Складові ОС.
Операційна система - це комплекс взаємопов'язаних системних програм, функціями якого є контроль використання та розподілу ресурсів обчислювальної системи та організація взаємодії користувача з комп'ютером.
Операційна система (ОС) відіграє роль сполучної ланки між апаратурою комп'ютера і виконуваними програмами, а також користувачем.
Операційні системи, розвиваючись разом з ЕОМ, пройшли довгий шлях від найпростіших програм у машинних кодах розміром всього в декілька мегабайт до сучасних, написаних на мовах високого рівня, розмір яких обчислюється гігабайтами. Такий значний ріст розміру операційних систем обумовлений, головним чином, прагненням розробників "прикрасити" операційну систему, розширити її можливості, додати можливості, спочатку невластиві операційних систем, а також зробити інтерфейс користувача інтуїтивним. Всі ці спроби дали свої результати, і позитивні, і негативні. Головним результатом стало ускладнення настройки і програмного інтерфейсу при спрощення для користувача.
MS-DOS - одна з перших операційних систем і одна з найвідоміших. Пік популярності цієї операційної системи припадає на 90-і роки, зараз ця операційна система використовується рідко. Найбільшою популярністю у світі на даний момент мають операційні системи фірми Microsoft. Їх частка складає близько 90% серед всіх операційних систем. Найбільш стійкі системи цієї фірми засновані на технології NT (Windows NT / XP / Vista).
Однак Windows, природно, не єдина сучасна операційна система. У інших сучасних ОС, наприклад Linux, UNIX, OS / 2, мають свої переваги і недоліки. Linux надає найбільш досконалу захист, ніж Windows, і має більш продуманий інтерфейс; UNIX застосовується там, де потрібна висока надійність систем. Великим недоліком OS / 2 і UNIX є досить убогий вибір програмних засобів, і тут Windows виграє в інших операційних систем.
Важливою рисою багатьох ОС є здатність їх взаємодії один з одним, за допомогою мережі, що дозволяє комп'ютерам взаємодіяти один з одним, як в рамках локальних обчислювальних мереж (ЛОМ), так і в глобальній мережі Інтернет.
Будь-яка операційна система оперує деякими сутностями, які разом зі способами управління ними багато в чому характеризують її властивості. До таких сутностей можуть ставитися поняття процесу, об'єкта, файлу і т.д. Кожна ОС має свій набір таких сутностей. Наприклад, в ОС Windows до таких сутностей можна віднести поняття об'єкта, і вже через управління цією сутністю надаються всі можливі функції.
Практично будь-яка ОС має поняття ядра. Ядром ОС зазвичай є її резидентна частину, тобто та частина ОС, що не бере участь у процесах підкачки (вона завжди присутня в оперативній пам'яті) і працює в режимі ОС. У ядро входять базові засоби управління основними сутностями, характерними для цієї ОС, а також може входити набір програм, що забезпечують управління деякими фізичними пристроями. У функції ядра, зокрема, входить обробка переривань.
Програми, що управляють ресурсами, іноді називають драйверами пристроїв (фізичних або логічних). Наприклад, в ядро ОС повинен входити драйвер оперативного запам'ятовуючого пристрою.
Далі, навколо ядра нарощуються програми управління ресурсами обчислювальної системи. Перший рівень в основному складається з драйверів фізичних пристроїв. Наступний рівень - управління логічними пристроями і так далі. Таких рівнів може бути досить багато. Зовсім не обов'язково, що всі компоненти працюють в режимі ОС. Багато хто з компонентів, які логічно досить віддалені від ядра, можуть працювати в звичайному режимі користувача. Так само не обов'язково, щоб усі ці компоненти ОС працювали в резидентним режимі. Звичайно, для багатьох функцій це не потрібно.
Однією з головних частин ОС є інтерфейс - універсальний механізм управління будь-яким додатком ОС, незалежно від його призначення та предметної області. Інтерфейс є зручна оболонкою, з якою спілкується користувач. Саме на неї звертають увагу при виборі ОС, - про ядрі ж, головною частини ОС, згадують в другу чергу. Тому нестабільна і ненадійна з точки зору ядра ОС, як, наприклад, Windows 95, і мала успіх завдяки красивій обгортці-інтерфейсу. Операційна система звичайно складається з ядра операційної системи та базового набору прикладного програмного забезпечення. До складу операційної системи входять: • Ядро операційної системи, що забезпечує розподіл та управління ресурсами обчислювальної системи; • базовий набір прикладного програмного забезпечення, системні бібліотеки та програми обслуговування. Ядро системи — це набір функцій, структур даних та окремих програмних модулів, які завантажуються в пам'ять комп'ютера при завантаженні операційної системи та забезпечують три типи системних сервісів: • управління введенням-виведенням інформації (підсистема вводу-виводу ядра ОС); • управління оперативною пам'яттю (підсистема управління оперативною пам'яттю ядра ОС); • управління процесами (підсистема управління процесами ядра ОС). Кожна з цих підсистем представлена відповідними функціями ядра системи. Багатозадачні операційні системи також включають ще одну обов'язкову складову - механізм підтримки багатозадачності. Ця складова не надається в якості системного сервісу і тому не може бути віднесена до жодної з підсистем. Існує три основних механізми забезпечення багатозадачності (планування задач): 1. шляхом надання процесора окремій задачі на квант часу, який визначається самою задачею (кооперативна Багатозадачність; останнім часом практично не використовується або область використання значно обмежена всередині процесів); 2. шляхом надання процесора окремій задачі на квант часу, який визначається обладнанням обчислювальної системи - інтервальним таймером; 3. виділення під окрему задачу окремого процесора в багатопроцесорних системах. В перших двох випадках на кожному з процесорів в окремо взятий момент часу обраховується лише одна задача, але за рахунок достатньо малого кванту часу (в межах мілісекунд), що почергово надається кожній з задач, виникає ілюзія одночасного виконання в системі багатьох задач.
