Что такое операционная система в компьютере. Для чего нужна операционная система

И действительно, что это такое? Для определения давайте обратимся к Википедии. Вот что там написано: «Операционная система — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения». Если говорить более простым языком, то это специальная программа для компьютера, ноутбука или другого устройства, с помощью которой вы сможете управлять этим самым устройством. Можно сказать, ОС — это мост между человеком и его ПК.

Функции работы ОС

• На самом деле функций этих великое множество, поэтому я расскажу о наиболее важных из них. Итак, операционная система:

• Позволяет исполнять запросы команд

• Загружает программы в оперативную память и выполняет их

• Обеспечивает пользовательский интерфейс

• Предоставляет доступ к различным устройствам, включая периферийные

• Управляет оперативной памятью, а также доступом к различного вида носителям

• Разграничивает доступ процессов к ресурсам

• Взаимодействует между рабочими процессами

• Обеспечивает многопользовательский режим между различными пользователями

• Обеспечивает выполнение многозадачности

Кстати, интересный факт. В большинстве бытовых приборов, многих телефонах, автомобилях и т.д. ОС не используется. Она просто не нужна устройству, которое выполняет всего несколько простых действий. Для этого используются специальные микрокомпьютеры, которые могут обходится самостоятельно, запуская тот или иной вид программы.

Виды операционных систем

В рамках данной статьи также хотелось бы немного рассказать о самых популярных операционных системах на сегодняшний день. И начну я, пожалуй, с наиболее популярной из них.

Windows

Нет на свете человека, который не знал бы о Windows — операционной системе компании Microsoft, первый запуск которой состоялся еще в 1985 году. На сегодняшний день на рынке наибольшей популярностью пользуются Windows 7 и Windows 8.

К сожалению, популяризация имеет несколько больших минусов, один из которых — огромнейшее количество вирусов и троянов, созданных специально под «Виндовс». Трояны зачастую очень опасны, поскольку не только влияют на работу ПК в целом, но и могут воровать ценные данные.

Впрочем, у Windows куда больше плюсов. Например, для нее существует такое количество всевозможных программ и игр, опробовать даже десятую часть из которых не получится за всю жизнь.

Apple Mac OS X

Вторая по популярности операционная система в мире, занимает чуть более пяти процентов рынка по данным на 2011 год. Стоит отметить, что именно в Mac OS началась популяризация графического интерфейса пользователя в том виде, в котором мы видим его сейчас.

Mac OS была разработана под началом великого Стива Джобса, однако всегда находилась в тени Windows. Это связано еще и с тем, что ось устанавливалась исключительно на компьютеры Apple, хотя сегодня ее можно установить на любой ПК.

Одним из плюсов является относительно неплохая защита от вирусов, так как для этой ОС их крайне мало. И все же они есть.

Linux

Это общее название Unix-подобных операционных систем, которые основаны на одноименном ядре. Поскольку ядро представляет из себя открытое программное обеспечение, то какой-то официальной версии Linux нет и никогда не было — распространяется ПО в виде сборок и всегда только бесплатно.

Несмотря на то, что данная ось распространяется бесплатно, по последним прикидкам ее разработка обошлась в несколько миллиардов долларов, хотя дорабатывалась операционная система исключительно руками энтузиастов.

Linux пользуется неплохой популярностью как у пользователей, так и у различных компаний, в том числе государственных.

Android

А это — мобильная операционная система, созданная для планшетов, смартфонов, нетбуков и т.д. Ныне принадлежит интернет-гиганту Google, до этого разрабатывалась одноименной компанией.

По состоянию на текущий момент принадлежит более 70% рынка мобильных устройств. Это лидер, равных которому просто нет — именно на Android выпускается наибольшее число смартфонов и планшетов.

iOS

Операционная система используется исключительно на мобильных гаджетах компании Apple. Была разработана в 2007 году. Показали ее значительно раньше, нежели Android, поэтому если бы ось можно было устанавливать на устройства других компаний, возможно, сегодня она была бы намного популярнее Android.

1. Введение ………………………………………………………………………….……...3

2. Основная часть

а) Назначение операционной системы ……………………………...……………………4

б) Эволюция операционных систем ……………………………………………..……….5

в) Эволюция операционной системы Microsoft Windows……………………………………..7

г) Классификация операционных систем ………………………………........................12

3. Заключение……………………………………………………………………………...15

4. Список использованной литературы…………………………………………………..16

ВВЕДЕНИЕ

Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как она определяет, с какими программами вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС зависят также производительность вашей работы, степень защиты ваших данных, необходимые аппаратные средства и т.д.

Операционная система скрывает от пользователя все сложные и ненужные подробности работы компьютера и предоставляет ему удобный и понятный интерфейс для работы.

Существует несколько видов операционных систем: DOS, Windows, UNIX и Linux разных версий и др.

Тема курсовой работы была мной выбрана не случайно, из вышесказанного можно судить, что именно ОС является главным элементом программного обеспечения, и поэтому я считаю тему «Назначение, эволюция и классификация операционных систем» актуальной на сегодняшний день и интересной для освещения. В своей курсовой работе я намерена рассказать о назначении операционных систем, их эволюции и классификации. В практической части с помощью программы Microsoft Office Excel 2003 я решу и приведу решение задачи. Условие задачи: « Бухгалтерии фирмы ООО «Ромашка» необходимо рассчитать и представить отчет по заработной плате сотрудников за месяц».

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

НАЗНАЧЕНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Операционная система (ОС) – это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера. В общем, она играет роль связующего звена между аппаратурой компьютера и выполняемыми программами, а также пользователем (рис.1).

Рис.1. Схема взаимодействия пользователя и компьютера с помощью операционной системы

Сегодня существует большое количество разных типов операционных систем, отличающихся областями применения, аппаратными платформами и методами реализации. Естественно, это обуславливает и значительные функциональные различия этих ОС. Даже у конкретной операционной системы набор выполняемых функций зачастую определить не так просто – та функция, которая сегодня выполняется внешним по отношению к ОС компонентом, завтра может стать ее неотъемлемой частью и наоборот. Поэтому при изучении операционных систем очень важно из всего многообразия выделить те функции, которые присущи всем операционным системам как классу продуктов.

Функции операционной системы:

· связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы;

· выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами;

· управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами;

· управление файлами: основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации;

· обработка исключительных условий во время выполнения задачи;

· появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд;

· вспомогательные функции, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня.

ЭВОЛЮЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

История любой отрасли науки или техники позволяет не только удовлетворить естественное любопытство, но и глубже понять сущность основных достижений этой отрасли, осознать существующие тенденции и правильно оценить перспективность тех или иных направлений развития. За почти полувековой период своего существования операционные системы прошли сложный путь, насыщенный многими важными событиями. Огромное влияние на развитие операционных систем оказали успехи в совершенствовании элементной базы и вычислительной аппаратуры, поэтому многие этапы развития ОС тесно связаны с появлением новых типов аппаратных платформ, таких как мини-компьютеры или персональные компьютеры. Серьезную эволюцию операционные системы претерпели в связи с новой ролью компьютеров в локальных и глобальных сетях.

Важнейшим фактором развития ОС стал Интернет. По мере того как эта Сеть приобретает черты универсального средства массовых коммуникаций, ОС становятся все более простыми и удобными в использовании, включают развитые средства поддержки мультимедийной информации, снабжаются надежными средствами защиты.

Этапы развития ОС приведены в виде следующей схемы:

История ОС насчитывает примерно полвека. Она во многом определялась и определяется развитием элементной базы и вычислительной аппаратуры.

Первые цифровые вычислительные машины, появившиеся в начале 40-х годов, работали без операционных систем, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления.

Прообразом современных операционных систем явились мониторные системы середины 50-х, которые автоматизировали действия оператора по выполнению пакета заданий.

В 1965-1975 годах переход к интегральным микросхемам открыл путь к появлению следующего поколения компьютеров, ярким представителем которых является IBM/360. В этот период были реализованы практически все основные концепции, присущие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, многотерминальный режим, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа.

Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера. В процессорах появился привилегированный и пользовательский режимы работы, специальные регистры для быстрого переключения с одной задачи на другую, средства защиты областей памяти, а также развитая система прерываний.

В конце 60-х были начаты работы по созданию глобальной сети ARPANET, явившейся отправной точкой для Интернета, - глобальной общедоступной сети, которая стала для многих сетевых ОС испытательным полигоном, позволившим проверить в реальных условиях возможности их взаимодействия, степень масштабируемости, способность работы при экстремальной нагрузке.

К середине 70-х годов широкое распространение получили мини-компьютеры. Архитектура мини-компьютеров была значительно упрощена по сравнению с мэйнфреймами, что нашло отражение и в их ОС. Экономичность и доступность мини-компьютеров послужила мощным стимулом для создания локальных сетей. Предприятие, которое теперь могло позволить себе иметь несколько мини-компьютеров, нуждалось в организации совместного использования данных и дорогого периферийного оборудования. Первые локальные сети строились с помощью нестандартного коммуникационного оборудования и нестандартного программного обеспечения.

С середины 70-х годов началось массовое использование UNIX, уникальной для того времени ОС, которая сравнительно легко переносилась на различные типы компьютеров. Хотя ОС UNIX была первоначально разработана для мини-компьютеров, ее гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили ей занять прочные позиции во всех классах компьютеров.

В конце 70-х годов был создан рабочий вариант стека протоколов TCP/IP. В 1983 году стек протоколов TCP/IP был стандартизован. Независимость от производителей, гибкость и эффективность, доказанные успешной работой в Интернете, сделали протоколы TCP/IP не только главным транспортным механизмом Интернета, но и основным стеком большинства сетевых ОС.

Начало 80-х годов связано со знаменательным для истории операционных систем событием–появлением персональных компьютеров, которые послужили мощным катализатором для бурного роста локальных сетей, создав для этого отличную материальную основу в виде десятков и сотен компьютеров, расположенных в пределах одного здания. В результате поддержка сетевых функций стала для ОС персональных компьютеров необходимым условием.

В 80-е годы были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для локальных сетей: в 1980 году - Ethernet, в 1985 - Token Ring, в конце 80-х - FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях, а также стандартизовать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.

К началу 90-х практически все ОС стали сетевыми, способными поддерживать работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные сетевые ОС, предназначенные исключительно для выполнения коммуникационных задач, например система IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах.

Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС, для которых характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде, наличие средств централизованного администрирования и управления.

ЭВОЛЮЦИЯ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ Microsoft Windows

Использование мыши для системной навигации. В комплект приложений входили: MS-DOS файловый менеджер, или программа для управления файлами (MS-DOS File Program), календарь, блокнот, калькулятор, часы и телекоммуникационная программа, позволяющая планировать свою деятельность. Пользователи могли переключаться между приложениями без необходимости перезагружать их и закрывать. ОС поддерживала 256 цветов, изменяемый размер окон, включала то, что мы сегодня называем Панелью управления (Control Panel), с теми элементами управления интерфейсом, которые мы можем наблюдать и в более поздних, сегодняшних версиях Windows: элементы меню, элементы прокрутки окон, текстовые элементы и т. д.

ОС несла все те же самые приложения, что и Windows 1.0, однако элементы ее управления были значительно улучшены (улучшенные скоростные характеристики процессора Intel 286, возможность дополнительной памяти (expanded memory) и возможность взаимодействия приложений (inter-application communication), используя DDE). VGA-графический стандарт, пользователи могли свободно изменять размер окон и перемещать их в любую область экрана. Комбинации клавиатурных клавиш. Могла использовать только 640 кб памяти MS-DOS.

Многообразие шрифтов true type (готовность системы для более комплексных задач обработки текст). Встроенная поддержка аудиодевайсов, поддержка воспроизведения видео, появление цветных хранителей экрана. Имела недостаток: в ОС не было встроенной поддержки сети.

Частью программного обеспечения, наиболее тесно взаимодействующей с аппаратной частью компьютера, является системное программное обеспечение и, прежде всего операционная система.

Операционная система играет роль посредника между пользователем, программами и оборудованием компьютера. Она обеспечивает возможность запуска программ, поддерживает работоспособность устройств, предоставляет средства проверки и настройки различных компонентов. Чем гибче и многофункциональнее операционная система, тем больше возможностей она предоставляет, тем удобнее работать с компьютером.

Операционная система (ОС) - это комплекс (набор) программ, который обеспечивает взаимодействие всех устройств ЭВМ и позволяет пользователю осуществлять общее управление ЭВМ.

Главное назначение ОС - управление ресурсами, а главные ресурсы, которыми она управляет, - это аппаратура компьютера. ОС управляет вычислительным процессом и информационным обменом между процессором, памятью, внешними устройствами.

Поскольку все устройства компьютера работают одновременно, ОС обеспечивает разделение ресурсов, предотвращая тем самым опасность возникновения конфликтных ситуаций между компонентами вычислительной системы, способных привести к сбою в работе, потере или искажении информации.

ОС реализует много различных функций, в том числе:

Создает рабочую среду и поддерживает пользовательский интерфейс ;

Обеспечивает выполнение команд пользователя и программных инструкций;

Управляет аппаратными средствами компьютера;

Обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между программами;

Планирует доступ пользователей к общим ресурсам;

Обеспечивает выполнение операций ввода-вывода, хранения информации и управление файловой системой;

Осуществляет восстановление информации в случае аппаратных сбоев и программных ошибок.

Развитие операционных систем всегда следовало за развитием аппаратуры.

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

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

Операционную систему составляют:

Управляющая программы;

Набор утилит, необходимых для эксплуатации операционной системы.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера - на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ . Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

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, принтера и др.).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Требования к современным операционным системам:

Совместимость - ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;

Переносимость - обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;

Надежность и отказоустойчивость - предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев отказов;

Безопасность - ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;

Расширяемость - ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;

Производительность - система должна обладать достаточным быстродействием.

Классификация ОС

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС:

Однозадачные (MS DOS, ранние версии PS DOS);

Многозадачность бывает:

Невытесняющая (Net Ware, Windows 95/98), когда активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса;

Вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX) - решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делят:

Однопользовательские (MS DOS, Windows 3х, ранние версии OS/2)

Многопользовательские (UNIX, Windows 2000, NT, XP, Vista). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows.

Различают четыре основных класса операционных систем:

1. Однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

2. Однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

3. Однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

4. Многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать 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 операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

Обращаться к каталогу;

Выполнять разметку внешних носителей;

Запускать программы;

Другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

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

Краткая характеристика некоторых операционных систем

ОС Linux - сетевая ОС, ядро которой разработано на базе ОС Unix. Linux распространяется в исходных кодах и применяется для создания серверов в вычислительных сетях и в Интернете.

ОС Unix - многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС Unix является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры.

Важной особенностью и обширным набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей - программистов (т.е. система особенно эффективна для специалистов - прикладных программистов).

Операционная система: назначение и состав

На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации Microsoft Windows 9х/МЕ, свободно распространяемая операционная система Linux. На персональных компьютерах фирмы Apple используются различные версии операционной системы Mac OS. На рабочих станциях и серверах наибольшее распространение получили операционные системы Windows NT/2000/XP и UNIX.

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.

Командный процессор. В состав операционной системы входит специальная программа - командный процессор, - которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так далее. Операционная система должна эту команду выполнить.

Драйверы устройств. К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается.

В состав операционной системы входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

Технология "Plug and Play" (подключи и играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование. В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память.

Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы.

Графический интерфейс. Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.

Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.

Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

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.

В общей вычислительной системе компьютера расположена «ось» между встроенным программным обеспечением компьютера (тут он, BIOS и все то, что заставляет работать самые простые команды: сложение, вычитание и сдвиг регистра) и программными приложениями пользователя (вот тут уже область пользователя: приложения, файлы и др.).
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».

Среди недостатков оказалась другая новая функция – «HomeGroups», которая предназначена для предоставления целых папок пользователям через сеть. Функция отличная, но работает она еще не в полную силу. Ждем, как говорится! Неприятно так же и то, что пользователям Windows ХР обновиться до Windows 7 никак не выйдет – приходится или переустанавливать систему вообще или пользоваться утилитами, которые не позволяют переносить уже установленные программы. Т.е. стремление к Windows 7 так или иначе обернется установкой всего программного обеспечения заново. Также очень расстроил тот факт, что некоторые драйвера устройств просто не подходят, хотя и было обещано, что таковые будут унаследованы от Vista.
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.

В общем, можно считать, что операционная система хорошо укомплектована. Читателям МирСоветов полезно знать, что с установкой дополнительного ПО проблем не возникает, поскольку большинство программ, написанных для Windows, успешно «становятся» и прекрасно работают с Linux Mint. Кстати, в привычные для нас программы, как правило, добавляются еще различные «дополнения», призванные облегчить жизнь пользователю и упростить управление информацией, ее поиск и обработку (как, например, mint-search-addon, встраиваемое в браузеры для более легкого и удобного поиска данных на разных ресурсах).
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.

Среди недостатков отметим то, что нам, «поколению, вскормленному на Windows», придется попотеть, чтобы привыкнуть к Linux Mint, хоть и не сильно. Устанавливать Linux, не имея постоянного доступа к всемирной сети, не стоит, поскольку интернет для этой ОС – это не только источник информации, но и источник обновлений, дополнительного ПО (которое просто с флешки устанавливать крайне сложно, а вот из интернета – проще некуда) и многого другого.
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).

Производительность MacOS Lion напрямую зависит от того, какую аппаратную начинку вы дадите в ее распоряжение. Но, в любом случае, читателям МиpСоветoв не стоит беспокоиться о том, что ресурсы будут использоваться нерационально или же поддерживающий параллельность процессор вдруг окажется не у дел. Многозадачность тут не просто встроена – на ней все и держится! В общем-то, производительность повысилась в сравнении с предыдущими версия, но не сильно, потому пользователь не заметит особой разницы.
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.

Среди недостатков стоит отметить то, что не все качественные изменения приложений оказались к лучшему. Например, испортился Dashboard («виджет»), многие пользователи жалуются на то, что календарь для них стал неудобен.
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.

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:

1. Ядро – это модули, выполняющие основные функции ОС.
2. 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.