Операционные системы для автономного компьютера

Операционная система компьютера представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны. В соответствии с этим определением ОС выполняет две группы функций:

- предоставление пользователям и программистам вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобней работать и легче программировать;

- повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

В первом случае, функцией ОС является предоставление пользователю виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину. Современный разработчик прикладных программ может обойтись без досконального знания аппаратного устройства компьютера. Он может даже не знать системы команд процессора. Например, ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс. ОС берет на себя все трудности, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые операции. То есть та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, имеет дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.

Во втором случае, функцией ОС является распределение ресурсов ВС между процессами, конкурирующими за эти ресурсы.

ОС должна управлять всеми ресурсами ВС таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение следующих задач:

- планирование ресурса, то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;

- выделение ресурса;

- отслеживание состояния ресурса, то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов – какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно;

- освобождение ресурса.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет облик ОС в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс.