Основные компоненты операционной системы

Разглядим сейчас главные части ОС.

Ядро (kernel) –низкоуровневая база хоть какой операционной системы, выполняемая аппаратурой в особенном привилегированном режиме(тщательно о нем речь в последующей лекции). Ядро загружается в память один раз и находится в памяти резидентно– повсевременно, по одним и этим же адресам.

Подсистема управления ресурсами (resource allocator Основные компоненты операционной системы)– часть операционной системы, управляющая вычислительными ресурсами компьютера - оперативной и наружной памятью, микропроцессором и др.

Управляющая программка (control program, supervisor) –подсистема ОС, управляющая исполнением других программ и функционированием устройств ввода-вывода.

Вопросы

1. Назовите более всераспространенные операционные системы, в том числе – с открытым начальным кодом.

2. Дайте определение операционной системы.

3. Каковы цели работы операционной Основные компоненты операционной системы системы?

4. Назовите составляющие компьютерной системы (включая программное обеспечение и юзеров).

5. Назовите главные виды компьютерных систем, различающиеся по собственному предназначению и характеристикам.

6. Назовите главные архитектуры компьютерных систем и коротко обусловьте, в чем сущность каждой из их.

7. Каковы главные составляющие операционной системы?

Приведенный обзор дает некое представление о многообразии компьютерных систем Основные компоненты операционной системы в наше время. Для каждой из их должна быть разработана адекватная операционная система.

Сейчас существует огромное количество различных типов операционных систем, отличающихся областями внедрения, аппаратными платформами и способами реализации. Естественно, это обуславливает и значимые многофункциональные различия этих ОС. Даже у определенной операционной системы набор выполняемых функций часто найти не так просто Основные компоненты операционной системы — та функция, которая сейчас производится наружным по отношению к ОС компонентом, завтра может стать ее неотъемлемой частью и напротив. Потому при исследовании операционных систем очень принципиально из всего обилия выделить те функции, которые присущи всем операционным системам как классу товаров.

Операционные системы для автономного компьютера

Операционная система компьютера Основные компоненты операционной системы представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс меж приложениями и юзерами с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны. В согласовании с этим определением ОС делает две группы функций:

§ предоставление юзеру либо программеру заместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобней работать и которую легче программировать Основные компоненты операционной системы;

§ увеличение эффективности использования компьютера методом оптимального управления его ресурсами в согласовании с неким аспектом.

ОС как виртуальная машина

Для того чтоб удачно решать свои задачки, современный юзер либо даже прикладной программер может обойтись без досконального познания аппаратного устройства компьютера. Ему не непременно быть в курсе того, как Основные компоненты операционной системы работают разные электрические блоки и электромеханические узлы компьютера. Более того, очень нередко юзер может не знать даже системы команд микропроцессора. Пользователь-программист привык иметь дело с массивными высокоуровневыми функциями, которые ему предоставляет операционная система.

Так, к примеру, при работе с диском программеру, пишущему приложение для работы под управлением ОС, либо конечному юзеру Основные компоненты операционной системы ОС довольно представлять его в виде некого набора файлов, любой из которых имеет имя. Последовательность действий при работе с файлом заключается в его открытии, выполнении одной либо нескольких операций чтения либо записи, а потом в закрытии файла. Такие частности, как применяемая при записи частотная модуляция либо Основные компоненты операционной системы текущее состояние мотора механизма перемещения магнитных головок чтения/записи, не должны тревожить программера. Конкретно операционная система прячет от программера огромную часть особенностей аппаратуры и предоставляет возможность обычной и комфортной работы с требуемыми файлами.

Если б программер работал конкретно с аппаратурой компьютера, без роли ОС, то для организации чтения блока данных с диска Основные компоненты операционной системы программеру пришлось бы использовать более 10-ка команд с указанием огромного количества характеристик: номера блока на диске, номера сектора на дорожке и т. п. А после окончания операции обмена с диском он был должен бы предугадать в собственной программке анализ результата выполненной операции. Беря во внимание, что контроллер диска способен Основные компоненты операционной системы распознавать более 20 разных вариантов окончания операции, можно считать программирование обмена с диском на уровне аппаратуры не самой очевидной задачей. Более обременительной смотрится и работа юзера, если б ему для чтения файла с терминала потребовалось задавать числовые адреса дорожек и секторов.

Операционная система устраняет программистов не только Основные компоненты операционной системы лишь от необходимости впрямую работать с аппаратурой дискового накопителя, предоставляя им обычной файловый интерфейс, да и берет на себя все другие рутинные операции, связанные с управлением другими аппаратными устройствами компьютера: физической памятью, таймерами, принтерами и т. д.

В итоге настоящая машина, способная делать только маленькой набор простых действий, определяемых ее системой Основные компоненты операционной системы команд, преобразуется в виртуальную машину, выполняющую широкий набор еще более массивных функций. Виртуальная машина тоже управляется командами, но это уже команды другого, более высочайшего уровня: удалить файл с определенным именованием, запустить на выполнение некую прикладную программку, повысить ценность задачки, вывести текст из файла на печать. Таким макаром, предназначение ОС состоит Основные компоненты операционной системы в предоставлении юзеру/программеру некой расширенной виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем конкретно с аппаратурой, составляющей реальный компьютер либо реальную сеть.

ОС как система управления ресурсами

Операционная система не только лишь предоставляет юзерам и программерам удачный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, да Основные компоненты операционной системы и является механизмом, распределяющим ресурсы компьютера.

К числу главных ресурсов современных вычислительных систем могут быть отнесены такие ресурсы, как микропроцессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некие другие. Ресурсы распределяются меж процессами. Процесс (задачка) представляет собой базисное понятие большинства современных ОС и Основные компоненты операционной системы нередко коротко определяется как программка в стадии выполнения. Программка — это статический объект, представляющий из себя файл с кодами и данными. Процесс — это динамический объект, который появляется в операционной системе после того, как юзер либо сама операционная система решает «запустить программку на выполнение», другими словами сделать новейшую единицу вычислительной работы Основные компоненты операционной системы. К примеру, ОС может сделать процесс в ответ на команду юзера run prgl. exe, где prgl. exe — это название файла, в каком хранится код программки.

ПРИМЕЧАНИЕ

В почти всех современных ОС для обозначения малой единицы работы ОС употребляют термин «нить», либо «поток», при всем этом меняется сущность термина «процесс». Подробнее Основные компоненты операционной системы об этом рассказывается в главе 4 «Процессы и потоки». В других главах мы будем придерживаться облегченного толкования, в согласовании с которым для обозначения выполняемой программки будет употребляться только термин «процесс».

Управление ресурсами вычислительной системы с целью более действенного их использования является предназначением операционной системы. К примеру, мультипрограммная операционная система организует одновременное выполнение Основные компоненты операционной системы сходу нескольких процессов на одном компьютере, попеременно переключая микропроцессор с 1-го процесса на другой, исключая простои микропроцессора, вызываемые воззваниями процессов к вводу-выводу. ОС также выслеживает и разрешает конфликты, возникающие при воззвании нескольких процессов к одному и тому же устройству ввода-вывода либо к одним и этим же данным Основные компоненты операционной системы. Аспект эффективности, в согласовании с которым ОС организует управление ресурсами компьютера, может быть разным. К примеру, в одних системах важен таковой аспект, как пропускная способность вычислительной системы, в других — время ее реакции. Соответственно избранному аспекту эффективности операционные системы по-разному организуют вычислительный процесс.

Управление ресурсами включает решение последующих Основные компоненты операционной системы общих, не зависящих от типа ресурса задач:

§ планирование ресурса — другими словами определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс;

§ ублажение запросов на ресурсы;

§ отслеживание состояния и учет использования ресурса — другими словами поддержание оперативной инфы о том, занят либо свободен Основные компоненты операционной системы ресурс и какая толика ресурса уже распределена;

§ разрешение конфликтов меж процессами.

Для решения этих общих задач управления ресурсами различные ОС употребляют разные методы, особенности которых в конечном счете и определяют вид ОС в целом, включая свойства производительности, область внедрения и даже пользовательский интерфейс. К примеру, используемый метод управления микропроцессором в значимой Основные компоненты операционной системы степени определяет, может ли ОС употребляться как система разделения времени, система пакетной обработки либо система реального времени.

Задачка организации действенного совместного использования ресурсов несколькими процессами является очень сложной, и сложность эта порождается в главном случайным нравом появления запросов на потребление ресурсов. В мультипрограммной системе образуются очереди заявок от сразу Основные компоненты операционной системы выполняемых программ к разделяемым ресурсам компьютера: микропроцессору, страничке памяти, к принтеру, к диску. Операционная система организует сервис этих очередей по различным методам: в порядке поступления, на базе ценностей, радиального обслуживания и т. д. Анализ и определение хороших дисциплин обслуживания заявок является предметом специальной области прикладной арифметики Основные компоненты операционной системы — теории массового обслуживания. Эта теория время от времени употребляется для оценки эффективности тех либо других алгоритмов управления очередями в операционных системах. Очень нередко в ОС реализуются и эмпирические методы обслуживания очередей, прошедшие проверку практикой.

Таким макаром, управление ресурсами составляет важную часть функций хоть какой операционной системы, в особенности мультипрограммной Основные компоненты операционной системы. В отличие от функций расширенной машины большая часть функций управления ресурсами производятся операционной системой автоматом и прикладному программеру недосягаемы.

Многофункциональные составляющие операционной системы автономного компьютера

Функции операционной системы автономного компьютера обычно группируются или в согласовании с типами локальных ресурсов, которыми управляет ОС, или в согласовании со специфичными задачками, применимыми ко всем ресурсам Основные компоненты операционной системы. Время от времени такие группы функций именуют подсистемами. Более необходимыми подсистемами управления ресурсами являются подсистемы управления процессами, памятью, файлами и наружными устройствами, а подсистемами, общими для всех ресурсов, являются подсистемы пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования.

Управление процессами

Важной частью операционной системы, конкретно влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления Основные компоненты операционной системы процессами.

Для каждого вновь создаваемого процесса ОС генерирует системные информационные структуры, которые содержат данные о потребностях процесса в ресурсах вычислительной системы, также о практически выделенных ему ресурсах. Таким макаром, процесс можно также найти как некую заявку на потребление системных ресурсов.

Чтоб процесс мог быть выполнен, операционная Основные компоненты операционной системы система должна назначить ему область оперативки, в какой будут расположены коды и данные процесса, также предоставить ему нужное количество процессорного времени. Не считая того, процессу может пригодиться доступ к таким ресурсам, как файлы и устройства ввода-вывода.

В информационные структуры процесса нередко врубаются вспомогательные данные, характеризующие историю пребывания процесса Основные компоненты операционной системы в системе (к примеру, какую долю времени процесс издержал на операции ввода-вывода, а какую на вычисления), его текущее состояние (активное либо заблокированное), степень привилегированности процесса (значение приоритета). Данные такового рода могут учитываться операционной системой при принятии решения о предоставлении ресурсов процессу.

В мультипрограммной операционной системе сразу может существовать несколько процессов. Часть Основные компоненты операционной системы процессов порождается по инициативе юзеров и их приложений, такие процессы обычно именуют пользовательскими. Другие процессы, именуемые системными, инициализируются самой операционной системой для выполнения собственных функций.

Так как процессы нередко сразу претендуют на одни и те же ресурсы, то в обязанности ОС заходит поддержание очередей заявок процессов на ресурсы, к Основные компоненты операционной системы примеру очереди к микропроцессору, к принтеру, к поочередному порту.

Принципиальной задачей операционной системы является защита ресурсов, выделенных данному процессу, от других процессов. Одним из более кропотливо защищаемых ресурсов процесса являются области оперативки, в какой хранятся коды и данные процесса. Совокупа всех областей оперативки, выделенных операционной системой процессу, именуется его Основные компоненты операционной системы адресным местом. Молвят, что каждый процесс работает в собственном адресном пространстве, имея в виду защиту адресных пространств, осуществляемую ОС. Защищаются и другие типы ресурсов, такие как файлы, наружные устройства и т. д. Операционная система может не только лишь защищать ресурсы, выделенные одному процессу, да и организовывать их совместное Основные компоненты операционной системы внедрение, к примеру разрешать доступ к некой области памяти нескольким процессам.

В протяжении периода существования процесса его выполнение может быть неоднократно прервано и продолжено. Для того чтоб возобновить выполнение процесса, нужно вернуть состояние его операционной среды. Состояние операционной среды идентифицируется состоянием регистров и программного счетчика, режимом работы Основные компоненты операционной системы микропроцессора, указателями на открытые файлы, информацией о незавершенных операциях ввода-вывода, кодами ошибок выполняемых данным процессом системных вызовов и т. д. Эта информация именуется контекстом прогресса. Молвят, что при смене процесса происходит переключение контекстов.

Операционная система берет на себя также функции синхронизации процессов, дозволяющие процессу приостанавливать свое выполнение до пришествия Основные компоненты операционной системы какого-нибудь действия в системе, к примеру окончания операции ввода-вывода, осуществляемой по его запросу операционной системой.

В операционной системе нет конкретного соответствия меж процессами и программками. Один и тот же программный файл может породить несколько параллельно выполняемых процессов, а процесс может в процессе собственного выполнения поменять программный файл и Основные компоненты операционной системы начать делать другую программку.

Для реализации сложных программных комплексов полезно бывает организовать их работу в виде нескольких параллельных процессов, которые временами ведут взаимодействие вместе и обмениваются некими данными. Потому что операционная система защищает ресурсы процессов и не позволяет одному процессу писать либо читать из памяти другого процесса, то Основные компоненты операционной системы для оперативного взаимодействия процессов ОС должна предоставлять особенные средства, которые именуют средствами межпроцессного взаимодействия.

Таким макаром, подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, другими словами распределяет процессорное время меж несколькими сразу существующими в системе процессами, занимается созданием и ликвидированием процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает синхронизацию процессов, также обеспечивает взаимодействие Основные компоненты операционной системы меж процессами.

Управление памятью

Память является для процесса таким же принципиальным ресурсом, как и микропроцессор, потому что процесс может производиться микропроцессором исключительно в том случае, если его коды и данные (не непременно все) находятся в оперативки.

Управление памятью включает рассредотачивание имеющейся физической памяти меж всеми существующими в системе на этот Основные компоненты операционной системы момент процессами, загрузку кодов и данных процессов в отведенные им области памяти, настройку адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области, также защиту областей памяти каждого процесса.

Существует огромное обилие алгоритмов рассредотачивания памяти. Они могут отличаться, к примеру, количеством выделяемых процессу областей памяти (в одних случаях память выделяется Основные компоненты операционной системы процессу в виде одной непрерывной области, а в других — в виде нескольких несмежных областей), степенью свободы границы областей (она может быть агрессивно зафиксирована на всегда существования процесса либо же динамически передвигаться при выделении процессу дополнительных объемов памяти). В неких системах рассредотачивание памяти производится страничками фиксированного размера, а в других Основные компоненты операционной системы — секторами переменной длины.

Одним из более фаворитных методов управления памятью в современных операционных системах является так именуемая виртуальная память. Наличие в ОС механизма виртуальной памяти позволяет программеру писать программку так, будто бы в его распоряжении имеется однородная оперативка огромного объема, нередко значительно превосходящего объем имеющейся физической памяти Основные компоненты операционной системы. В реальности все данные, применяемые программкой, хранятся на диске и по мере надобности частями (секторами либо страничками) показываются в физическую память. При перемещении кодов и данных меж оперативной памятью и диском подсистема виртуальной памяти делает трансляцию виртуальных адресов, приобретенных в итоге компиляции и сборки программки, в физические адреса ячеек оперативки Основные компоненты операционной системы. Очень принципиально, что все операции по перемещению кодов и данных меж оперативной памятью и дисками, также трансляция адресов производятся ОС прозрачно для программера.

Защита памяти — это избиpaтeльнaя способность защищать выполняемую задачку от записи либо чтения памяти, назначенной другой задачке. Верно написанные программки не пробуют обращаться к памяти, назначенной другим. Но Основные компоненты операционной системы реальные программки нередко содержат ошибки, в итоге которых такие пробы время от времени предпринимаются. Средства защиты памяти, реализованные в операционной системе, должны пресекать несанкционированный доступ процессов к чужим областям памяти.

Таким макаром, функциями ОС по управлению памятью являются отслеживание свободной и занятой памяти; выделение памяти процессам Основные компоненты операционной системы и освобождение памяти при окончании процессов; защита памяти; вытеснение процессов из оперативки на диск, когда размеры основной памяти недостаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативку, когда в ней освобождается место, также настройка адресов программки на определенную область физической памяти.

Управление файлами и наружными устройствами

Способность Основные компоненты операционной системы ОС к «экранированию» сложностей реальной аппаратуры очень ярко проявляется в одной из главных подсистем ОС — файловой системе. Операционная система виртуализирует отдельный набор данных, хранящихся на наружном накопителе, в виде файла — обычной неструктурированной последовательности байтов, имеющей символьное имя. Для удобства работы с данными файлы группируются в сборники, которые, в свою Основные компоненты операционной системы очередь, образуют группы — сборники более высочайшего уровня. Юзер может при помощи ОС делать над файлами и каталогами такие деяния, как поиск по имени, удаление, вывод содержимого на наружное устройство (к примеру, на экран), изменение и сохранение содержимого.

Чтоб представить огромное количество наборов данных, разбросанных случайным образом по цилиндрам и поверхностям дисков Основные компоненты операционной системы разных типов, в виде отлично всем знакомой и комфортной иерархической структуры файлов и каталогов, операционная система должна решить огромное количество задач. Файловая система ОС делает преобразование символьных названий файлов, с которыми работает юзер либо прикладной программер, в физические адреса данных на диске, организует кооперативный доступ к файлам, защищает их Основные компоненты операционной системы от несанкционированного доступа.

При выполнении собственных функций файловая система тесновато ведет взаимодействие с подсистемой управления наружными устройствами, которая по запросам файловой системы производит передачу данных меж дисками и оперативной памятью.

Подсистема управления наружными устройствами, именуемая также подсистемой ввода-вывода, исполняет роль интерфейса ко всем устройствам, присоединенным к Основные компоненты операционной системы компу. Диапазон этих устройств очень широк. Номенклатура выпускаемых накопителей на жестких, гибких и оптических дисках, принтеров, сканеров, мониторов, плоттеров, модемов, сетевых адаптеров и поболее особых устройств ввода-вывода, таких как, к примеру, аналого-цифровые преобразователи, может насчитывать сотки моделей. Эти модели могут значительно отличаться набором и последовательностью команд, при помощи Основные компоненты операционной системы которых осуществляется обмен информацией с микропроцессором и памятью компьютера, скоростью работы, шифровкой передаваемых данных, возможностью совместного использования и обилием других деталей.

Программка, управляющая определенной моделью наружного устройства и учитывающая все его особенности, обычно именуется драйвером этого устройства (от британского drive — управлять, вести). Драйвер может управлять единственной моделью устройства, к Основные компоненты операционной системы примеру модемом U-1496E компании ZyXEL, либо же группой устройств определенного типа, к примеру хоть какими Hayes-совместимыми модемами. Для юзера очень принципиально, чтоб операционная система включала как можно больше различных драйверов, потому что это гарантирует возможность подключения к компу огромного числа наружных устройств разных производителей. От наличия подходящих Основные компоненты операционной системы драйверов почти во всем зависит фуррор операционной системы на рынке (к примеру, отсутствие многих нужных драйверов наружных устройств было одной из обстоятельств низкой популярности OS/2).

Созданием драйверов устройств занимаются как разработчики определенной ОС, так и спецы компаний, выпускающих наружные устройства. Операционная система должна поддерживать отлично определенный интерфейс меж Основные компоненты операционной системы драйверами и остальной частью ОС, чтоб разработчики из компаний-производителей устройств ввода-вывода могли поставлять совместно со своими устройствами драйверы для данной операционной системы.

Прикладные программеры могут воспользоваться интерфейсом драйверов при разработке собственных программ, но это не очень комфортно — таковой интерфейс обычно представляет собой низкоуровневые операции, обремененные огромным количеством деталей.

Поддержание Основные компоненты операционной системы высокоуровневого унифицированного интерфейса прикладного программирования к разнородным устройствам ввода-вывода является одной из более принципиальных задач ОС. Со времени возникновения ОС UNIX таковой унифицированный интерфейс в большинстве операционных систем строится на базе концепции файлового доступа. Эта концепция состоит в том, что обмен с хоть каким наружным устройством смотрится как Основные компоненты операционной системы обмен с файлом, имеющим имя и представляющим из себя неструктурированную последовательность байтов. В качестве файла может выступать как реальный файл на диске, так и алфавитно-цифровой терминал, печатающее устройство либо сетевой адаптер. Тут мы снова имеем дело со свойством операционной системы заменять реальную аппаратуру комфортными для юзера и Основные компоненты операционной системы программера абстракциями.

Защита данных и администрирование

Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения, также средствами защиты от несанкционированного доступа. В последнем случае ОС защищает данные от неверного либо злостного поведения юзеров системы.

Первым рубежом обороны при защите Основные компоненты операционной системы данных от несанкционированного доступа является процедура логического входа. Операционная система должна убедиться, что в систему пробует войти юзер, вход которого разрешен админом. Функции защиты ОС вообщем очень плотно сплетены с функциями администрирования, потому что конкретно админ определяет права юзеров при их воззвании к различным ресурсам системы — файлам, каталогам, принтерам, сканерам Основные компоненты операционной системы и т. п. Не считая того, админ ограничивает способности юзеров в выполнении тех либо других системных действий. К примеру, юзеру может быть запрещено делать функцию окончания работы ОС, устанавливать системное время, завершать чужие процессы, создавать учетные записи юзеров, изменять права доступа к неким каталогам и файлам. Админ может также урезать Основные компоненты операционной системы способности пользовательского интерфейса, убрав, к примеру, некие пункты из меню операционной системы, выводимого на экран юзера.

Принципиальным средством защиты данных являются функции аудита ОС, заключающиеся в фиксации всех событий, от которых зависит безопасность системы. К примеру, пробы успешного и плохого логического входа в систему, операции доступа к неким каталогам Основные компоненты операционной системы и файлам, внедрение принтеров и т. п. Перечень событий, которые нужно выслеживать, определяет админ ОС.

Поддержка отказоустойчивости реализуется операционной системой, обычно, на базе резервирования. В большинстве случаев в функции ОС заходит поддержание нескольких копий данных на различных дисках либо различных дисковых накопителях. Резервируются также принтеры и другие устройства ввода Основные компоненты операционной системы-вывода. При отказе 1-го из лишних устройств операционная система должна стремительно и прозрачным для юзера образом произвести реконфигурацию системы и продолжить работу с запасным устройством. Особенным случаем обеспечения отказоустойчивости является внедрение нескольких микропроцессоров, другими словами мультипроцессирование, когда система продолжает работу при отказе 1-го из микропроцессоров, хотя и с Основные компоненты операционной системы наименьшей производительностью. (Стоит отметить, что многие ОС употребляет мультипроцессорную конфигурацию компьютера только для ускорения работы и при отказе 1-го из микропроцессоров прекращают работу.)

Поддержка отказоустойчивости также заходит в обязанности сисадмина. В состав ОС обычно входят утилиты, дозволяющие админу делать постоянные операции запасного копирования для обеспечения резвого восстановления принципиальных Основные компоненты операционной системы данных.

Интерфейс прикладного программирования

Прикладные программеры употребляют в собственных приложениях воззвания к ОС, когда для выполнения тех либо других действий им требуется особенный статус, которым обладает только операционная система. К примеру, в большинстве современных ОС все деяния, связанные с управлением аппаратными средствами компьютера, может делать только ОС. Кроме этих функций прикладной Основные компоненты операционной системы программер может пользоваться набором сервисных функций ОС, которые упрощают написание приложений. Функции такового типа реализуют универсальные деяния, нередко требующиеся в разных приложениях, такие, к примеру, как обработка текстовых строк. Эти функции могли бы быть выполнены и самим приложением, но еще проще использовать уже готовые, отлаженные процедуры, включенные Основные компоненты операционной системы в состав операционной системы. В то же время даже при наличии в ОС соответственной функции программер может воплотить ее без помощи других в рамках приложения, если предложенный операционной системой вариант его не полностью устраивает.

Способности операционной системы доступны прикладному программеру в виде набора функций, называющегося интерфейсом прикладного программирования (Application Основные компоненты операционной системы Programming Interface, API). От конечного юзера эти функции укрыты за оболочкой алфавитно-цифрового либо графического пользовательского интерфейса.

Для разработчиков приложений все особенности определенной операционной системы представлены особенностями ее API. Потому операционные системы с различной внутренней организацией, но с схожим набором функций API кажутся им одной и той же ОС, что Основные компоненты операционной системы упрощает стандартизацию операционных систем и обеспечивает переносимость приложений меж внутренне разными ОС, надлежащими определенному эталону на API. К примеру, следование общим эталонам API UNIX, одним из которых является эталон Posix, позволяет гласить о некой обобщенной операционной системе UNIX, хотя бессчетные версии этой ОС от различных производителей время от времени значительно отличаются Основные компоненты операционной системы внутренней организацией.

Приложения делают воззвания к функциям API при помощи системных вызовов. Метод, которым приложение получает услуги операционной системы, очень похож на вызов подпрограмм. Информация, подходящая ОС и состоящая обычно из идентификатора команды и данных, помещается в конкретное место памяти, в регистры и/либо стек. Потом управление передается Основные компоненты операционной системы операционной системе, которая делает требуемую функцию и возвращает результаты через память, регистры либо стеки. Если операция проведена неуспешно, то итог включает индикацию ошибки.

Метод реализации системных вызовов находится в зависимости от структурной организации ОС, которая, в свою очередь, плотно сплетена с особенностями аппаратной платформы. Не считая того, он находится в Основные компоненты операционной системы зависимости от языка программирования. При использовании ассемблера программер устанавливает значения регистров и/либо областей памяти, а потом делает специальную аннотацию вызова сервиса либо программного прерывания для воззвания к некой функции ОС. При использовании языков высочайшего уровня функции ОС вызываются этим же методом, что и написанные юзером Основные компоненты операционной системы подпрограммы, требуя задания определенных аргументов в определенном порядке.

Пользовательский интерфейс

Операционная система должна обеспечивать удачный интерфейс не только лишь для прикладных программ, да и для человека, работающего за терминалом. Этот человек может быть конечным юзером, админом ОС либо программером.

В ранешних операционных системах пакетного режима функции пользовательского интерфейса были сведены к Основные компоненты операционной системы минимуму и не добивались наличия терминала. Команды языка управления заданиями набивались на перфокарты, а результаты выводились на печатающее устройство.

Современные ОС поддерживают развитые функции пользовательского интерфейса для интерактивной работы за терминалами 2-ух типов: алфавитно-цифровыми и графическими.

При работе за алфавитно-цифровым терминалом юзер имеет в собственном распоряжении Основные компоненты операционной системы систему команд, мощность который отражает многофункциональные способности данной ОС. Обычно командный язык ОС позволяет запускать и останавливать приложения, делать разные операции с файлами и каталогами, получать информацию о состоянии ОС (количество работающих процессов, объем свободного места на дисках и т. п.), администрировать систему. Команды могут вводиться не только лишь в Основные компоненты операционной системы интерактивном режиме с терминала, да и считываться из так именуемого командного файла, содержащего некую последовательность команд.

Программный модуль ОС, ответственный за чтение отдельных команд либо же последовательности команд из командного файла, время от времени именуют командным интерпретатором.

Ввод команды может быть упрощен, если операционная система поддерживает графический пользовательский Основные компоненты операционной системы интерфейс. В данном случае юзер для выполнения подходящего деяния при помощи мыши выбирает на дисплее подходящий пункт меню либо графический знак.

Сетевые операционные системы

Операционная система компьютерной сети почти во всем подобна ОС автономного компьютера — она также представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который обеспечивает удобство работы юзерам и программерам методом предоставления Основные компоненты операционной системы им некой виртуальной вычислительной системы, и реализует действенный метод разделения ресурсов меж обилием выполняемых в сети процессов.

Компьютерная сеть — это набор компов, связанных коммуникационной системой и снабженных подходящим программным обеспечением, позволяющим юзерам сети получать доступ к ресурсам этого набора компов. Сеть могут создавать компы различных типов, которыми могут Основные компоненты операционной системы быть маленькие процессоры, рабочие станции, мини-компьютеры, индивидуальные компы либо суперкомпьютеры. Коммуникационная система может включать кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства, обеспечивающие передачу сообщений меж хоть какой парой компов сети. Компьютерная сеть позволяет юзеру работать со своим компом как с автономным и добавляет к этому возможность доступа к информационным Основные компоненты операционной системы и аппаратным ресурсам других компов сети.

При организации сетевой работы операционная система играет роль интерфейса, экранирующего от юзера все детали низкоуровневых программно-аппаратных средств сети. К примеру, заместо числовых адресов компов сети, таких как МАС-адрес и Айпишник, операционная система компьютерной сети позволяет оперировать комфортными для запоминания символьными именами Основные компоненты операционной системы. В итоге в представлении юзера сеть с ее обилием сложных и запутанных реальных деталей преобразуется в довольно понятный набор разделяемых ресурсов.

Сетевые и распределенные ОС

Зависимо от того, какой виртуальный образ делает операционная система для того, чтоб подменить им реальную аппаратуру компьютерной сети, различают сетевые ОС и распределенные ОС Основные компоненты операционной системы.

Сетевая ОС предоставляет юзеру некоторую виртуальную вычислительную систему, работать с которой еще проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. В то же время эта виртуальная система не на сто процентов прячет распределенную природу собственного реального макета, другими словами является виртуальной сетью.

При использовании ресурсов компов сети юзер сетевой ОС всегда помнит, что Основные компоненты операционной системы он имеет дело с сетевыми ресурсами и что для доступа к ним необходимо выполнить некие особенные операции, к примеру показать удаленный разделяемый каталог на измышленную локальную буковку дисковода либо поставить перед именованием каталога к тому же имя компьютера, на котором тот размещен. Юзеры сетевой ОС обычно должны Основные компоненты операционной системы быть в курсе того, где хранятся их файлы, и должны использовать очевидные команды передачи файлов для перемещения файлов с одной машины на другую.

Работая в среде сетевой ОС, юзер хотя и может запустить задание на хоть какой машине компьютерной сети, всегда знает, на какой машине производится его задание. По дефлоту Основные компоненты операционной системы пользовательское задание производится на той машине, на которой юзер сделал логический вход. Если же он желает выполнить задание на другой машине, то ему необходимо или выполнить логический вход в эту машину, используя команду типа remote login, или ввести специальную команду удаленного выполнения, в какой он должен указать информацию, идентифицирующую удаленный компьютер Основные компоненты операционной системы.

Магистральным направлением развития сетевых операционных систем является достижение как можно более высочайшей степени прозрачности сетевых ресурсов. В безупречном случае сетевая ОС должна представить юзеру сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины. Для таковой операционной системы употребляют особое заглавие — распределенная ОС, либо поистине распределенная ОС.


osnovnie-metodi-filosofskogo-poznaniya.html
osnovnie-metodi-i-formi-vospitatelnoj-raboti.html
osnovnie-metodi-i-priemi-individualnogo-vospitaniya-i-perevospitaniya-voennosluzhashih.html