Операционная система: назначение и состав

СОДЕРЖАНИЕ:
Что такое операционная система?;
Примеры операционных систем;
Функции операционной системы (основные и дополнительные);
Состав операционной системы;
Графический интерфейс;
Сервисные программы;
Загрузка операционной системы.

ЧТО ТАКОЕ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА?
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.
Главным компонентом системного ПО является операционная система (ОС) – комплекс взаимосвязанных программ, который: служит посредником при организации диалога пользователя с компьютером; управляет распределением и использованием компьютерных ресурсов; руководит работой всех аппаратных средств компьютера.
При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы.

ПРИМЕРЫ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ:
Примеры операционных систем:
MS-DOS
UNIX
Windows
Linux
С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS). С 2000-х большое распространение получили мобильные компьютеры (смартфоны и планшеты) и с ними ОС Android и iOS.

ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (ОСНОВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ):
ОС является необходимой составляющей ПО ПК, без нее компьютер не может работать в принципе.
ОС выполняет базовые функции:
управляет файловой системой (просмотр, удаление, копирование, перемещение, переименование);
запуск и завершение прикладных программ;
всевозможный сервис (информация о параметрах, их настройка, оптимизация работы и тд)
Разработчикам прикладных программ ОС позволяет не думать о деталях реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций по работе с ним.

ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (ОСНОВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ):
Основные функции ОС:
Выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
Стандартизованный 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.

ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (ОСНОВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ):
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.

СОСТАВ 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;
Программный модуль, управляющий файловой системой: процесс работы компьютера в сводится к обмену файлами между устройствами;
Командный процессор – специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так далее. Операционная система должна эту команду выполнить;
Драйверы – программы, которые управляют работой устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.При включении компьютера произво-дится загрузка драйверов в оперативную память. Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы;

СОСТАВ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ:
Справочная система – получение информации о функционировании ОС в целом и о работе её отдельных модулей;
Файлы ОС хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске). Но программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.
Программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.
Утилиты – сервисные программы для обслуживания дисков (проверять, сжимать, дефрагментировать и тд), выполнения операций с файлами (архивировать, копировать и тд), и работы в компьютерных сетях;

ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС:
Графический пользовательский интерфейс (англ. Graphical user interface) — разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п.), представленные пользователю на мониторе, исполнены в виде графических изображений.
В отличие от интерфейса командной строки, в ГПИ пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода — клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) ко всем видимым экранным объектам (элементам интерфейса) и осуществляет непосредственное манипулирование ими. Чаще всего элементы интерфейса в ГИ реализованы на основе метафор и отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программ неподготовленными пользователями.

СЕРВИСНЫЕ ПРОГРАММЫ:

ЗАГРУЗКА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ:
1. Запуск компьютера.
Для того чтобы компьютер мог начать работу необходимо наличие специальной микросхемы – ПЗУ. Программы ПЗУ записываются на заводе и называются BIOS.
После включения компьютера процессор начинает считывать и выполнять микрокоманды, которые хранятся в микросхеме BIOS. Выполняется проверка работоспособности основных устройств компьютера. В случае неисправности выдаются определенные звуковые сигналы.
Затем BIOS начитает поиск программы-загрузчика операционной системы.
Программа-загрузчик помещается в ОЗУ и начинается процесс загрузки файлов операционной системы.

ЗАГРУЗКА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ:
2. Загрузка операционной системы.
Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком диске, на CD …). Однако программы могут выполнятся, только если они находятся в ОЗУ, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.
Диск, на котором находятся файлы операционной системы и с которого происходит загрузка, называют системным.
3. Загрузка графического интерфейса.
После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору (оболочке ОС). Пользователь вводит команды с помощью мыши.
Операционная система скрывает от пользователя детали аппаратуры и предоставляет удобство работы.