Базовое системное программное обеспечение
В базовое программное обеспечение входят:
· операционная система (ОС);
· операционные оболочки (текстовые и графические);
· сетевая операционная система.
Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.
В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение занимают системы семейства MS Windows. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.
Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:
· одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);
· одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);
· непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;
· несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.
Сетевые операционные системы - комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах.
Операционные оболочки - специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.
Наиболее популярны следующие виды текстовых оболочек операционной системы: Total Commander, Windows Commander и др.
Рассмотрим подробнее операционную систему.
Операционная система - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.
Операционная система выполняет следующие функции:
· управление работой каждого блока персонального компьютера и их взаимодействием;
· управление выполнением программ;
· организацию хранения информации во внешней памяти;
· взаимодействие пользователя с компьютером, т.е. поддержку интерфейса пользователя.
Обычно операционная система хранится на жестком диске, а при его отсутствии выделяется специальный диск, который называется системным. При включении компьютера операционная система автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определенное место. Операционная система создается не для отдельной модели компьютера, а для серии компьютеров, в структуре которых заложена и развивается во всех последующих моделях определенная концепция.
В основе любой операционной системы лежит принцип организации работы внешнего устройства хранения информации. Несмотря на то, что внешняя память может быть технически реализована на разных материальных носителях, их объединяет принятый в операционной системе принцип организации хранения логически связанных наборов информации в виде так называемых файлов.
Файл - логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область.
Файл служит учетной единицей информации в операционной системе. Любые действия с информацией осуществляются над файлами.
В файлах могут храниться разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, чертежи, числа, программы, таблицы и т.п. Особенности конкретных файлов определяются их форматом. Под форматом понимается элемент языка, в символическом виде описывающий представление информации в файле.
Для характеристики файла используются следующие параметры:
· полное имя файла;
· объем файла в байтах;
· дата и время создания файла;
· специальные атрибуты файла: только для чтения, скрытый, системный, архивированный.
Операционные системы: назначение и основные функции
Понятие Операционной системы
Операционная система (ОС) – комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей компьютера между собой и взаимодействие пользователя и компьютера.
ОС обеспечивает целостное функционирование всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к аппаратным возможностям компьютера. Операционная система является базовой и необходимой составляющей ПО компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
Состав ОС
Структуру ОС составляют следующие модули:
базовый модуль (ядро ОС) - управляет работой программ и файловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами между периферийными устройствами;
т .е. переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятый компьютеру
командный процессор - расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие прежде всего через клавиатуру;
т .е. запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать, например, команду выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), команду вывода документа на печать и т.д.
драйверы периферийных устройств - программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором (каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и в различном темпе);
т .е. специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Любому устройству соответствует свой драйвер.
дополнительные сервисные программы (утилиты) - делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером
т.е. такие программы позволяют обслуживать диски, выполнять операции с файлами, работать в компьютерных сетях и т.д.
Назначение Операционной системы
ОС предназначена для решения следующих задач:
обслуживания аппаратуры компьютера;
создания рабочей среды и интерфейса пользователя;
выполнения команд пользователя и программных инструкций;
организации ввода/вывода, хранения информации и
управления файлами и данными.
Согласно определению, все задачи, решаемые ОС, можно разбить на две группы:
предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной (т.е. реально не существующей) машины, с которой удобнее работать и которую легче программировать;
повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторым критерием.
Функции Операционной системы
Основные функции:
Выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
Обеспечение пользовательского интерфейса.
Сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов.
Дополнительные функции:
Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.
Эволюция операционных систем и основные идеи
Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).
В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.
Операционная система DOS
DOS – первая операционная система для персональных компьютеров, которая получила широкое распространение и была основной для компьютеров IBM PC с 1981 по 1995. Со временем она была практически вытеснена новыми, современными операционными системами Windows и Linux, но в ряде случаев DOS остается удобной и единственно возможной для работы на компьютере (например, в тех случаях, когда пользователь работает с устаревшей техникой или давно написанным программным обеспечением и т.п.)
С операционной системой DOS пользователи работают с помощью командной строки, у нее нет собственного графического интерфейса. ОС DOS позволила успешно работать с ПК на протяжении 15 лет, тем не менее, эту работу нельзя назвать удобной. DOSвыступала «посредником» между пользователем и компьютером и помогла превратить сложные команды обращения к дискам в более простые и понятные, но по мере развития сама «обросла» изобилием команд и стала сдерживать работу с компьютером. Так возникла необходимость в новом посреднике – так появились программы-оболочки.
Оболочка – это программа, которая запускается под управлением ОС и помогает пользователю работать с ОС. Программа-оболочка наглядно показывает всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги, файлы. Файлы можно искать, копировать, перемещать, удалять сортировать, изменять и запускать всего несколькими клавишами. Одна из самых распространенных – Norton Commander(NC). В графических оболочках Windows 3.1 и Windows 3.11 применяется концепция так называемых «окон», которые можно открывать, перемещать по экрану, закрывать. Эти окна «принадлежат» различным программам и отражают их работу.
В DOS используется файловая система FAT. Одним из ее недостатков являются ограничения на имена файлов и каталогов. Имя может содержать не более 8 символов. Кроме того DOS не делает различий между одноименными строчными и прописными буквами.
Так как DOS была создана очень давно, она не соответствует требованиям, предъявляемым сегодня к современным операционным системам. Она не может напрямую использовать большие объемы памяти, устанавливаемые в современные компьютеры.
Операционная система MICROSOFT WINDOWS
Графические оболочки Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 и Widows 3.11 запускались под управлением MS DOS, то есть не были самостоятельными операционными системами. Но поскольку с появлением Windows открылись новые возможности, Windows называют не оболочкой, а средой.
Среда Windows характеризуется следующими особенностями, отличающими ее от других программ-оболочек:
Многозадачность;
Единый программный интерфейс;
Единый интерфейс пользователя;
Графический интерфейс пользователя;
Единый аппаратно-программный интерфейс.
На смену операционной системе DOS с ее графическими оболочками Windows 3.1 и Windows 3.11 пришли полноценные операционные системы семейства MS Windows (сначала Windows 95, затем Windows 98, Windows 2000, Windows XP). В отличие от Windows 3.1 и Windows 3.11, они запускаются автоматически после включения компьютера.
В MS Windows для хранения файлов используется файловая модификация FAT–VFAT. В ней длина имен файлов и каталогов может достигать 256 символов.
В ОС Windows при работе с окнами и приложениями широко применяется манипулятор «мышь», в MS DOS используется только клавиатура.
Также в MSWindowsприсутствует панель задач (Taskbar). Она делает нагляднвм механизм многозадачности и намного ускоряет процесс переключения между приложениями.
Рабочий стол Windows сконструирован так, чтобы максимально облегчить работу пользователя-новичка и в то же время предоставить максимальные возможности его настройки в соответствии с конкретными нуждами опытных пользователей.
Операционная система LINUX
Linux – это операционная система для IBM-совместимых персональных компьютеров и рабочих станций. Это многопользовательская операционная система с сетевой оконной графической системой X Window System. Операционная система Linux поддерживает стандарты открытых систем и протоколы сети Интернет и совместима с системами Unix, DOS, MS Windows.
Будучи традиционной оперативной системой, Linux выполняет многие из функций, характерных для DOS и Windows, однако эта операционная система отличается особой мощью и гибкостью. Linux предоставляет в распоряжение пользователя ПК скорость, Эффективность и гибкость UNIX, используя при этом все преимущества персональных машин. При работе с мышью активно используются все три кнопки, в частности, средняя кнопка используется для вставки фрагментов текста.
С помощью системы Linux можно любую персональную машину превратить в рабочую станцию. В наше время Linux является операционной системой для бизнеса, образования и индивидуального программирования.
Операционные системы UNI X
UNIX– группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем.
Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT&T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем.
Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:
использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой;
широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;
взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства - терминала;
представление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессового взаимодействия как файлов;
использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу.
UNIX- системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения. Также, в ходе разработкиUNIX- систем был создан язык Си.
ОС- это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для повышения эффективности аппаратуры компьютера путем рационального управления его ресурсами, а также для обеспечения удобств пользователю путем предоставления ему расширенной виртуальной машины.
К числу основных ресурсов, управление которыми осуществляет ОС, относятся процессы, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Для решения задач управления ресурсами разные ОС использую различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют облик ОС.
Итак, в число требований, предъявляемых сегодня к сетевым ОС, входят: функциональная полнота и эффективность управления ресурсами, модульность и расширяемость, переносимость и многоплатформенность, совместимость на уровне приложений и пользовательских интерфейсов, надежность отказоустойчивость, безопасность и производительность.
Операционная система является основным программным обеспечением, которое управляет всем аппаратным и другим программным обеспечением на компьютере. Операционная система, также известная как «ОС», взаимодействует с аппаратным обеспечением компьютера и предоставляет службы, которые могут использовать приложения.
Что делает операционная система
Операционная система является основным набором программного обеспечения на устройстве, которое поддерживает все вместе. Операционные системы взаимодействуют с оборудованием устройства. Они обрабатывают все с клавиатуры и мыши до Wi-Fi-радио, устройств хранения и отображения. Другими словами, операционная система обрабатывает устройства ввода и вывода. Операционные системы используют драйверы устройств, написанные разработчиками оборудования для связи со своими устройствами.
Операционные системы также включают в себя множество программных продуктов, таких как общие системные службы, библиотеки и интерфейсы прикладного программирования (API) , которые разработчики могут использовать для написания программ, работающих в операционной системе.
Операционная система находится между приложениями, которые Вы запускаете, и оборудованием, используя аппаратные драйверы в качестве интерфейса между ними. Например, когда приложение хочет что-то напечатать, оно переносит эту задачу в операционную систему. Операционная система отправляет инструкции на принтер, используя драйверы принтера для отправки правильных сигналов. Приложению, которое печатает, не нужно заботиться о том, какой принтер у Вас есть, или понять, как он работает. ОС обрабатывает детали.
ОС также обрабатывает многозадачность, выделяя аппаратные ресурсы среди нескольких запущенных программ. Операционная система контролирует, какие процессы выполняются, и распределяет их между различными ЦП, если у Вас есть компьютер с несколькими процессорами или ядрами, позволяя нескольким процессам работать параллельно. Он также управляет внутренней памятью системы, выделяя память между запущенными приложениями.
Операционная система — это одна большая часть программного обеспечения, которая отвечает за многое. Например, операционная система также контролирует файлы и другие ресурсы, к которым могут обращаться программы.
Большинство программных приложений написано для операционных систем, что позволяет операционной системе делать много работы. Например, при запуске Minecraft Вы запускаете его в операционной системе. Minecraft не должен точно знать, как работает каждый отдельный аппаратный компонент. Minecraft использует различные функции операционной системы, а операционная система переводит их в низкоуровневые аппаратные инструкции.
Операционные системы предназначены не только для ПК
Когда мы говорим, что «компьютеры» запускают операционные системы, мы не просто имеем в виду традиционные настольные ПК и ноутбуки. Ваш смартфон — это компьютер, как и планшеты, смарт-телевизоры, игровые консоли, смарт-часы и маршрутизаторы Wi-Fi. Amazon Echo или Google Home — это компьютерное устройство, работающее под управлением операционной системы.
Знакомые настольные операционные системы включают Microsoft Windows, Apple MacOS, Google Chrome OS и Linux. Основными операционными системами для смартфонов являются iOS от Apple и Android от Google.
Другие устройства, такие как маршрутизатор Wi-Fi, могут запускать «встроенные операционные системы». Это специализированные операционные системы с меньшим количеством функций, чем имеет обычная операционная система, разработанная специально для одной задачи — например, для работы с маршрутизатором Wi-Fi, навигации или управления банкоматом.
Где заканчиваются операционные системы и начинаются программы
Операционные системы также включают другое программное обеспечение, включая пользовательский интерфейс, который позволяет людям взаимодействовать с устройством. Это может быть рабочий стол на ПК, сенсорный интерфейс на телефоне или голосовой интерфейс на цифровом помощнике.
Операционная система — это большое программное обеспечение, состоящее из множества различных приложений и процессов. Линия между тем, что является операционной системой и что такое программа, может иногда быть немного размытой. Точного официального определения операционной системы нет.
Например, в Windows приложение File Explorer (или Windows Explorer) является неотъемлемой частью операционной системы Windows — оно даже обрабатывает отрисовку Вашего рабочего интерфейса — и приложение, работающее в этой операционной системе.
Центром операционной системы является ядро
На низком уровне «ядро» является основной компьютерной программой, лежащей в основе Вашей операционной системы. Эта отдельная программа является одной из первых вещей, загружаемых при запуске Вашей операционной системы. Он обрабатывает выделение памяти, преобразование программных функций в инструкции для процессора Вашего компьютера и обработку входных и выходных данных с аппаратных устройств. Ядро, как правило, запускается в изолированной области, чтобы предотвратить его несанкционированное использование другим программным обеспечением на компьютере. Ядро операционной системы очень важно, но это всего лишь одна часть операционной системы.
Но и здесь не все конкретно. Например, Linux — это просто ядро. Однако Linux по-прежнему часто называют операционной системой. Android также называется операционной системой, и она построена на ядре Linux. Linux-дистрибутивы, такие как Ubuntu, используют ядро Linux и добавляют к нему дополнительное программное обеспечение. Они также называются операционными системами.
В чем разница между прошивкой и ОС
Многие устройства просто запускают «прошивку» — тип низкоуровневого программного обеспечения, которое обычно запрограммировано непосредственно в памяти аппаратного устройства. Прошивка — это всего лишь небольшая часть программного обеспечения, предназначенного для работы только с абсолютными основами.
Когда компьютер загружается, он загружает прошивку UEFI с материнской платы. Эта прошивка — это низкоуровневое программное обеспечение, которое быстро инициализирует аппаратное обеспечение Вашего компьютера. Затем он загружает Вашу операционную систему с твердотельного накопителя Вашего компьютера или жесткого диска. (Этот твердотельный накопитель или жесткий диск имеет собственную встроенную прошивку, которая управляет хранением данных на физических секторах внутри накопителя.)
Граница между прошивкой и операционной системой также может быть немного размытой. Например, операционную систему для iPhone и iPads от Apple, называемую iOS, часто называют «прошивкой». Операционная система PlayStation 4 официально называется прошивкой.
Это операционные системы, которые взаимодействуют с несколькими аппаратными устройствами, предоставляют услуги программам и распределяют ресурсы между приложениями. Тем не менее, очень простая прошивка, которая работает на пульте дистанционного управления телевизором, например, обычно не называется операционной системой.
Обычный пользователь не обязан точно понимать, что такое операционная система. Возможно, будет полезно узнать, какую операционную систему Вы используете, какое программное и аппаратное обеспечение совместимо с Вашим устройством.
Доброго времени суток уважаемый пользователь. На этой страничке мы поговорим на такие темы, как: Назначение и основные функции операционных систем. Состав операционной системы.
Операционная система (ОС) – это комплекс взаимосвязанных системных программ для организации взаимодействия пользователя с компьютером и выполнения всех других программ. ОС относятся к составу системного программного обеспечения и являются основной его частью. Операционные системы: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS/2, UNIX, Linux.
Основные функции ОС:
- управление устройствами компьютера (ресурсами), т.е. согласованная работа всех аппаратных средств ПК: стандартизованный доступ к периферийным устройствам, управление оперативной памятью и др.
- управление процессами, т.е. выполнение программ и их взаимодействие с устройствами компьютера.
- управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жесткий диск, компакт-диск и т.д.), как правило, с помощью файловой системы.
- ведение файловой структуры.
- пользовательский интерфейс, т.е. диалог с пользователем.
Дополнительные функции:
- параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
- взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
- защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений.
- разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).
Состав операционной системы
В общем случае в состав ОС входят следующие модули:
- Программный модуль, управляющий файловой системой.
- Командный процессор, выполняющий команды пользователя.
- Драйверы устройств.
- Программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.
- Сервисные программы.
- Справочная система.
Драйвер устройства (device driver) – специальная программа, обеспечивающая управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами.
Командный процессор (command processor) – специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их (интерпретатор программ).
Интерпретатор команд отвечает за загрузку приложений и управление информационным потоком между приложениями.
Для упрощения работы пользователя в состав современных ОС входят программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.
Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В ОС имеется программный модуль, управляющий файловой системой.
Сервисные программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и др.), выполнять операции с файлами (копирование, переименование и др.), работать в компьютерных сетях.
Для удобства пользователя в состав ОС входит справочная система , позволяющая оперативно получить необходимую информацию о функционировании как ОС в целом, так и о работе ее отдельных модулей.
Примечание
Состав модулей ОС, а также их количество зависит от семейства и вида ОС. Так, например, в ОС MS DOS отсутствует модуль, обеспечивающий графический пользовательский интерфейс.
Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:
- Ядро – это модули, выполняющие основные функции ОС.
- Вспомогательные модули , выполняющие вспомогательные функции ОС. Одним из определяющих свойств ядра является работа в привилегированном режиме .
Модули ядра выполняют следующие базовые функции ОС: Управление процессами, Управление системой прерываний, Управление памятью, управление устройствами ввода-вывода, Функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса: переключение контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Функции, служащие для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду.
Приложения могут обращаться к ядру с запросами – системными вызовами – для выполнения тех или иных действий: для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т.д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования – API (Application programming interface) .
Пример.
Базовый код API Win32
содержится в трех библиотеках динамической загрузки (Dynamic Link Library, DLL): USER32, GDI32
и KERNEL32.
Kernel
— модуль Windows, который поддерживает низкоуровневые функции по работе с файлами и управлению памятью и процессами. Этот модуль обеспечивает сервис для 16- и 32-разрядных приложений.
GDI
(Graphics Device Interface) — модуль Windows, обеспечивающий реализацию графических функций по работе с цветом, шрифтами и графическими примитивами для дисплея и принтеров.
User
— модуль Windows, который является диспетчером окон и занимается созданием и управлением отображаемыми на экране окнами, диалоговыми окнами, кнопками и другими элементами пользовательского интерфейса.
Ядро является движущей силой всех вычислительных процессов в компьютерной системе, и крах ядра равносилен краху всей системы, без него ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций. Поэтому разработчики операционной системы уделяют особое внимание надежности кодов ядра, в результате процесс их отладки может растягиваться на многие месяцы.
Обычно ядро оформляется в виде программного модуля некоторого специального формата, отличающегося от формата пользовательских приложений.
Вспомогательные модули
ОС выполняют вспомогательные функции ОС (полезные, но менее обязательные чем функции ядра).
Примеры вспомогательных модулей:
- Программа архивирования данных.
- Программа дефрагментации диска.
- Текстовый редактор.
Вспомогательные модули ОС оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотек процедур. Вспомогательные модули ОС подразделяются на следующие группы:
утилиты – программы, решающие задачи управления и сопровождения компьютерной системы: обслуживание дисков и файлов.
системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики.
программы предоставления пользователю дополнительных услуг пользовательского интерфейса (калькулятор, игры).
библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений (библиотека математических функций, функций ввода-вывода).
Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов.
Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.
Вспомогательные модули обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера.
Примечание
Разделение операционной системы на ядро и вспомогательные модули обеспечивает легкую расширяемость ОС. Чтобы добавить новую высокоуровневую функцию, достаточно разработать новое приложение, и при этом не требуется модифицировать основные функции, образующие ядро системы.
Объектами ядра ОС являются:
- Процессы (рассмотрено в теме 2.3).
- Файлы.
- События.
- Потоки (рассмотрено в теме 2.3).
- Семафоры – объекты, позволяющие войти в заданный участок кода не более чем n потокам.
- Мьютексы – одноместные семафоры, служащие в программировании для синхронизации одновременно выполняющихся потоков.
- Файлы, проецируемые в память.
Ежедневно работая с компьютером, мы зачастую даже не задумываемся о том, что одним нажатием клавиши заставляем активироваться миллионы мельчайших элементов, принуждаем работать сложнейшую логику, открываем и закрываем множество скрытых программ и функций. Об операционной системе мы задумываемся лишь тогда, когда нам не хватает функций, когда выходят новые версии уже используемых «ОСей» или же разрабатываются кардинально новые системы. Тогда, гонясь за производительностью, новизной и удобством, мы устанавливаем новую систему, открываем для себя новые возможности информационного мира. Но что собой представляет операционная система? Как она работает и что она вообще делает? Какие есть виды операционных систем, чем они отличаются друг от друга? Какую операционную систему лучше выбрать для себя? Обо всем это мы и поговорим.
Операционная система
Начнем с самого начала и ответим на первый вопрос. Итак, операционная система – это некоторый набор программных средств, реализующих обработку и обработку информации пользователя для передачи ее в машинную логику для выполнения поставленных задач. Как правило, пользователь представляет себе операционную систему лишь как визуальную оболочку. Но он ошибается… правда, лишь наполовину.Структура операционной системы являет собой многослойный торт, нижний слой которого (как корж) составляет ядро. Это основание, обязующееся держать все под контролем, обрабатывать ошибки и команды. Если не вдаваться в подробности структуры аппаратной составляющей ПК, то лежит этот «корж» прямо на «подносе», т.е. на машинной логике. Верхний слой ОС (как кремовые розочки на любимом многими сладком блюде) – это то, что видит пользователь: изображения, screensaver, курсор и т.д.
В состав этого программного торта входит:
- сам корж (ядро), состоящий, как повелось из муки, масла, молока и т.д. (то есть из вспомогательных модулей, которые вместе и выполняют все функции ядра);
- загрузчик – пропитка для коржа, благодаря которой на нем держится крем;
- драйверы устройств – это масло, благодаря которому наш торт не прилипает к одному подносу, а может быть переложен и на другой, красивее или удобнее;
- командный процессор – это слой орехов между коржом и кремом, благодаря которому торт вкуснее и интереснее (а операционная система быстрее и функциональнее);
- интерфейс – те самые кремовые розочки.
Чем же занимается операционная система? На самом деле работы у нее много и она всегда занята (потому уж не злитесь на нее сильно, когда она заставляет подождать несколько секунд, ведь дел у нее невпроворот). Заведует она вводом и выводом данных и раздает эти и задачи тем или иным устройствам, загружает программы в оперативную память и выполняет их, да и вообще управляет оперативной памятью, раздавая ее направо и налево разным запущенным вами приложениям в зависимости от того, как будет рациональнее использовать ее. Операционная система так же управляет доступом ко всем источникам данных (съемным и , flash-носителям и т.д.), защищает данные и саму себя (от взломщиков, вредоносных программ и пользовательских ошибок). Все та же ОС отвечает и за многозадачность вашего ПК, обеспечивает возможность работы на компьютере множества пользователей. Если вы думаете, что без операционной системы мы видели бы только черный экран и белые буквы с цифрами, ошибаетесь – мы не видели бы и этого, потому как для отображения букв уже нужна ОС.
Какие бывают ОС? На этот вопрос обычно отвечают так: операционные системы бывают Windows (сюда же и DOS относят, как правило), MacOS и различные его версии и Unix-подобные. На самом деле различие их намного сложнее и шире, однако же, это уже немного другая история (история курса «Операционных систем», преподаваемого будущим администраторам сетей и систем). Ну а мы поговорим о тех трех, которые уже были названы, рассмотрев их чуть ближе.
И начнем мы с того, что поведаем читателю статистику использования операционных систем. Исследования показали, что на октябрь 2011 года Unix-подобные системы предпочли всего 0,84% пользователей, в то время как операционные системы от Apple (MacOS) используют 7,18%. Больше всего же пользователей различных версий Windows – 90,13% (источником статистических данных является сайт statcounter.com). Если сравнить данные результаты с аналогичными показателя за 2010 год, то можно заметить, что пользователи маленькими шагами переходят с Windows на другие системы.
А теперь, когда мы стали информационно подкованы, вернемся к более привычной для нас пользовательской оценке предлагаемого нам сегодня программного обеспечения в виде последних версий операционных систем.
Операционная система Windows 7
Наиболее новой из вышедших в релиз операционных систем от Microsoft является . Анонсированная в этом году Windows 8 еще не доступна для пользователей, потому «пощупать» ее мы еще не можем, да и сможем только следующим летом, если верить разработчикам.Эволюция Windows. Началось все, как мы все понимаем, с DOS – с простого синего экрана и белых букв. Наверное, и до сих пор эта система осталась самой быстрой и надежной, ведь в ней было максимум связи с аппаратной составляющей и минимум визуальных эффектов. Но это было не слишком-то функционально, потому начали появляться различные версии: первая Windows 1.01, затем «усовершенствованная» Windows 2.03. На первых настольных ПК мы, скорее, вспомним Windows 95, потом Windows 98, с которым у меня, почему-то и до сих пор ассоциируется кличка «пенек» и анекдот «про старый пентиум». Сильно нашумел Windows Millenium, от которого многого ожидали, а затем , попавшая в то же положение. Windows 7 на сегодня считается достаточно стабильной и удобной для пользователя системой, и с этим сложно не согласиться.
Установка Windows 7 не занимает много времени. Личный опыт показал, что при желании полная комплектация ОС располагается на компьютере за 12-15 минут, а при желании поменьше – за 25-30. Во время установки пользователь получает достаточно точные указания о происходящих процессах и его действиях, что важно для тех, кто свой компьютер обслуживает самостоятельно, не имея глубоких познаний в этой области.
Данная версия многое взяла от предыдущей – , например, требовательность к аппаратным ресурсам
. Не обещает, но все же постарается она работать в случае наличия менее чем 1 Гб оперативной памяти для 32-разрядной ОС, видеоадаптере с запасом менее 128 Мб и поддерживающем версии DirectX ниже 9. Также потребует устройства чтения и записи (тут уж вам решать будет это DVD-адаптер или USB разъем). Желательно еще иметь в запасе свободные 16 Гб дискового пространства, а лучше больше. Производительность системы высока и это не может не радовать пользователя, желающего делать все и сразу: и в 3-х браузерах сетевую активность вести, и последней версии осваивать, и еще что-нибудь. Если сравнивать с предыдущими версиями Windows, то сильнее стала производительность жесткого диска, несколько ослабла графика. Но ее отлично компенсирует далеко шагнувшая аппаратная часть. Считая же общий результат, Windows 7 сдала пару позиций в пользу .
Интерфейс «дружественный», как говорят разработчики. И рабочий стол настраивается отлично (на рисунке ниже можем видеть окно персонализации виртуального рабочего места).
Да и вся система количество настроек значительно расширила, отчего более опытному пользователю – только плюс, а менее «подкованному» – не минус. 
Настраивается теперь и звучание, и отображение, и многое другое. Операционная система обязательно посоветует пользователю, что нужно сделать, дабы увеличить производительность в той или иной сфере ее работы, повысить те или другие ее показатели или решить вдруг возникшую проблему с сетью или отладкой программы. Стабильность и безопасность. Приятно потешит тех, кто вечно страдает от неопытности знакомых и друзей тот факт, что значительно лучше отработаны ошибки, возникающие по причине неверного ввода или других «недосмотров» пользователя. Это говорит о том, что система в целом стала стабильнее. Снова же приведу читателям МирСоветов пример из личного опыта: даже оставленная на 10 дней без перезагрузок и выключений система не стала медленнее работать или чаще ошибаться.
Дабы обезопасить себя и пользователя, Windows 7 будет стараться проверить все, что только может нанести малейший вред стабильности и защищенности ПК. Тщательному контролю отныне подлежат все носители информации, программы от неизвестных разработчиков и файлы с несвойственной данному расширению активности. О каждом своем шаге, как и раньше, ОС будет докладывать пользователю. Многих это будет раздражать, но поверьте, это ведь ради вашей же безопасности.
Среди основных достоинств новой «операционки» следует отметить:
- многоуровневость безопасности (от самого чувствительного, который будет бить тревогу чуть не при каждом запуске мало-мальски вредного ПО и до самого «спокойного», оповещающего лишь о том, что некая программа намеревается внести изменения в системе);
- наличие множества новых функций, например, функции «Библиотеки», призванной заменить устаревшие «Мои документы»;
- расширенность основного меню и «Панели инструментов».
В целом, рассмотренная операционная система Windows 7 Professional производит крайне приятное впечатление, хотя скачок с Windows ХР сразу на Windows 7 будет потрясением для многих.
Linux Mint 11
Большинство пользователей Unix-подобных операционных систем – это просто какой-то «вражеский лагерь» для пользователей Windows. Первые не довольны Windows по причине ее «медлительности, кучи ошибок и вообще вечной сырости», вторые же считают Unix-системы «чем-то крайне непонятным и не пользовательским». Точки зрения обоих «противников» понятны, а вот о том ошибочны ли они – судите сами.История Linux. Первые Unix и, правда, были не слишком-то адаптированы для рядового пользователя, но ведь и рядовых пользователей тогда было не так уж много и все они были достаточно хорошо «подкованы» по части администрирования систем. Потому не стоит упрекать разработчиков за отсутствие достойной визуализации, а стоит похвалить их за смелость, ведь они продолжили развивать ту ветвь операционных систем, которой не очень-то прочили хорошее будущее.
Отличительной особенностью Unix-систем всегда было то, что они не монолитны, как Windows: их ядро состоит из множества самостоятельных модулей, которые могут работать независимо. Это позволяет «пересобрать» систему прямо в процессе работы с ней, что, конечно, нравится тем, кто хоть немного программирует. За счет своей атомарности такая «ось» лучше (читай стабильнее и быстрее) работает. Процесс ее работы чем-то похож на сбор яблок: кто соберет быстрее, несколько гномов или 1 рослый и сильный человек? Человек просто залезет на одно дерево и будет собирать плоды в корзину, затем на другое. А гномы разделят между собой сад по принципу «1 работник – 1 дерево» и разом сделают всю работу. При этом будут собраны и упавшие яблоки (вероятно нескольких садоводов бросят и на «земельные» работы), и те, что только созрели на самой верхушке дерева (проворный и легкий гном легко доберется и до самой верхней ветви).
У большинства Unix систем нет 1 производителя и разработчика, ведь коды ее открыты и могут быть переписаны кем угодно и как угодно – такое себе народное творчество. Но некоторые версии все же разрабатываются централизовано.
История самого Linux началась с попытки создания свободной операционной системы как говорят «с нуля» в рамках проекта GNU. Linux получила ядро от Unix и был снабжен множеством «примочек». Если первые версии этой ОС были консольными и «непонятными» для большинства пользователей, то последние уже вполне схожи с Windows по внешнему виду и набору функционала и даже позволяют работать с привычными для пользователей этой ОС приложениями.
Для рассмотрения взята последняя версия Linux Mint 11, вышедшая релизом в мае нынешнего года.
Установка Linux Mint практически полностью автоматизирована и потребует участия пользователя лишь для нескольких нажатий: указания языка, начального логин-пароля и настроек сети. Обо всем, что происходит во время установки, как и о том, что может или не может сделать пользователь, мастер установки уведомляет в «письменной форме». Все действо займет не более 10 минут и особых знаний и умений не потребует.
, как и у всех Unix-систем, у Linux Mint минимальны. Этой ОС вполне хватит и 512 Мб оперативной памяти, интегрированного видеоадаптера и запаса памяти на жестком диске в 5 Гб. Также потребуется DVD или USB. 32-битная операционная система отлично будет работать как на 32-разрядном, так и на 64-разрядном процессоре.Производительность , как всегда, на высоте. Сравнивать можно разве только 64 и 32-битную версию системы. Несмотря на то, что 64 бита – это изначальная адаптация для увеличения производительности, а 32 – гарант совместимости, результат будет достаточно неоднозначным: при 32-битной «версии» более производительна графика, а вот в доступе к данным (а значит, и к дискам) 64 битам равных нет. Выходит просто разделение труда какое-то.
Интерфейс более чем дружественный. Просто поразит пользователя, уверенного в «сложности и непонятности» Linux количество различных настроек (начиная с фона и screesaver-а и заканчивая настройкой обновлений и установкой ПО). Окно настройки «внешнего вида» ОС представлено на рисунке.
Что нужно пользователю от операционной системы? Функциональность, производительность и укомплектованность. С этой точки зрения Linux Mint удовлетворит требования любого пользователя. Дело в том, что «ось» поставляется сразу с минимально необходимым набором драйверов и программных средств (кстати, список «встроенных» программ изменен, о чем еще поговорим). Доступ ко всему богатству операционной системы осуществляется через преобразившееся меню, которое лично мне напомнило Windows 7.
В число уже установленных программ вошли:
- браузеры (в частности, Mozilla Firefox);
- аналог программного пакета MS Office, позволяющего, кстати, сохранять документы в различных форматах (от txt и до docx);
- программы для прослушивания музыки, просмотра видео и изображений, а также для редактирования последних;
- программы для онлайн общения (Jabber) и т.д.
Безопасность Linux Mint – это, прежде всего, безопасность всех «не Windows» систем, ведь большинство вирусов написаны именно для Windows, а вот Linux и его собратья остаются в стороне. Но помимо этого, конечно, существует множество дополнительных средств, призванных охранять пользователя и верного его информационного друга. Работают для этого , настраиваются параметры сети и т.д.
Стабильность системы , как уже было сказано, обеспечена ее атомарностью. Дело в том, что ошибка, произошедшая в одном из модулей, на другие ну никак не повлияет. Потому ОС спокойно внесет в журнал событий данные об ошибке и ее причинах, перезагрузит этот модуль и станет работать дальше, а пользователь и вовсе просто ничего не заметит. Постоянных оповещений об ошибках вы так же наблюдать не сможете… Unix – это вообще очень молчаливая и уравновешенная система.
Достоинства следует отметить следующие:
- в сравнении с предыдущими версиями значительно улучшен интерфейс и настраиваемость;
- наличие минимального набора программного обеспечения позволяет установить систему и сразу же приступить к работе с ней;
- драйвера и кодеки, поставляемые с ОС, как правило, подходят для любого начального оборудования пользователя;
- исправлена несовместимость ОС со стандартом Wi-Fi;
- Linux прекрасно станет рядом с любой другой операционной системой и даже не подумает о том, чтобы начать с ней конфликтовать, потому отказываться от привычной уже «оси» не стоит.
В общем, впечатление от Linux Mint хорошее, скажу даже больше: эта операционная система мои надежды оправдала полностью.
MacOS Lion 10.7.2
Начнем с того, что скажем: MacOS – это не просто операционная система, это стиль жизни. Поверьте, эта фраза имеет веское обоснование. Дело в том, что MacOS изначально адаптирован под «свою» аппаратную часть и на привычных для нас IBM работает, но очень неважно.История MacOS. Разработанная как надежная и производительная операционная система MacOS изначально удивляла всех тем, что работала она исключительно на компьютерах производства Apple. «Так будет надежнее для нее, а для нас с Вами – спокойнее!», – говорили разработчики, правда, все же сделали небольшое отступление от этого правила и все же разрешили ставить последние версии на любую аппаратную часть.
Первая MacOS появилась в 1984 году, но что-то более или менее похожее на ту красоту, которую мы привыкли видеть на «маках» изобрели только ближе в 2000 году. При этом первая версия именовалась очень просто: System 1.0, а вот приятные слуху «Lion», «Leopard» и т.д. – это уже достояние наших времен. В процессе своего развития MacOS прошла путь от полной нестабильности (да, были времена, когда ошибка работы 1 приложения всю систему просто выключала) до абсолютной надежности, многозадачности и всего того, о чем мы дальше и поговорим.
Установка MacOS Lion происходит легко и непринужденно в режиме диалога пользователя и его ПК. По времени расценим ее в 10-15 минут, что является хорошим показателем. Приятно видеть, что уже при установке операционная система ведет себя крайне уверенно и выполняет все в обещанные сроки (сказала, распакуются файлы за 6 минут и распаковала их за 6 минут, да поймут меня пользователи Windows). Свой уникальный стиль MacOS Lion также проявляет уже на этом этапе, как видно на рисунке.
Требования к аппаратной части
великоваты, но оправданы. Указано жесткое требование касательно производителя «железа» – только Apple. ОС обязательно попросит вас поставить ее на процессор Intel i3 или и того новее, а еще напомнит о том, что стоит позаботиться о том, чтобы в запасе у нее оказалось:
- не менее 2 Гб оперативной памяти;
- 16 Гб запаса жесткого иска;
- достойной всех ее прелестей видеокарты (думаю, не менее 512 Мб, хотя это и не указывается в требованиях).
Интерфейс MacOS Lion – это то, о чем можно говорить часами и днями и писать целые книги. MacOS всегда была красивой. Чего стоит только рабочий стол.
«Вот что такое «дружественный» интерфейс!», – сказали разработчики и расположили все, что только может пользователю срочно пригодиться в пользовании ПК прямо под рукой. Вышло удобно, быстро и красиво. Разрешена пользователю настройка всего, что «душеньке его угодно», для чего и реализованы «Системные настройки», не слишком масштабные, но очень функциональные: все настройки разбиты на категории и четко разграничены.
Операционная система также поставляется с набором программного обеспечения, потому, установив ее, можно сразу же приступать к работе. Правда, вот еще некоторое время придется потратить на то, чтобы привыкнуть ко всей этой роскоши, скорости и функциональности, а главное – к тому, что «привычных и любимых» (для пользователей Windows) приложений тут нет и не будет, поскольку с этой ОС большинство из них просто несовместимы. Зато тут есть их аналоги, не уступающие им ни по удобству, ни по качеству (например, любимый браузер Mozilla легко заменит не менее функциональный Safari).Безопасность MacOS Lion основывается на том, что эта ОС была разработана уже в эпоху сети интернет, а потому все возможные проблемы здесь обязательно предусмотрены. Файервол и антивирус тут тоже свой, и встроенный, разумеется. Ну и правило «MacOS – это «не Windows» система» тоже успешно работает. Кто будет писать вирус, рассчитанный лишь на 6,5% пользователей ПК во всем мире? Нельзя сказать, что вирусов для MacOS нет, но их мало.
Стабильность обеспечивается Unix FreeBSD ядром, полноценной многозадачностью системы, аппаратной стабильностью (не забываем о требовании аппаратной платформы от Apple) и многолетней практикой компании-производителя и разработчиков операционной системы. Сколько не пыталась я вывести эту систему из себя, она лишь любезно сообщала мне о том, что таковые действия находятся за границами моих возможностей и прав. Вы можете не беспокоиться даже о том, что данные или ваша работа будет утеряна – этого не позволит функция автосохранения.
Достоинства MacOS Lion можно перечислять долго, мы же отметим только те, что появились в этой версии и являются абсолютными нововведениями:
- управление визуальными компонентами стало проще и красивее благодаря системе жестов Multi-Touch;
- теперь все окна могут быть полноэкранными, что значительно упрощает управление данными;
- многие программы, поставляемые вместе с ОС, претерпели качественные изменения, после чего стали удобнее, функциональнее и красивее;
- стоимость этой версии удивляет всех, кто знает цены от Apple.
В целом, система очень приятная: не утерян уникальный стиль MacOS, внесены отличные изменения, скорость работы впечатляет.
Сравнение этих операционных систем было бы неуместным, да вы и сами это видите, не так ли? Невозможно сравнивать системы, работающие на различной логике, производимые и разрабатываемые различными компаниями, да и вообще практически не имеющие ничего общего. Термин «сравнить» с точки зрения операционных систем допускается в рамках одного типа систем или же в случае выбора системы для себя. Если вы «сравниваете» их исходя из желания выбрать, мой вам совет: составьте список того, что важно для вас в операционной системе (например, надежность, отсутствие жестких требований к аппаратуре и т.д.) и рассмотрите все возможные варианты.
