Общая характеристика операционных систем (ОС). Назначение и возможности систем семейств UNIX, Windows.

Операционная система (ОС) – программное средство (ПС), предоставляющее и упорядочивающее доступ к ресурсам ЭВМ.

Функции ОС: распределение ресурсов, разработка программ (проектирование, кодирование), отладка программ, выполнение программ, управление заданиями, процессами, данными, памятью, процессором, устройствами.

Компонентный состав ОС определяется набором функций, для выполнения которых она предназначена. Все программы ОС можно разбить на две группы: управляющая программа и системные обрабатывающие программы.

1. Управляющая программа – обязательный компонент любой ОС. Ее функции – планирование прохождения непрерывного потока заданий, управление распределением ресурсов, реализация принятых методов организации данных, управление операциями ввода-вывода, организация мультипрограммной работы, управление работоспособностью системы после сбоев и др. Управляющая программа состоит из ряда компонентов, среди которых следует выделить четыре основных.

1.1 Управление статическими ресурсами(управление заданиями) осуществляет предварительное планирование потока заданий для выполнения и статического распределения ресурсов между одновременно выполняемыми заданиями в процессе подготовки к выполнению. К статическим ресурсам относят разделы памяти (основной, виртуальной, внешней), доступные для использования устройства, допускающие только монопольное использование, наборы данных и др. такие ресурсы закрепляются за заданием или его частью с момента инициализации до момента завершения и используются обычно в монопольном порядке.

1.2 Управление динамическими ресурсами (управление задачами) осуществляет динамическое распределение ресурсов системы между несколькими задачами, решаемых одновременно в мультипрограммном режиме для выполняемого потока заданий. Входящие в ядро ОС и постоянно находящиеся в ОП.

1.3 Управление данными обеспечивает все операции ввода-вывода (т.е. обмен между оперативной памятью и периферийными устройствами) на физическом и логическом уровнях. Оно включает в себя ряд служб, обеспечивающих выполнение таких функций, как управление каталогом, управление распределением памяти прямого доступа, обработку ошибок ввода-вывода и др., реализует различные структуры данных и возможность доступа к ним.

1.4 Управление восстановлением регистрирует машинные сбои и отказы и восстанавливает работоспособность системы после сбоев, если это возможно.

2. Системные обрабатывающие программы выполняются под управлением управляющей системы, так же как и любая обрабатывающая программа, в т.ч. пользовательская. Это значит, что она в полном объеме может пользоваться услугами управляющей программы и не может самостоятельно выполнять системные функции. Так, обрабатывающая программа не может самостоятельно осуществлять собственный ввода-вывода. Операции ввода-вывода обрабатывающая программа реализует с помощью запросов к управляющей программе, которая и выполняет непосредственно ввод и вывод данных. Централизованное выполнение системных функций управляющей программой позволяет выполнять их более эффективно и обеспечивает высокий уровень услуг для пользователя. К системным обрабатывающим программам относятся программы, входящие в состав ОС: ассемблеры, трансляторы, редакторы связей, загрузчик, программы обслуживания и ряд других. Трансляторы, редактор связей и загрузчик образуют основу систем программирования, построенных на базе ОС.

Требования к современным ОС: расширяемость, переносимость, совместимость, надёжность и отказоустойчивость, безопасность, производительность.