Требования к операционным системам

Тема2 14.11..2020

Операционная система (operating system) – комплекс программ, предоставляющий пользователю удобную среду для работы с компьютерным оборудованием.

Операционная система позволяет запускать пользовательские программы; управляет всеми ресурсами компьютерной системы – процессором (процессорами), оперативной памятью, устройствами ввода вывода; обеспечивает долговременное хранение данных в виде файлов на устройствах внешней памяти; предоставляет доступ к компьютерным сетям.

Для более полного понимания роли операционной системы рассмотрим составные компоненты любой вычислительной системы (рис.1.1).

Рис. 1.1. Компоненты вычислительной системы

Цель создания вычислительной системы – решение задач пользователя. Для решения определенного круга задач создается прикладная программа (приложение, application). Примерами прикладных программ являются текстовые редакторы и процессоры (Блокнот, Microsoft Word), графические редакторы (Paint, MicrosoftVisio), электронные таблицы (Microsoft Excel), системы управления базами данных (Microsoft Access, Microsoft SQL Server), браузеры (Internet Explorer) и т. п. Все множество прикладных программ называется прикладным программным обеспечением (applicationsoftware).

Создается программное обеспечение при помощи разнообразных средств программирования (среды разработки, компиляторы, отладчики и т. д.), совокупность которых называется инструментальным программным обеспечением.

Основным видом системного программного обеспечения являются операционные системы. Их основная задача – обеспечить интерфейс (способ взаимодействия) между пользователем и приложениями с одной стороны, и аппаратным обеспечением с другой.

Далее рассмотрим, какие функции должны выполнять современные операционные системы.

Функции операционной системы

К основным функциям, выполняемым операционными системами, можно отнести:

обеспечение выполнения программ – загрузка программ в память, предоставление программам процессорного времени, обработка системных вызовов;
управление оперативной памятью – эффективное выделение памяти программам, учет свободной и занятой памяти;
управление внешней памятью – поддержка различных файловых систем;
управление вводом-выводом – обеспечение работы с различными периферийными устройствами;
предоставление пользовательского интерфейса;
обеспечение безопасности – защита информации и других ресурсов системы от несанкционированного использования;
организация сетевого взаимодействия.

Структура операционной системы

Перед изучением структуры операционных систем следует рассмотреть режимы работы процессоров.

Современные процессоры имеют минимум два режима работы – привилегированный (supervisormode) и пользовательский (usermode).

Отличие между ними заключается в том, что в пользовательском режиме недоступны команды процессора, связанные с управлением аппаратным обеспечением, защитой оперативной памяти, переключением режимов работы процессора. В привилегированном режиме процессор может выполнять все возможные команды.

Приложения, выполняемые в пользовательском режиме, не могут напрямую обращаться к адресным пространствам друг друга – только посредством системных вызовов.

Классификация операционных систем

Классификацию операционных систем можно осуществлять несколькими способами.

По способу организации вычислений:

системы пакетной обработки (batchprocessingoperatingsystems) – целью является выполнение максимального количества вычислительных задач за единицу времени; при этом из нескольких задач формируется пакет, который обрабатывается системой;
системы разделения времени (time-sharingoperatingsystems) – целью является возможность одновременного использования одного компьютера несколькими пользователями; реализуется посредством поочередного предоставления каждому пользователю интервала процессорного времени;
системы реального времени (real-timeoperatingsystems) – целью является выполнение каждой задачи за строго определённый для данной задачи интервал времени.

По типу ядра:

системысмонолитнымядром (monolithic operating systems);
системысмикроядром (microkernel operating systems);
системысгибриднымядром (hybrid operating systems).

По количеству одновременно решаемых задач:

однозадачные (single-tasking operating systems);
многозадачные (multitaskingoperatingsystems).

По количеству одновременно работающих пользователей:

однопользовательские (single-user operating systems);
многопользовательские (multi-user operating systems).

По количеству поддерживаемых процессоров:

однопроцессорные (uniprocessoroperatingsystems);
многопроцессорные (multiprocessoroperatingsystems).

По поддержке сети:

локальные (localoperatingsystems) – автономные системы, не предназначенные для работы в компьютерной сети;
сетевые (network operatingsystems) – системы, имеющие компоненты, позволяющие работать с компьютерными сетями.

По роли в сетевом взаимодействии:

серверные (serveroperatingsystems) – операционные системы, предоставляющие доступ к ресурсам сети и управляющие сетевой инфраструктурой;
клиентские (clientoperatingsystems) – операционные системы, которые могут получать доступ к ресурсам сети.

По типу лицензии:

открытые (open-sourceoperatingsystems) – операционные системы с открытым исходным кодом, доступным для изучения и изменения;
проприетарные (proprietaryoperatingsystems) – операционные системы, которые имеют конкретного правообладателя; обычно поставляются с закрытым исходным кодом.

По области применения:

операционные системы мэйнфреймов – больших компьютеров (mainframeoperatingsystems);
операционные системы серверов (serveroperatingsystems);
операционные системы персональных компьютеров (personalcomputeroperatingsystems);
операционные системы мобильных устройств (mobileoperatingsystems);
встроенные операционные системы (embeddedoperatingsystems);
операционные системы маршрутизаторов (routeroperatingsystems).

Требования к операционным системам

Основное требование, предъявляемое к современным операционным системам – выполнение функций, перечисленных выше в параграфе "Функции операционных систем". Кроме этого очевидного требования существуют другие, часто не менее важные :

расширяемость – возможность приобретения системой новых функций в процессе эволюции; часто реализуется за счет добавления новых модулей;
переносимость – возможность переноса операционной системы на другую аппаратную платформу с минимальными изменениями;
совместимость – способность совместной работы; может иметь место совместимость новой версии операционной системы с приложениями, написанными для старой версии, или совместимость разных операционных систем в том смысле, что приложения для одной из этих систем можно запускать на другой и наоборот;
надежность – вероятность безотказной работы системы;
производительность – способность обеспечивать приемлемые время решения задач и время реакции системы.

Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 355; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!