Назначение и основные функции ОС

Операционная система (ОС) — система программ, предназначенная для управления ресурсами ЭВМ и процессами, которые используют эти ресурсы, а также для обеспечения пользовательского интерфейса.

Под ресурсом ЭВМ понимается любой логический или аппаратный компонент ЭВМ, а под процессом - последовательность действий, предписанных программой.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Рис. 4.2. Классификация программного обеспечения

В функции операционной системы входит:

осуществление диалога с пользователем;

ввод-вывод и управление данными;

планирование и организация процесса обработки программ;

распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

запуск программ на выполнение;

всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

передача информации между различными внутренними устройствами;

программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

обработка прерываний.

Концепция прерываний выполнения программ является базовой при построении любой ОС. Выделяют прерывания первого и второго рода.

Системные причины прерываний первого рода возникают в том случае, когда у процесса, находящегося в активном[43] состоянии, возникает потребность либо получить некоторый ресурс или отказаться от него. К этой группе относят и так называемые внутренние прерывания, связанные с работой процессора.

Системные причины прерываний второго рода обусловлены необходимостью проведения синхронизации между параллельными процессами.

При обработке каждого прерывания должна выполняться следующая последовательность действий:

восприятие запроса на прерывание;

запоминание состояния прерванного процесса, определяемое значением счетчика команд и других регистров процессора;

передача управления прерывающей программе, для чего в счетчик команд заносится адрес, соответствующий данному типу прерывания;

обработка прерывания;

восстановление прерванного процесса.

С точки зрения пользователя основными функциями операционных систем являются:

обеспечение автоматического запуска;

формирование интерфейса пользователя;

организация и обслуживание файловой системы.

Автоматический запуск дисковых ОС обеспечивается записью на этапе инсталляции (установки) ОС программного кода в специальной (системной) области диска. Обращение к этому коду осуществляют программы BIOS, которые по окончании своей работы дают команду на загрузку и исполнение содержимого системного диска.

Интерфейсы пользователя, предоставляемые ОС пользователю, делятся на терминальные (командные) и графические. Терминальный интерфейс реализован в неграфических ОС, которые поддерживают интерфейс командной строки (MS-DO5). Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после ее подтверждения, например, нажатием клавиши ENTER.

Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве устройства управления, кроме клавиатуры, можно использовать мышь или другое устройство позиционирования. Работа с графической ОС основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления

Первой наиболее полноценной графической ОС была ОС Windows 95, представленная компанией Microsoft в 1995 г.

В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши — графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы: окна, ярлыки, меню, экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки и др. Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. Графический интерфейс ОС не исключает командный интерфейс, который дополняет любой графический, поскольку не все возможности ОС (команды, программы, сервисы) могут быть реализованы в графическом интерфейсе. Окно командной строки в ОС Windows XP вызывается последовательным выбором пунктов: Пуск — Программы — Стандартные— Командная строка.

Организация и обслуживание файловой системы является одной из важнейших функций ОС, обеспечивающей упорядоченное хранение данных на магнитных и оптических носителях, а также доступ к этим данным.