Операционные системы

Операционная система (ОС) –
это совокупность программных средств, осуще-ствляющих управление ресурсами персонального компьютера (ПК), запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними
устройствами и другими
программами, а также
обеспечивающих диалог
пользователя с компьютером.

ОС классифицируются:
по количеству одновременно работающих пользователей: одно- и многопользовательские;
по числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы: одно- и многозадачные;
по количеству поддерживаемых процессоров: одно- и многопроцессорные;
по разряду кода ОС: 8-, 16-, 32- и 64- разрядные;
по типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические);
по типу пользователя к ПК: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени;
по типу использования ресурсов: локальные и сетевые.

Пользователь взаимодействует с ОС на уровне пользовательского интерфейса (UI-User Interfase).
Программист взаимодействует с ОС на уровне программного интерфейса (API-Application Program Interfase).

Операционная система, играя роль посредника, служит двум целям:
Эффективно использовать ресурсы вычислительной системы
и создавать условия для
эффективной работы
пользователя.

Основные функции ОС:
распределение ресурсов;
управление заданиями, данными, памятью, процессорами, устройствами ввода-вывода;
организация режимов работы (пакетного, однопрограммного, мультипрограммного, реального);
выполнение программ;
разработка программ;
отладка программ.

Управляющая программа (микроядро ОС)-обязательный компонент, выполняющий следующие функции:
планирование прохождения непрерывного потока знаний;
управление распределением ресурсов;
Реализация принятых методов организации данных;
Управление операциями ввода-вывода;
Организация мультипрограммной работы;
Управление работоспособностью системы после сбоев.

При управлении статистическими ресурсами (заданиями) микроядро ОС осуществляет предварительное планирование потока заданий для выполнения и статическое распределение ресурсов между одновременно выполняемыми заданиями в процессе подготовки к выполнению (инициализация).
Управление динамическими ресурсами (заданиями) осуществляет динамическое распределение ресурсов между несколькими задачами, решаемыми одновременно в мультипрограммном режиме для выполняемого потока заданий.
Управление данными обеспечивает все операции ввода-вывода (обмена между оперативной памятью и периферийными устройствами) на физическом и логическом уровнях.
Управление восстановлением регистрирует машинные сбои и отказы и восстанавливает работоспособность системы после их
возникновения, если это возможно.

В качестве основных аппаратных ресурсов компьютера, подлежащих распределению, обычно рассматривают:
Время работы процессора;
Адресное пространство основной памяти;
Оборудование ввода-вывода;
Файлы, хранящиеся во внешней памяти.

Основные подсистемы,
обеспечивающими распределение
указанных ресурсов ОС, являются:
Основные подсистемы,
обеспечивающими распределение
указанных ресурсов ОС, являются:
Подсистема управления процессами (распределяет ресурс «процессорное время»);
Подсистема управления памяти (распределяет ресурс «адресное пространство основной памяти»);
Подсистема управления устройствами (распределяет ресурсы «оборудование ввода-вывода»;
Подсистема управления данными (распределяет ресурс «данные или файлы».

Функционирование ОС было бы бесполезным, если не было бы возможности выполнять пользовательские программы,
представляющие собой
статические наборы команд
центрального
процессора –
процессы.

Одно из основных условий
функционирования ОС - стабильность и устойчивость - приводят к чёткому разделе-нию процессов на две группы: системные и прикладные.
Одно из основных условий
функционирования ОС - стабильность и устойчивость - приводят к чёткому разделе-нию процессов на две группы: системные и прикладные.

При исполнении программ на процессоре различают следующие характерные отдельные состояния:
порождение – подготавливаются условия для первого исполнения на процессоре;
активное состояние – программа исполняется на процессоре;
ожидание – программа не исполняется на процессоре по причине занятости какого-либо требуемого ресурса;
готовность-программа не исполняется, но для исполнения предоставлены все необходимые в текущий момент ресурсы, кроме процессора;
окончание – нормальное или аварийное окончание исполнение программы, после которого процессор и другие ресурсы ей не предоставляются.

Один процесс может порождать следующий, при этом
порождающий процесс будет «предком», а порождённый –
«потомком».
Порядок длительности и пребывания
процесс в допустимых состояниях на
интервале существования называется
трассой процесса.
Один процесс может порождать следующий, при этом
порождающий процесс будет «предком», а порождённый –
«потомком».
Порядок длительности и пребывания
процесс в допустимых состояниях на
интервале существования называется
трассой процесса.

По способу достижения конечного результата обработки
информации процессы
делятся на:
эквивалентные – при одинаковых исходных данных, различных программах обработки информации и трассах процессов достигается одинаковых конечных результатов;
тождественные – при одинаковых входных данных, одинаковых программах обработки информации и трассах процессов достигается одинаковый результат;
равные – трассы процессов и все остальное совпадает.

По принадлежности к ОС
процессы могут быть:
системные;
пользовательские.

По связности процессы могут быть:
изолированные – нет связей друг с другом;
информационно-независимые – процессы совместно используют некоторые ресурсы, но не обмениваются информацией;
взаимодействующие – процессы взаимосвязаны обменом информацией;
конкурирующие – процессы
взаимосвязаны по ресурсам.