Визначення терміну «операційна система». Класифікація ОС. Функції ОС. Підсистема управління процесами.

Спочатку були комп'ютери, які взагалі обходились без ОС. На них запускалась одна програма яка завантажувалась з перфокарти.

Потім з'явилось допоміжне ПЗ, таке як асемблери, чи стрічки з допоміжними бібліотеками (наприклад для вводу і виводу), які й стали зародком ОС.

Із ростом швидкодії час роботи програм став на порядок меншим за час передачі обладнання в руки іншому користувачу. Черга на виконання перетворилась з буквальної черги програмістів перед дверима операційного залу в ряди котушок з магнітними стрічками, та стовпчики перфокарт. З'явилась необхідність в бібліотеках для керування послідовністю завантаження перфокарт, вибору магнітного пристрою для читання та запису, логування часу та помилок.

Ці бібліотеки стали невидимим ПЗ, яке запускалось перед першою задачею користувача, і керувало її завантаженням та виконанням, виділяло ресурси, записувало результати роботи, слідкувало за правильним завершенням та звільненням ресурсів та негайно після цього переходило до наступної задачі. Такі фонові програми, ще до впровадження терміну ОС називались «моніторами».

При переході в еру персональних комп'ютерів відбувся зсув в розумінні поняття операційної системи. Першим автомобілям бракувало спідометрів, радіо та склоочисників, які згодом стали стандартними компонентами, так само першим ОС бракувало багато необов'язкових функцій (наприклад текстові редактори, файлові менеджери і т.д), які на ПК стали обов'язковими компонентами ОС. Сучасний користувач навіть не уявляє ОС без графічного інтерфейсу.

Операційна система (скорочено ОС) — це базовий комплекс програмного забезпечення, що виконує управління апаратним забезпеченням комп'ютера або віртуальної машини; забезпечує керування обчислювальним процесом і організовує взаємодію з користувачем.

Операційні системи класифікуються за такими характеристиками:

Кількість одночасно працюючих користувачів:

• Багатокористувацькі

• Однокористувацькі.

Числу процесів, які одночасно можуть виконуватися під керуванням даної системи:

• Багатозадачні. Поняття багатозадачності означає підтримку паралельного виконання кількох задач, які існують в межах однієї обчислювальної системи в один момент часу.

• Однозадачні підтримують режим виконання лише одної програми в один момент часу.

Кількості підтримуючих процесорів:

• Багатопроцесорні операційні системи підтримують режим розподілених ресурсів декількох процесорів для розв’язання одної задачі.

• Однопроцесорні

Розрядності коду (вважається, що розрядність операційної системи не може перевищувати розрядність процесора):

• 8-ми розрядні

• 16-ти розрядні

• 32-ох розрядні

• 64-ох розрядні

Типу інтерфейсу:

• Командні - з текстовим інтерфейсом.

• Об’єктно-орієнтовані - з графічним інтерфейсом.

Типу доступу користувача до ЕОМ:

• Режимі пакетної обробки: з виконуваних програм формується пакет (набір) завдань, які вводяться в ЕОМ і виконуються в порядку черговості з можливим врахуванням пріоритетів.

• Режимі розділення часу: кожній задачі почергово виділяється певний проміжок часу на виконання з імітуванням перед користувачами одночасного виконання всіх завдань.

• Режим реального часу забезпечує імітацію одноосібного обслуговування користувача в темпі розвитку реального процесу.

Типу використання ресурсів:

• Локальна операційна система забезпечує роботу тільки одного користувача

• Глобальна мережна - дозволяє одночасно працювати багатьом незалежним користувачам в мережі, використовуючи спільні ресурси. Тобто мережні операційні системи служать для забезпечення обслуговування користувачів локальних обчислювальних мереж.

На сьогодні найпоширенішими операційними системами для персональних комп’ютерів, робочих станцій і серверів є наступні: UNIX, MS DOS, OS/2, WINDOWS, LINUX, MAC, VAX/VMS.

Функції ОС.

Перша функція ОС - керування ресурсами комп'ютера та їх розподіл.

Ресурси - це логічні й фізичні компоненти комп'ютера: оперативна пам'ять, місце на диску, периферійні пристрої, процесорний час тощо.

Керування ресурсами полягає, наприклад, у тому, що ОС: розпізнає й обробляє команди, що надходять з клавіатури; керує роботою дисків; готує інформацію для виведення на екран монітора або на принтер тощо. При цьому ОС намагається оптимальним способом розподіляти ресурси між різними завданнями, що виконуються.

Друга функція ОС - керування обчислювальними процесами.

Обчислювальним процесом (або завданням) називається послідовність дій, яка задається програмою.

Переважна більшість сучасних програм сконструйовані так, що вони можуть виконуватися тільки за наявності операційної системи. У принципі, функції керування процесами можна було б передати кожній прикладній програмі, але тоді програми були б набагато більшими та складнішими. Тому зручніше мати на комп'ютері одну керуючу програму - операційну систему, послугами якої користуватимуться всі інші програми.

Для виконання третьої функції ОС - забезпечення взаємодії користувача з апаратурою - служить інтерфейс користувача ОС.

Інтерфейс користувача — засіб зручної взаємодії користувача з інформаційною системою.

Найважливішою частиною операційної системи, що безпосередньо впливає на функціонування обчислювальної машини, є підсистема керування процесами. Для операційної системи процес являє собою одиницю роботи, заявку на споживання системних ресурсів. Підсистема управління процесами планує виконання процесів, тобто розподіляє процесорний час між декількома одночасно існуючими в системі процесами, а також займається створенням і знищенням процесів, забезпечує процеси необхідними системними ресурсами, підтримує взаємодію між процесами.

У операційній системі процес може знаходитися в одному з трьох основних станів:

ВИКОНАННЯ - активний стан процесу, під час якого процес володіє всіма необхідними ресурсами і безпосередньо виконується процесором;

ОЧІКУВАННЯ - пасивний стан процесу, процес заблокований, він не може виконуватися по своїх внутрішніх причин, він чекає здійснення деякої події, наприклад, завершення операції введення-виведення, одержання повідомлення від іншого процесу, звільнення якого-небудь необхідного йому ресурсу;

ГОТОВНІСТЬ - також пасивний стан процесу, але в цьому випадку процес заблокований у зв'язку з зовнішніми по відношенню до нього обставинами: процес має всі необхідні для нього ресурси, він готовий виконуватися, однак процесор зайнятий виконанням іншого процесу.

У ході життєвого циклу кожен процес переходить з одного стану в інший відповідно до алгоритму планування процесів, реалізованим у даній операційній системі.