Функции операционной системы

8. При выборе задачи на решение ОС учитывает не только ее очередь, но и имеющиеся свободные ресурсы компьютера, процессорное время, которое может быть выделено для решения задачи, объемы оперативной и внешней памяти, которые могут быть представлены для решаемой задачи. Если ресурсов недостаточно, то возможно одно из трех действий:

а) отобрать часть ресурсов у какой-либо из решаемых в данный момент задач и передать нуждающейся задаче;

б) подождать, пока какая-либо из задач закончит свою работу и освободит ресурсы;

в) пропустить вперед задачу, для которой этих ресурсов достаточно.

9. Управление ходом выполнения задачи. Эта функция заключается в организации реакции на прерывания, организации обмена, предоставлении необходимых ресурсов и организации сервиса.

10. Организация обмена с внешними устройствами. Программисту представляется возможность писать в программе условные номера внешних устройств. ОС ставит в соответствие каждому логическому номеру внешнего устройства его физический адрес.

11. Стандартные реакции на ошибки и непредвиденные ситуации в процессе вычислений. ОС выдает пользователю сообщение об ошибке и при этом называет причину ошибки, указывает оператор, породивший ошибку на языке исходной программы. Такой сервис повышает эффективность работы пользователя и сокращает срок отладки программ, хотя при этом процессорного времени на проверку правильности условий тратится больше.

12. Завершение выполнения задачи. При естественном окончании работы программы или ее прекращении по ошибке ОС организует печать результатов работы программы, удаляет имя задачи и всю относящуюся к ней информацию из таблицы характеристик решаемых задач, вносит в таблицу свободных ресурсов освободившиеся области оперативной памяти, освободившиеся внешние устройства выдает и информацию об окончании задачи на пульт оператора.

Итак, в функции ОС входит:

- осуществление диалога с пользователем;

- ввод-вывод и управление данными;

- планирование и организация процесса обработки программ;

- распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств);

- запуск программ на выполнение;

- всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

- передача информации между различными внутренними устройствами;

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

Примеры операционных систем

13. В мире на сегодняшний день существует несколько вариантов ОС для персональных компьютеров, однако наибольшее распространение получила система MS-DOS (Disk Operating System фирмы «Microsoft»), для которой и разработано большинство прикладных программ. В первой половине 1990 –х годов на современных машинах с MS-DOS обычно работала специальная графическая оболочка Windows. С 1995 года Windows становится самостоятельной операционной системой с возможностями эмуляции работы MS-DOS. Однако, Windows немного тяжеловесна, и в случае сбоев , поломки и отладки компьютеров по-прежнему используется «старушка MS-DOS».

14. Для персональных компьютеров платформы IBM PC в настоящее время наиболее широк выбор ОС. В большинстве своем эти системы принадлежат семейству Windows: Windows XP, Windows VISTA, Windows 2003 Server, Windows 2008 Server и Windows 7 и Windows 8; UNIX (LINUX).

15. Linux (полное название GNU/Linux[1]) - общее название <примерно> соответствующих спецификации Unix-систем на основе одноимённого ядра и собранных для него библиотек и системных программ, разработанных в рамках проекта GNU. GNU/Linux работает на PC-совместимых системах семейства Intel x86, а также на IA-64, AMD64, PowerPC, ARM и многих других. К операционной системе GNU/Linux также часто относят программы, дополняющие эту операционную систему, и прикладные программы, делающие её полноценной многофункциональной операционной средой.

16. В отличие от большинства других операционных систем (Window, Mac OS), GNU/Linux не имеет единой <официальной> комплектации. Вместо этого GNU/Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов, в которых программы GNU соединяются с ядром Linux и другими программами. Наиболее известными дистрибутивами GNU/Linux являются Ubuntu, Debian GNU/Linux, Red Hat, Fedora, Mandriva, SuSE, Gentoo, Slackware, Archlinux. Российские дистрибутивы - ALT Linux и ASPLinux.

17. В отличие от Microsoft Windows (Windows NT), Mac OS (Mac OS X) и коммерческих UNIX-подобных систем, GNU/Linux не имеет географического центра разработки. Нет и организации, которая владела бы этой системой; нет даже единого координационного центра. Программы для Linux - результат работы тысяч проектов. ОС Linux почти бесплатно распространяется.

18. ОС персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, содержит следующие основные компоненты:

- программы управления вводом/выводом;

- программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

- процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные ОС.

19. С помощью командного языка пользователь может выполнять те или иные действия: обращаться к каталогу; выполнять разметку внешних носителей; запускать программы.

20. Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы - драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода/вывода (BIOS - Basic Input - Output System ), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

21. Файл - это место постоянного хранения информации: программ, данных для их работы, текстов, закодированных изображений, звуков и др. Файловая система - это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе. Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях - магнитных дисках или CD, DVD-ROM, DVR-RW,...

Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока 512 байт.

22. Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге, - оглавлении файлов.

23. Каталог (иногда называется директорией, или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять. Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры.

24. При выполнении команды «ОТКРЫТЬ ФАЙЛ», в которой указано имя файла и имя каталога, в котором размещён этот файл, драйвер файловой системы обращается к своему справочнику, выясняет, какие блоки диска соответствуют указанному файлу, а затем передает запрос на считывание этих блоков драйверу диска.

При выполнении команды «СОХРАНИТЬ ФАЙЛ» драйвер ищет на диске незанятые блоки, отмечает их как распределённые для вновь созданного файла и передаёт драйверу диска запрос на запись в эти блоки данных пользователя.

25. Драйвер файловой системы обеспечивает доступ к информации, записанной на магнитный диск, по имени файла и распределяет пространство на магнитном диске между файлами. Для выполнения этих функций драйвер хранит на диске не только информацию пользователя, но и свою служебную информацию - список всех файлов и каталогов, а также различные дополнительные справочные таблицы, служащие для повышения скорости работы драйвера.

26. К файловой системе имеет доступ также и любая прикладная программа, для чего во всех языках программирования имеются специальные процедуры.

27. Операционная система MS DOS состоит из следующих основных модулей:

- базовая система ввода/вывода (BIOS);

- блок начальной загрузки (Boot Record);

- модуль расширения BIOS (IO.SYS);

- модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS);

- командный процессор (COMMAND.COM);

- утилиты MS DOS.