Transcript Операционные системы

Операционная система




Современная компьютерная система состоит из
множества устройств (процессоров, памяти, дисков и
т.д.)
Создание программ, которые следят за всеми
компонентами, корректно используют их и работают
оптимально – трудная задача
Для этого компьютер оснащают специальным уровнем
ПО, называемом операционной системой (ОС)
ОС отвечает за управление всеми устройствами и
обеспечивает пользователя имеющими простой,
доступный интерфейс программами для работы с
аппаратурой
Операционная система



Операционная система
(ОС) – основа
системного ПО
Без ОС не возможен
доступ к аппаратуре
программам компьютера
ОС – посредник между
пользователем и
программными,
аппаратными
средствами
Операционная система


Микроархитектурный уровень – внутренние регистры ЦПУ и АЛУ
Машинный язык служит для перемещения данных по
компьютеру, выполнения арифметических операций и
сравнения величин (пример – запись данных на диск)
Операционная система





ОС – это ПО, которое частично избавляет от
необходимости общения с аппаратурой напрямую,
предоставляя более удобную систему команд
Далее идут остальные системные программы, не
являющиеся частью ОС
ОС запускается и работает в режиме ядра (режим
супервизора, кольцо 0)
Режим ядра защищен от вмешательства пользователя с
помощью аппаратных средств (процессора)
Все остальные программы запускаются в
пользовательском режиме
Операционная система


Операционная система – комплекс программ, которые
обеспечивают автоматизацию доступа к аппаратным и
программным ресурсам компьютера
Две группы функций – расширение возможностей
машины (расширенная машина) и управление ее
ресурсами (менеджер ресурсов)
Операционная система как расширенная
машина



ОС избавляет от необходимости напрямую работать с
аппаратурой (чтение/запись секторов диска, запуск
двигателя привода и т.д.)
Реальная машина, способная выполнять только
небольшой набор элементарных действий,
определяемых системой команд, превращается в
виртуальную машину, выполняющую широкий набор
более мощных функций (удалить файл, напечатать файл
и т.д.)
Назначение ОС состоит в предоставлении пользователю
расширенной машины, которую легче программировать и
с которой легче работать, чем непосредственно с
аппаратурой, составляющей реальный компьютер
Операционная система как система
управления ресурсами





Основные ресурсы – процессор, оперативная память,
наборы данных, диски, накопители, сетевые устройства,
принтеры и т.д.
Ресурсы распределяются между процессами (задачами)
Процесс (последовательный вычислительный) – это
отдельная программа с ее данными, выполняющаяся на
последовательном процессоре.
Последовательный процессор – процессор, в котором
текущая команда выполняется после завершения
предыдущей
Примеры процессов – текстовый редактор, браузер и т.д.
Операционная система как система
управления ресурсами






Ресурс – всякий объект, который может распределяться
внутри системы
Управление ресурсами включает мультиплексирование
(распределение) двумя способами – во времени
пространстве
Во времени – различные пользователи и программы
используют его по очереди (сначала один, потом другой)
Использование процессора – разделение по времени
ОС определяет продолжительность использования
ресурса и кто будет следующий
Еще пример – печать на принтере
Операционная система как система
управления ресурсами

Пространственное мультиплексирование

Каждый клиент получает часть ресурса


Оперативная память распределяется между несколькими
работающими программами, которые все могут
одновременно находиться в памяти
Управление распределением оперативной памяти и
памяти на внешним носителях –задача ОС
Общие задачи управления ресурсами





Планирование ресурса – определение, какому процессу,
когда и в каком количестве следует выделить ресурс
Удовлетворение запросов на ресурсы
Отслеживание состояния и учет использования ресурса
(поддержание оперативной информации о том, занят
ресурс или свободен и какая доля ресурса уже
распределена)
Разрешение конфликтов между процессами
Для каждой задачи разные ОС используют разные
алгоритмы
Классификация





Однозадачные, многозадачные (сколько программ могут
выполнять одновременно)
Однопользовательские, многопользовательские (сколько
одновременно пользователей могут работать)
В многопользовательских ОС необходимо защищать
данные и программы каждого пользователя
Для идентификации доступа используются механизмы
аутентификации, после успешной аутентификации
происходит авторизация (назначение прав)
Несетевые и сетевые ОС (для работы в глобальных и
локальных сетях)
Компоненты ОС


Загрузчик
Ядро (Центральная часть операционной системы,
управляющая выполнением процессов, ресурсами
вычислительной системы и предоставляющая процессам
координированный доступ к этим ресурсам)

Командный процессор (интерпретатор)

Драйверы устройств

Интерфейс
Интерфейс пользователя



Интерфейс пользователя – совокупность средств и
методов взаимодействия пользователя с программной
системой
Интерфейс – текстовый, табличный, графический
В текстовом интерфейсе взаимодействие происходит в
форме диалога

ОС ожидает ввода команд

Пользователь должен вводить команды

ОС выполняет команду и ждет следующую


Диалог протекает в виде обмена текстовыми
сообщениями
Командная строка – строга приглашения ОС, в которой
вводятся команды
Интерфейс пользователя






Текстовый интерфейс сложен и малоудобен
Разработали оболочки для ОС – вспомогательные
программы, которые обеспечивают более удобный для
пользователя способ работы с ОС
Табличный интерфейс – указание или выбор команды
или ее элементов в готовой таблице, а не ввод текста
команды
Обычно сохраняется возможность текстового
интерфейса
Элементы интерфейса – кнопка, флажок, список, меню и
т.д.
Каждый элемент выполняет закрепленные за ним
действия
Графический интерфейс


Разновидность пользовательского интерфейса, в
котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки,
списки и т. п.), представленные пользователю на
дисплее, исполнены в виде графических изображений
Пользователь имеет доступ с помощью клавиатуры,
мышки к элементам интерфейса и манипулирует ими
Распространенные ОС

Unix-подобные: Solaris, FreeBSD, Linux

Mac OS 9, Max OS X (Apple)


Linux : Ubuntu, Debian, RedHat & Fedora, Cent OS, SUSE,
Arch, Slackware
Windows: Windows 9x, Windows 2000, XP, Vista, 7;
Windows Server 2000, 2003, 2008