Операционная система: назначение и основные функции

Операционная система (ОС) - это комплекс программ, который загружается при включении компьютера ОС 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.


Элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера - это операции очень низкого уровня. Действия, необходимые пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. Именно их и выполняет ОС.
Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные ему подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняемых также различные вспомогательные действия, например, копирование или печать файлов. Кроме того, операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные вспомогательные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.
Операционная система - это комплекс программ, организующих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем. Операционные системы для персонального компьютера можно различать по нескольким параметрам: 1) однозадачные и многозадачные, 2) однопользовательские и многопользовательские.


Однозадачные операционные системы позволяют запустить одну программу в основном режиме. Многозадачные позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу.
Однопользовательский операционные системы позволяют работать на компьютере только одному человеку. В многопользовательской работу можно организовать так, что каждый пользователь будет иметь доступ к информации общего доступа, введя пароль, к личной информации, доступной только ему. Например, UNIX позволяет нескольким пользователям одновременно работать на одном компьютере с помощью так называемых терминалов, в роли которых могут выступать либо специализированные устройства (видеомонитор с клавиатурой), или запущена на ПК специальная программа. Терминал может находиться в нескольких метрах или в нескольких тысячах километров от компьютера. Терминал может быть связан с основным компьютером и через локальную сеть или Internet.


Операционная система MS DOS загружается в память ЭВМ при включении. Она выполняет следующие задачи:
+ Дополняет аппаратную базовую систему ввода-вывода (BIOS);
+ Предоставляет прикладным программам среду для их выполнения (ядро MS DOS);
+ Предоставляет пользователю среду, обеспечивающую диалог с компьютером посредством команд (командный процессор).
MS DOS загружается с системной дискеты в дисководе или винчестера.
Базовая система ввода-вывода (BIOS) находится в постоянной памяти (постояла запоминающем устройстве) (ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.


Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS.
На жестком диске (винчестере) загрузчик операционной системы состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска, она выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку. Вторая часть находится в первом секторе этого раздела, она считывает в память модули DOS и передает им управление.


Дисковые файлы IO.SYS и MS DOS.SYS (они могут называться и по-другому, названия меняются в зависимости от версии операционной системы) загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MS DOS.SYS реализует основные высоко-уровневые услуги DOS.
Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Этот процессор находится в дисковом файле COMMAND.COM на диске, с которого загружается операционная система. Некоторые команды пользователя, например, type, dir или мусор, командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем, и, если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).
Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например, форматирование дискет, проверку дисков и т.д.
Драйверы устройств - это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS.


Операционная система Windows З.хх
Ядро операционной системы (ОС) Windows З.хх состоит из трех модулей: Kernel (низкоуровневая часть - управление распределением памяти, процессами, файловым вводом-выводом и др.)., User (контрольные элементы пользователя - работа с клавиатурой, мышкой, таймером и портами, отображение окон и меню) и GDI (Graphics Device Interface, работа с дисплеем и принтером, прорисовка линий, закраски, отображение шрифтов, операции с масштабируемыми шрифтами TrueType).


С помощью динамично загружаемых модулей (Dynamic Link Library) (DLL) поддерживаются отображение стандартных диалоговых окон Windows, протоколы обмена данными DDE (динамическое связывание данных, Dynamic Data Exchange) и OLE (связывание и встраивание объектов, Object Linking and Embedding), взаимодействие с драйверами устройств ввода-вывода и другие черты Windows.
Для поддержки принтеров в Windows 3.1 применена архитектура мини-драйверов: универсальный драйвер выполняет аппаратно-независимые функции печати, а для поддержки конкретных устройств используются мини-драйверы производителей.
Windows for Workgroups 3.11 ориентирована на модели процессоров не ниже 80386-го и требует минимум 4 Мбайт оперативной памяти. Реализация полноценного графического интерфейса возможна только на видеоадаптерах VGA и SVGA.


Операционная система Windows 95
Операционная система (ОС) Windows 95 (W95) была не просто новой версией Windows. Она является полноценным ОС, не требующий присутствия на компьютере любой другой ОС. Более того, W95 - это целый программный продукт, включающий в себя много новых интересных программ, простой и понятный интерфейс документоориентированные, контекстные меню, упрощенные установки, полную совместимость с DOS и предыдущими версиями Windows.
W95 - это, во-первых, программа, рассчитанная на все категории пользователей, во-вторых, быстрая многооконный ОС, который одновременно может решать несколько задач и использовать несколько конвейеров движения информации, в-третьих, W95 предоставляет возможность быстрой и легкой работы с электронной почте, сетевыми файлами, и, в-четвертых, W95 обеспечивает поддержку переносных компьютеров (версии для ноутбуков включают в себя специальные энерго-и ресурсосберегающие программы), внешних устройств, звуковой и видеоаппаратура, мультимедиа и многое другое.
В распоряжение пользователя предоставляется возможность быстрого и легкого доступа к ресурсам сети, простые процедуры настройки и изменения аппаратных средств, визуальный контроль за работой персонального компьютера (ПК). Следует отметить также и такую ??программу, которая входит в состав W95, как Plug & Play (Встал & Работай). В Р & Р включены драйверы большинства наиболее известных аппаратных средств.


Вот некоторые новые возможности этой ОС по сравнению с предыдущими:
+ Упрощенный интуитивный пользовательский интерфейс, благодаря которому сокращаются расходы на обучение новичков, а опытные пользователи могут разобраться с W95 самостоятельно. Кнопка запуска, панель задач, проводник по Windows (Windows Explorer), программы-мастера, новая система справки и другие возможности делают W95 простой для изучения;
+ Технология Р & Р существенно облегчает жизнь пользователю. Р & Р автоматически устанавливает и настраивает аппаратные средства, при условии, конечно же, они заложены в ее память. W95 предлагает также и возможности управления и конфигурирования системы с одного сервера, что особенно важно для локальных сетей. Существующая иерархическая база данных, которая называется Системным Реестром (Register), содержит в себе всю информацию о конфигурации системы, о периферийных устройствах, о программном обеспечении, о преимуществах и привилегиях пользователей. Доступ к Системному Реестра осуществляется по сети в стандартных интерфейсов. Это значительно упрощает такие административные задачи, как дистанционное настройка настольной системы, контроль за использованием ПК, распределение программного обеспечения (ПО) и т.п.;
+ Системные правила распределения ресурсов позволяют администратору контролировать конфигурацию настольной системы. W95 поддерживает так называемые правила, или установки, задаваемые системным администратором.


Требования к аппаратным средствам. Минимальные требования таковы: процессор 386DX или выше, ОЗУ - не менее 4 Мб (рекомендуется 8 Мб), VGA-совместимый видеоадаптер. Необходимый объем жесткого диска зависит от количества вспомогательных программ и колеблется от 30 до 70 Мб.
Также следует учитывать, что W95:
+ Работает исключительно на процессорах Intel (или совместимых)
+ Не поддерживает системы симметричной многопроцессорной обработки информации;
+ Не соответствует уровням защиты сетевых работ С2. В этом случае лучше использовать Windows NT.
Операционная система Windows 98
Главное отличие операционной системы Windows 98 от Windows 95 состоит в интеграции с Web (сеть, паутина - Интернет). Так, Проводник Windows и браузер • WWW (World Wide Web - всемирная паутина, Интернет) слились в единое целое. Новый Проводник объединяет ресурсы жесткого диска, локальную сеть и ресурсы Интернет.
Операционная система Windows NT
Операционная система (ОС) Windows NT имеет Windows-подобный графический интерфейс пользователя и предоставляет Win32 API - 32-разрядный интерфейс прикладного программирования для разработки новых приложений, способных использовать все возможности операционных систем высокого уровня, к которым, в частности, относятся многие потоковые (или многозадачные) процессы, синхронизация, защита от несанкционированного доступа, ввод-вывод и управление объектами. Windows NT может взаимодействовать с другими операционными системами корпорации Microsoft, с Apple Macintosh и с UNIX-подобными системами по сетям различных типов. При этом взаимодействие может происходить как с одно-процессорных, так и с многопроцессорными компьютерами, построенных с использованием CISC-или RISC-технологий.


Операционная система Windows 2000
Операционную систему Windows 2000 можно использовать как основную операционную систему для современных настольных компьютеров и компьютеров Notebook, используемых на предприятиях любого типа. При создании этой системы корпорация Microsoft сохранила все полезные возможности Windows 98 - технологию Plug and Play, простой и понятный пользовательский интерфейс, широкие возможности управления - и улучшила их. Кроме того, их дополнили система безопасности, средства управления и обеспечения надежности, характерные для системы Windows NT.
Windows 2000 защищает основные файлы системы от перезаписи при установке приложений. В случае перезаписи файла система защиты Windows File Protection заменит перезаписан файл правильной версией. Защита системных файлов обеспечивает надежную работу системы Windows 2000 и отсутствие системных сбоев, характерных для более ранних версий Windows.
Windows 2000 является полноценной 32-разрядной операционной системой, что уменьшает вероятность сбоев приложений и незапланированных перезагрузок системы.
Windows 2000 обеспечивает подключение домашней сети или сети малого офиса к Интернету, используя удаленное подключение или широкополосную сеть. С одного компьютера можно настроить передачу сетевого адреса, адресацию и службу разрешения имен для всех компьютеров домашней сети.
Минимальные требования к оборудованию для операционной системы Windows 2000 следующие:
+ Pentium-совместимый процессор с частотой 133 МГц или выше;
+ 64 мегабайт (Мб) оперативной памяти (RAM) - рекомендованный минимум; с увеличением размера оперативной памяти увеличивается быстродействие;
+ Жесткий диск 2Гб, на котором есть не менее 650 Мб свободного места;
+ Дисковод для компакт или DVD-дисков;
+ Монитор VGA или более высокого разрешения;
+ Мышь Microsoft Mouse или совместимое указывающее устройство.
Операционная система Windows Millennium Edition.
Операционная система Windows Millennium Edition имеет ряд новых возможности в сравнении с предыдущими версиями Windows. Ниже приводятся некоторые из них.


Средство загрузки изображений WIA (Windows Image Acquisition) дает новые возможности работы с цифровых мы фотографиями, позволяет загружать снимки со сканеров и с цифровых фотоаппаратов и редактировать их с применением поворота и обрезки без использования программ независимых производителей.
Минимальные требования к оборудованию для операционной системы Windows Millennium Edition следующие:
+ Pentium-совместимый процессор с тактовой частотой 150 МГц или выше;
+ Оперативная память 32 Мб ОЗУ (дополнительная память повышает производительность);
+ При типичной установке требуется от 320 до 420 Мб свободного места на жестком диске в зависимости от конфигурации системы и выбранных параметров потребность в дисковом пространстве может изменяться от 200 до 500 Мб;
+ Дисковод для компакт-или DVD-дисков;
+ Монитор VGA или более высокого разрешения;
+ Мышь Microsoft Mouse или совместимое указывающее устройство.
Другие операционные системы
Операционная система Linux
Операционная система Linux была написана как альтернатива Windows, и является в действительности «непробиваемой» - ее просто невозможно заставить «зависнуть». В странах Запада эта ОС уже давно используется вместо Windows - причем, как в домашних компьютерах, так и в серверах. В России она распространена в основном среди завсегдатаев «всемирной паутины» (Интернет).
Linux - единственная ОС в мире, которая распространяется бесплатно. На любом из множества сайтов, распространяющих Linux и сопутствующие продукты, можно совершенно бесплатно установить себе на компьютер не только саму ОС, но и необходимые программы, вполне заменяют аналогичные разработки для Windows.


Кроме того, Linux позволяет продвинутым пользователям вмешиваться в саму систему, улучшать ее, исправлять мелкие ошибки и т.д. Еще одно преимущество Linux: она компактна. И самое главное: Linux - одна из самых надежных ОС в мире. Компьютеры, на которых она установлена, работают без перезагрузки месяцами и годами. Ей не страшны громоздкие базы данных и мощные вычислительные программы.
Однако в Linux отсутствуют некоторые возможности, привычные для пользователей Win-dows: непосредственное создание ярлыков, автозапуск программ настройки сразу же после того, как компакт-диск был загружен в привод, и т.д.
Операционная система BeOS
Операционная система BeOS - один из самых альтернативных систем, представленных на рынке. По своей структуре и организации очень напоминает Linux, но сначала делалась дружественный к пользователю. Имеет привлекательный внешний вид, кроме того, очень надежная.
Положительные BeOS можно отнести и то, что она специально предназначена для сетей и мультимедийных приложений, требующих не только больших ресурсов, но и защиты от сбоев и зависаний. Она полностью удовлетворяет всем требованиям разработчиков видео-и аудио-приложений на профессиональном уровне.


Ее недостатком можно считать ограниченную поддержку аппаратуры и программного обеспечения. Кроме того, программы под BeOS стоят во много раз дороже аналогичных под Windows.
Операционная система JavaOS
Язык программирования Java, предложенный компанией Sun, довольно быстро завоевал себе множество поклонников, особенно среди тех, кто подключен к Интернету. Этим языком очень удобно писать мультимедийные файлы, компьютерные игры и др.. Однако работа с Java под ОС Windows была несколько замедленная, и тогда Sun в срочном порядке разработала свою ОС, оптимально настроенную для работы с Java-приложениями.
Характерной особенностью операционной системы JavaOS является то, что она способна работать на любом устройстве, в котором есть микропроцессор. Она занимает очень мало места, надежная, обладает широкими возможностями.
Однако сетевые компьютеры на базе JavaOS так и не нашли свою нишу на ринку.Це связано, возможно с недостатком программного обеспечения для этой ОС, а также дороговизной уже разработанных программ.
Операционная система MacOS
Операционная система MacOS - специфическая ОС, работает только на компьютерах Macintosh, причем по надежности и удобств намного превосходит Windows.