10.3. операционные системы
10.3.1. понятие «операционная система» и ее виды
Операционная система (ОС) представляет собой комплекс си-
стемных и служебных программных средств. С одной стороны, она
опирается на базовое ПО, входящее в его систему BIOS, с другой —
она сама является основой для ПО более высоких уровней: при-
кладных и большинства служебных приложений. Приложениями ОС
принято называть программы, предназначенные для работы под
управлением данной системы.
Основная функция всех ОС — посредническая. Она заключается
в обеспечении нескольких видов взаимодействия:
взаимодействие между пользователем с одной стороны и про-
•
граммным и аппаратным обеспечением ЭВМ с другой стороны, на-
зываемое интерфейсом пользователя;
взаимодействие между программным и аппаратным обеспече-
•
нием, называемое аппаратно-программным интерфейсом;
взаимодействие между программным обеспечением разного
•
уровня, называемое программным интерфейсом.
ОС появились и развивались в процессе совершенствования ап-
паратного обеспечения компьютеров, поэтому эти события истори-
чески тесно связаны. Развитие компьютеров привело к появлению
огромного количества различных ОС, из которых далеко не все ши-
роко известны. Для одной и той же аппаратной платформы существу-
ет несколько ОС. Различия между ними рассматриваются в двух ка-
тегориях: внутренние и внешние. Внутренние различия характери-
зуются методами реализации основных функций. Внешние различия
определяются наличием и доступностью приложений данной систе-
мы, необходимых для удовлетворения технических требований,
предъявляемых к конкретному рабочему месту.
ОС можно подразделить по типу аппаратного обеспечения, на
котором ОС работают.
Серверные ОС одновременно обслуживают множество пользова-
телей и позволяют им делить между собой программно-аппаратные
ресурсы сервера. Серверы также предоставляют возможность работы
с печатающими устройствами, файлами или сетью Интернет. У интернет-
провайдеров обычно работают несколько серверов для того, чтобы
153
поддерживать одновременный доступ к сети множества клиентов. На
серверах хранятся страницы веб-сайтов и обрабатываются входящие
запросы. Unix и специальная серверная версия ОС Windows являют-
ся примерами серверных ОС. Теперь для этой цели стала использо-
ваться и ОС Linux.
Следующую категорию составляют ОС для персональных компью-
теров. Их работа заключается в предоставлении удобного интерфей-
са для одного пользователя. Такие системы широко используются и
повседневной работе. Основными ОС в этой категории являются
Windows XP / Vista / 7, Apple MacOS и Linux.
Другим видом ОС являются системы реального времени. Главным
параметром таких систем является время. Например, в системах
управления производством компьютеры, работающие в режиме ре-
ального времени, собирают данные о промышленном процессе и
используют их для управления оборудованием. Такие процессы долж-
ны удовлетворять жестким временным требованиям. Если по кон-
вейеру передвигается автомобиль, то каждое действие должно быть
осуществлено в строго определенный момент времени. Если свароч-
ный робот сварит шов слишком рано или слишком поздно, то на-
несет непоправимый вред изделию. Системы VxWorks и QNX явля-
ются ОС реального времени.
Встроенные ОС используются в смартфонах, карманных компью-
терах и бытовой технике. Карманный компьютер — это маленький
компьютер, помещающийся в кармане и выполняющий небольшой
набор функции, например, телефонной книжки и блокнота. Смарт-
фон — это мобильный телефон, обладающий многими возможностя-
ми карманного компьютера. Встроенные микропроцессорные систе-
мы, управляющие работой устройств бытовой техники, не считаются
компьютерами, но обладают теми же характеристиками, что и систе-
мы реального времени, и при этом имеют малые размер и память и
ограничения мощности, что выделяет их в отдельный класс. При-
мерами таких ОС являются Google Andrоid и Apple iOS.
Самые маленькие ОС работают на смарт-картах, представляющих
собой устройство размером с кредитную карту и содержащих цен-
тральный процессор. На такие ОС накладываются очень жесткие
ограничения по мощности процессора и памяти. Некоторые из них
могут управлять только одной операцией, например электронным
платежом, но другие ОС выполняют более сложные функции.
Основными функциями ОС являются:
1) распределение ресурсов ЭВМ между процессами — выделение
процессам ресурсов ЭВМ в зависимости от их приоритета;
2) поддержание файловой системы — организация хранения и
поиска программ и данных на внешних носителях;
3) обеспечение интерфейса пользователя — прием и выполнение
команд пользователя.
Рассмотрим эти функции ОС подробнее.
|