Н. К. Токжигитова а ционные системы

2  Назначение и типы операционных систем

2.1  Функции операционных систем

На  сегодня  существует  большое  количество  разных  типов 

операционных 

систем, 

отличающихся 

областями 

применения, 

аппаратными 

платформами 

и 

методами 

реализации. 

Это 

обусловливает  значительные  функциональные  различия  этих  ОС. 

Следовательно  очень  важно  выделить  те  функции,  которые  присущи 

всем операционным системам.

Операционная 

система 

компьютера — это 

комплекс 

взаимозависимых 

программ, 

который 

взаимодействует 

между 

приложениями  и  пользователями,  с  одной  стороны,  и  аппаратной 

частью компьютера, с другой.

ОС  выполняет две группы функций:

-  предоставление  пользователю  или  программисту  вместо 

реальной аппаратуры  компьютера расширенной  виртуальной машины, 

с которой удобней работать и которую легче программировать.

-  управление  ресурсами  компьютера  с  целью  повышения 

эффективности его использования.

ОС  как  виртуальная  машина.  Использование  большинства 

компьютеров  на уровне машинного языка затруднительно. При работе 

с  диском  программисту-пользователю  достаточно  представлять  его  в

виде  некоторого  набора  файлов,  каждый  из  которых  имеет  имя.

Работа с файлом заключается  в его открытии,  выполнении чтения или 

записи,  а  затем  в  закрытии  файла.  Вопросы  подобные  тому,  в  каком 

состоянии  сейчас  находится  двигатель  механизма  перемещения 

головок,  не  должны  волновать  пользователя.  Программа,  которая 

скрывает  от  программиста  все  реалии  аппаратуры  и  предоставляет 

возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения 

или записи -  это операционная система.  Операционная  система также 

берет  на  себя  такие  функции  как  обработка  прерываний,  управление 

таймерами и оперативной памятью и т.д [2].

С  этой  точки  зрения  функцией  ОС  является  предоставление 

пользователю  некоторой  расширенной  или  виртуальной  машины, 

которую  легче  программировать  и  с  которой  легче  работать,  чем 

непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.

Операционная  система  предоставляет  программистам  простой 

интерфейс,  берет  на  себя  рутинные  операции,  связанные  с 

управлением  аппаратными  устройствами  компьютера,  тем  самым 

избавляя  программистов работы  с аппаратурой  напрямую.

8

В  результате  работы  ОС  реальная  машина,  способная  выполнять 

только  небольшой  набор  элементарных  действий,  определяемых  ее 

системой  команд,  превращается  в  виртуальную  (расширенную) 

машину, выполняющую широкий набор более мощных функций.

ОС  как  система  управления  ресурсами.  С  другой  стороны  ОС 

представляет  собой  механизм,  управляющий  всеми  частями  сложной 

вычислительной  системы  (ВС).  Современные  ВС  состоят  из 

процессоров,  памяти,  таймеров,  дисков,  накопителей  на  магнитных 

лентах,  сетевой  коммуникационной  аппаратуры,  принтеров  и  других 

устройств.  В  соответствии  со  вторым  подходом  функцией  ОС 

является  распределение  процессоров,  памяти,  устройств  и  данных 

между  процессами,  конкурирующими  за  эти  ресурсы.  ОС  должна 

управлять  всеми  ресурсами  вычислительной  машины  таким  образом, 

чтобы 

обеспечить 

максимальную 

эффективность 

ее 

функционирования. 

Критерием 

эффективности 

может 

быть, 

например,  пропускная  способность.  Управление  ресурсами  включает 

решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

-  планирование ресурса -  то  есть определение,  кому,  когда,  а для

делимых  ресурсов  и  в  каком  количестве,  необходимо  выделить 

данный ресурс;

- отслеживание  состояния  ресурса  —  то  есть  поддержание 

оперативной  информации  о  том,  занят  или  не  занят  ресурс,  а  для 

делимых  ресурсов  — какое  количество  ресурса  уже  распределено,  а 

какое свободно.

Для решения  этих общих задач управления ресурсами разные ОС 

используют  различные  алгоритмы,  что,  в  конечном  счете,  и 

определяет 

их 

облик 

в 

целом, 

включая 

характеристики 

производительности,  область  применения  и  даже  пользовательский 

интерфейс.  Так,  например,  алгоритм  управления  процессором  в 

значительной  степени  определяет,  является  ли  ОС  системой 

разделения  времени,  системой  пакетной  обработки  или  системой 

реального времени [3].

Управление  ресурсами  составляет  важную  часть  функций 

операционной  системы,  в  особенности  мультипрограммной.  В 

отличие  от  функций  расширенной  машины,  большинство  функций 

управления 

ресурсами 

выполняется 

операционной 

системой 

автоматически и прикладному программисту недоступно.

Операционные  системы  могут  различаться 

особенностями 

реализации  внутренних алгоритмов управления  основными  ресурсами 

компьютера  (процессорами,  памятью,  устройствами),  особенностями

9

использованных 

методов 

проектирования, 

типами 

аппаратных 

платформ, областями  использования  и  многими другими свойствами.

жүктеу/скачать 3,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: