятие многозадачности означает поддержку параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени. В соответствии с третьим признаком многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи. Четвертый признак подразделяет операционные системы на 8-, 16-, 32- и 64-разрядные. При этом подразумевается, что разрядность операционной системы не может превышать разрядности процессора. В соответствии с пятым признаком ОС по типу пользовательского интерфейса делятся на объектно-ориентированные (как правило, с графическим интерфейсом) и командные (с текстовым интерфейсом). Согласно шестому признаку ОС подразделяются на системы: пакетной обработки, в которых из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности; разделения времени (TSR), обеспечивающих одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на раз¬ных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания; реального времени, обеспечивающих определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними но отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами. В соответствии с седьмым признаком классификации ОС делятся на сетевые и локальные. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов. В большинстве случаев сетевые операционные системы устанавливаются на один или более достаточно мощных компьютеров-серверов, выделяемых исключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов. Все остальные ОС будут считаться локальными и могут использоваться на любом персональном компьютере, а также на отдельном компьютере, подключенном к сети в качестве рабочей станции или клиента. В настоящее время распространены следующие семейства операционных систем: DOS; OS/2; UNIX; Windows; ОС реального времени. Основные  критерии подхода к выбору операционной системы:                                 В настоящее время имеется большое количество операционных систем, и перед пользователем стоит задача определить, какая операционная система лучше других (по тем или иным критериям). Очевидно, что идеальных систем не бывает, любая из них имеет свои достоинства и недостатки. Выбирая операционную систему, пользователь должен представлять, насколько та или иная ОС обеспечит ему решение его задач.                        Чтобы выбрать ту или иную ОС, необходимо знать: на каких аппар-х платформах и с какой скоростью работает ОС; какое периферийное аппаратное обеспечение ОС поддерживает; как полно удовлетворяет ОС потребности пользователя, то есть каковы функции системы; каков способ взаимодействия ОС с пользователем, то есть насколько нагляден, удобен, понятен и привычен пользователю интерфейс; существуют ли информативные подсказки, встроенные справочники и т. д.; какова надежность системы, то есть ее устойчивость к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т. д.; какие возможности предоставляет ОС для организации сетей; обеспечивает ли ОС совместимость с другими операционными системами; какие инструментальные средства имеет ОС для разработки прикладных программ; осуществляется ли в ОС поддержка различных национальных языков; какие известные пакеты прикладных программ можно использовать при работе с данной системой; как осуществляется в ОС защита информации и самой системы

Функции операционных систем

Основные  функции:

• выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

• загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

• утандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

• управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

• управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

• обеспечение пользовательского интерфейса.

• сохранение информации об ошибках системы.

Дополнительные функции:

• параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

• эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

• разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

• организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.

• взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

• защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

• многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

 
Компоненты операционной системы:

• загрузчик

• ядрокомандный процессор (интерпретатор)

• драйверы устройств

• интерфейс

Большинство программ, как системных (входящих в  операционную систему), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что система (точнее, её ядро) управляет оборудованием. В определении состава операционной системы значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав операционной системы включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ядро операционной системы

Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются процессорное время, память и устройства ввода-вывода. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра.

Как основополагающий элемент операционной системы, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа  приложений к ресурсам вычислительной системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет  такой доступ исполняемым процессам  соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Описанная задача может различаться в зависимости  от типа архитектуры ядра и способа  её реализации.

Объекты ядра ОС:

• Процессы

• Файлы

• События

• Потоки

• Семафоры

• Мьютексы

• Каналы