Назначение и основные функции операционных систем.

Назначение и основные функции

операционных систем.

К системному программному обеспечению относят такие программы, которые являются общими, без которых невозможно выполнение или создание других программ, операционные системы (ОС) относят к этим программам.

Системное программное обеспечение – это те программы и комплексы программ, которые являются общими для всех пользователей технически средств компьютера. Системное программное обеспечение делится на пять основных групп:

- операционные системы;

- системы управления файлами;

- интерфейсные оболочки, которые обеспечивают взаимодействие пользователя с операционной системой, и различные программные среды;

- системы программирования;

- утилиты.

На сегодняшний день операционная система представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой программный продукт работает под управлением ОС. Ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Пользователи со своими программами также взаимодействуют через интерфейс ОС. Любые команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят через ОС.

Основные функции ОС:

- Прием от пользователя (или оператора) заданий, или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых команд оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (клавиатура, мышь). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ, с операциями над файлами, и иные команды;

- Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

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

- Запуск программы;

- Инициализация программы (передача ей управления) и выполнение процессором  программы;

- Идентификация всех программ и данных;

- Прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. ОС умеет выполнять очень большое количество системных функций, которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по соответствующим правилам, которые и определяют интерфейс прикладного программирования этой ОС;

- Обслуживание всех операций ввода-вывода;

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

- Обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. обеспечение одновременной работы многих пользователей или многих программ;

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

- Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

- Для сетевых ОС характерной является функция обеспечения взаимодействия связанных между собой компьютеров;

- Защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой ОС от исполняющихся на компьютерных приложений;

- Аутентификация и авторизация пользователей. Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи;

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

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

- Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

- Распределение памяти, организация виртуальной памяти.

Файловые системы. Назначение систем управления файлами – организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы. Благодаря системам управления файлами (они могут быть разными) вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной записи появилась возможность использовать логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.

Любая система управления файлами (СУФ) не существует сама по себе – она разработана для работы в конкретной операционной системе и может работать с конкретной файловой системой.

СУФ выделяется в отдельную категорию программного продукта, т.к. некоторые ОС могут работать с несколькими файловыми системами, причем либо с одной из них, либо сразу с несколькими одновременно. Любая файловая система разработана для работы в конкретной ОС. 

Файл – набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для их управления создаются соответствующие системы управления файлами. Файл рассматривается пользователями и приложениями как единое целое. Обращение к нему осуществляется по имени, которое должно быть уникальным. Ограничение доступа осуществляется на уровне файла. Пользователь может быть допущен к работе с файлом или лишен такой возможности. В сложных системах (не рассматриваемых нами) управление доступом осуществляется на уровне записи, а иногда на уровне поля записи.

Не следует путать понятия файловая система и база данных. База данных представляет собой набор связанных между собой данных. База данных спроектирована специально для использования большим количеством различных приложений. Обычно база данных служит для какого-то конкретного проекта, например, содержит совокупность данных научного исследования. Обычно разрабатывается отдельная система управления базой данных (СУБД). Изучение СУБД составят отдельный курс программы.

Файловая система – это набор спецификаций и программное обеспечение для их реализаций. Они отвечают за: -создание; -уничтожение; -организацию; -чтение; -запись; -модификацию; -перемещение; -управление доступом к файлам; управление ресурсами, которыми пользуются файлы.

Файловая система определяет способ организации данных на диске или ином носителе (CD). Для каждой ОС разрабатывается своя файловая система, например, FAT32, которая реализована на абсолютном большинстве ОС, работающих на ПК.