Назначение и функции операционных систем

ЛЕКЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Основы построения операционных систем»

Раздел 1. Классификация операционных систем

№1Лекция

1. Тема лекции: Назначение и функции операционных систем. Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режимы реального времени.

2.

План лекции

1. Введение. Классификация видов программного обеспечения.

2. Назначение и функции операционных систем.

3. Мультипрограммирование. Режим разделения времени.

4. Многопользовательский режим работы. Режимы реального времени.

3. Цель лекции: Ознакомить стулентов с назначениями и функциями операционных систем. Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режимы реального времени

4. Содержание лекции:

Введение. Классификация видов программного обеспечения.

Современное положение быстро развивающегося рынка информационных технологий требует от специалистов понимание процессов происходящих внутри сложных вычислительных систем. Создание и использование эффективных приложений не возможно без знания основ построения и функционирования программных структур управляющих работой оборудования.

В общем случае программное обеспечение можно грубо разбить на две большие группы: системные программы, управляющие работой самого компьютера, и прикладные программы, выполняющие задачи пользователя. Самая главная системная программа — это операционная система, она управляет всеми системными ресурсами и обеспечивает основу, на которой можно писать прикладные программы.

 

Рис.1 Обобщенная структура программного обеспечения вычислительной системы

 

Назначение и функции операционных систем.

Операционная система, ОС - это набор программ, которые обеспечивают возможность использования аппаратуры компьютера. При этом аппаратура компьютера предоставляет лишь вычислительные мощности, задача же ОС заключается в том, чтобы сделать аппаратуру доступной и по возможности удобной для пользователя. ОС обеспечивают также рациональное и координированное управление аппаратурой для достижения высокой производительности. ОС - это по преимуществу администратор ресурсов, она управляет процессорами, памятью, устройствами ввода-вывода и данными.

Главное назначение ОС - это управление ресурсами, а главные ресурсы, которыми она управляет, - это аппаратура компьютера:

- процессор,

- память,

- устройства ввода-вывода.

- Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие:

- Прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке – в виде директив (команд) оператора или указаний с помощью соответствующего манипулятора, - и их обработка;

- Прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ;

- Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

- Инициализация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);

- Идентификация всех программ и данных;

- Обеспечение работы систем управлений файлами и/или систем управления базами данных, что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;

- Обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода / вывода;

- Удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени;

- Распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;

- Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;

- Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

- Защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

- Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

- Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.

Требования к операционным системам зависят от того, какие функции выполняет ОС, она должна удовлетворять определенным эксплуатационным требованиям, в частности система должна обладать следующими качествами:

1. Надежностью. Система должна быть так же надежна, как и аппаратура на которой она работает. В случае ошибки в программном или аппаратном оборудовании система должна обнаружить ошибку и либо попытаться исправить положение, либо постараться свести ущерб к минимуму.

2. Защитой. Система должна быть защищена от несанкционированного доступа.

3. Эффективностью. ОС представляет собой сложный комплекс программных средств, который использует значительную часть аппаратных ресурсов для своих собственных надобностей. Следовательно, сама система должна быть как можно более экономичной, чтобы большая часть ресурсов оставалась в распоряжении пользователей. Кроме того, система должна управлять ресурсами пользователей так, чтобы свести к минимуму время простоя, или, что тоже самое, добиться максимальной загруженности ресурса.

4. Предсказуемостью. Пользователь предпочитает, чтобы обслуживание не слишком сильно менялось в течение продолжительного времени. В частности, запуская программу, пользователь должен иметь представление, основанное на предыдущем опыте, о том когда ему ожидать выдачи результатов.

5. Удобством. ОС должна быть достаточно гибкой и удобной для пользователя.