Операционная система: понятие, основные функции. Примеры операционных систем, многообразие операционных систем

С формальной точки зрения, чем меньше «посторонних» по отношению к конкретной программе действий выполняет компьютер, чем меньше дополнительных условий для ее работы требуется — тем лучше. Но на практике значительная часть действий, которые необходимо выполнить программе (особенно действий по взаимодействию с аппаратурой), — типовые, являются общими для многих программ. Кроме того, если каждая программа полностью независима от остальных и полностью управляет всеми ресурсами, то координировать работу затруднительно, работоспособность компьютера зависит от каждой программы, а наблюдать за ситуацией может только человек.

До тех пор, пока компьютеры не имели никаких лишних ресурсов, существование каких-то вспомогательных программ было невозможно. С разработкой машин второго поколения возникла задача сокращения простоя машины между запуском расчетных задач, поскольку появились средства ускоренного ввода программ и данных (перфокарты и перфоленты с автоматическими считывателями). В этот период были созданы первые координирующие исполнение программы — менявшие задачи по мере их завершения.

Позднее из этих программ выросли современные операционные системы: комплексы программ и данных, выполняющие задачи управления взаимодействием программ, аппаратуры и пользователей между собой.

Во-первых, задачей операционных систем (ОС) является управление ресурсами: процессорным временем, оперативной памятью, доступом к устройствам внешней памяти.

Во-вторых, обеспечение взаимодействия программ (между собой и аппаратурой).

В-третьих, в современных операционных системах появилась задача обеспечения взаимодействия с пользователем (человеко-машинный интерфейс) и с другими компьютерами — в сетях.

Основной компонент операционной системы — ядро. Ядро — это комплекс программ, постоянно присутствующий в оперативной памяти и выполняющий задачи управления процессами и памятью. Помимо этого, операционная система содержит библиотеки функций, выполняющих конкретные задачи. К этим библиотекам обращаются прикладные программы для выполнения типовых задач. Например, как часть такой библиотеки реализуются программы управления данными на внешних носителях — поддержки файловых систем.

Как правило, операционная система поставляется с набором прикладных программ, которые обеспечивают выполнение некоторых типовых задач. Такие вспомогательные программы называются утилитами.

Существует большое количество операционных систем и вариантов их исполнения. Классифицируют их по разным основаниям, наиболее популярно деление:

1) По способу управления выполняемыми процессами:

однозадачные. В один момент времени выполняется одна задача, только по окончанию исполнения управление передается следующей (или процессору команд ОС);

многозадачные. В оперативной памяти присутствует несколько программ, которые с точки зрения пользователя выполняются одновременно. На практике ОС переключается от одной программы к другой.

2) По разделению среды пользователей:

однопользовательские. Это ОС, не предусматривающие разделение ресурсов между пользователями (т. е. не различающими пользователей);

многопользовательские. Это ОС, имеющие в своем составе средства разграничения ресурсов между пользователями.

В настоящий момент активно используются две линии операционных систем:

операционные системы линии UNIX;

операционные системы линии Windows.

Все эти ОС являются многозадачными, многопользовательскими, обеспечивают взаимодействие с широким спектром аппаратуры, предусматривают расширение возможностей за счет разработки самых разных программ. В составе этих ОС в том или ином виде поставляются средства организации графического интерфейса пользователя.

Все они имеют свои достоинства и недостатки, выбор конкретной ОС обуславливается задачами и предпочтениями пользователя.