Zpět Vpřed

Pozor! Náhledy snímků mají pouze informativní charakter a nemusí představovat všechny funkce prezentace. Pokud máte zájem tuto práci, stáhněte si prosím plnou verzi.

Obecné informace

Osobní počítače kompatibilní s IBM používají operační systémy Microsoft Windows a také volně dostupný operační systém Liux.
Používání osobních počítačů Apple různé verze operační systém Mac OS.
Nejpoužívanější operační systémy na pracovních stanicích a serverech jsou Windows T/2000/XP a UIX.

Účel operační systém

Operační systémy jsou různé, ale jejich účel a funkce jsou stejné. Operační systém je základní a nezbytnou součástí počítačového softwaru, bez něj počítač v zásadě nemůže fungovat.

operační systém zajišťuje společné fungování všech počítačových zařízení a poskytuje uživateli přístup ke svým zdrojům.

Složení operačního systému

Moderní operační systémy mají složitou strukturu, jejíž každý prvek plní specifické funkce pro ovládání počítače.

1.Správa souborového systému . Proces provozu počítače spočívá ve výměně souborů mezi zařízeními. Operační systém má softwarových modulů, správci souborového systému.

2.Příkazový procesor . Speciální program, který vyžaduje od uživatele příkazy a provádí je.

3.Ovladače zařízení. Speciální programy, které poskytují kontrolu nad provozem zařízení a koordinaci výměny informací s jinými zařízeními a také umožňují konfigurovat některé parametry zařízení. Technologie "Plug ad play" (plug and play) umožňuje automatizovat připojování nových zařízení k počítači a poskytuje jejich konfiguraci.

4.Grafické rozhraní. Slouží ke zjednodušení práce uživatele.

5.Servisní programy nebo utility. Programy, které umožňují údržbu disků (kontrolu, komprimaci, defragmentaci atd.), provádění operací se soubory (archivace atd.), práci v počítačových sítích atd.

6.Systém nápovědy. Umožňuje rychle získat informace jak o fungování operačního systému jako celku, tak o provozu jeho jednotlivých modulů.

Po zapnutí počítače se operační systém nahraje ze systémového disku do RAM. Stahování musí být provedeno v souladu se stahovacím programem. Aby však počítač mohl spustit program, musí být tento program již v paměti RAM. Řešení tohoto rozporu spočívá v postupném načítání operačního systému krok za krokem.

Autotest počítače

Součástí počítače je energeticky nezávislá paměť pouze pro čtení (ROM) obsahující programy pro testování počítače a první fázi načítání operačního systému - to je BIOS (Basic Iput/Output System).

Po zapnutí napájení nebo stisknutí tlačítka RESET na systémové jednotce počítače nebo současném stisknutí kombinace kláves (Ctrl+Alt+Del) na klávesnici začne procesor provádět samočinný test počítače POST (Power-OSelf Test). Testuje se výkon počítače.

Během testování mohou být zpočátku vydávány diagnostické zprávy ve formě různých sekvencí krátkých a dlouhých pípnutí.

Po úspěšné inicializaci grafické karty se na obrazovce monitoru zobrazí krátké diagnostické zprávy.

Po autotestu začne speciální program obsažený v BIOSu hledat zavaděč operačního systému. Existuje alternativní přístup k diskům dostupným v počítači a vyhledávání určité místo dostupnost speciálního programu Master Boot (programy pro zavádění operačního systému).

Pokud je systémový disk a zavaděč na svém místě, nahraje se do paměti RAM a přenese se na něj řízení provozu počítače.

Pokud v počítači nejsou žádné systémové disky, zobrazí se na obrazovce monitoru zpráva „osystem disk“ a počítač zůstane nefunkční.

Proces spouštění operačního systému

Po dokončení načítání operačního systému je řízení přeneseno na příkazový procesor.

Dobrý den, vážený uživatel. Na této stránce budeme hovořit o tématech, jako jsou: Účel a hlavní funkce operačních systémů. Složení operačního systému.

Operační systém (OS) je sada vzájemně propojených systémových programů pro organizaci interakce uživatele s počítačem a spouštění všech ostatních programů. OS patří k systémovému softwaru a jsou jeho hlavní součástí. Operační systémy: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS/2, UNIX, Linux.

Hlavní funkce OS:

• správa počítačových zařízení (zdrojů), tzn. koordinovaný provoz veškerého hardwaru PC: standardizovaný přístup k periferním zařízením, správa RAM atd.
• řízení procesů, tzn. provádění programů a jejich interakce s počítačovými zařízeními.
• řízení přístupu k datům na energeticky nezávislém médiu (jako je pevný disk, CD-ROM atd.), obvykle pomocí souborového systému.
• zachování struktury souborů.
• uživatelské rozhraní, tzn. dialog s uživatelem.

Další funkce:

• paralelní nebo pseudoparalelní provádění úkolů (multitasking).
• interakce mezi procesy: výměna dat, vzájemná synchronizace.
• ochrana samotného systému a také uživatelských dat a programů před škodlivými akcemi uživatelů nebo aplikací.
• diferenciace přístupových práv a víceuživatelský režim provozu (autentizace, autorizace).

Složení operačního systému

Obecně složení OS obsahuje následující moduly:

• Softwarový modul, který spravuje systém souborů.
• Příkazový procesor, který provádí uživatelské příkazy.
• Ovladače zařízení.
• Softwarové moduly, které poskytují grafické uživatelské rozhraní.
• Servisní programy.
• Systém nápovědy.

Ovladač zařízení(ovladač zařízení) je speciální program, který zajišťuje kontrolu nad provozem zařízení a koordinaci výměny informací s ostatními zařízeními.

Příkazový procesor(příkazový procesor) – speciální program, který vyžaduje od uživatele příkazy a provádí je (interpret programu).

Interpret příkazů je zodpovědný za načítání aplikací a řízení toku informací mezi aplikacemi.

Pro zjednodušení práce uživatele obsahují moderní operační systémy softwarové moduly, které poskytují grafické uživatelské rozhraní.
Proces provozu počítače v určitém smyslu spočívá ve výměně souborů mezi zařízeními. OS má softwarový modul, který spravuje systém souborů.

Servisní programy umožňují údržbu disků (kontrolu, komprimaci, defragmentaci atd.), provádění operací se soubory (kopírování, přejmenování atd.) a práci v počítačových sítích.

Pro pohodlí uživatele OS obsahuje systém nápovědy, což vám umožní rychle přijímat potřebné informace o fungování jak OS jako celku, tak provozu jeho jednotlivých modulů.

Poznámka

Složení OS modulů, stejně jako jejich počet, závisí na rodině a typu OS. Například MS DOS nemá modul, který poskytuje grafické uživatelské rozhraní.

Nejběžnější přístup ke strukturování operační systém je rozdělit všechny jeho moduly do dvou skupin:

1. Jádro– jedná se o moduly, které plní hlavní funkce OS.
2. Pomocné moduly, vykonávající pomocné funkce OS. Jednou z definujících vlastností jádra je práce v výsadní režimu.

Moduly jádra provádějí následující základní funkce OS: Správa procesů, Správa systému přerušení, Správa paměti, Správa I/O zařízení, Funkce, které řeší vnitrosystémové problémy organizace výpočetního procesu: přepínání kontextu, načítání/vyjímání stránek, obsluha přerušení. Tyto funkce nejsou dostupné pro aplikace. Funkce, které podporují aplikace, vytvářejí pro ně tzv. prostředí aplikačního softwaru.

Aplikace mohou zadávat požadavky do jádra − systémová volání– provádět určité akce: otevřít a přečíst soubor, zobrazit grafické informace na displeji, získat systémový čas atd. Funkce jádra, které mohou aplikace volat, tvoří rozhraní pro programování aplikací - API ( Aplikační programovací rozhraní.

Příklad.
Základní kód Win32 API obsažené ve třech knihovnách dynamického načítání (Dynamic Link Library, DLL): USER32, GDI32 A KERNEL32.

Jádro je modul Windows, který podporuje nízkoúrovňové funkce pro práci se soubory a správu paměti a procesů. Tento modul poskytuje servis pro 16- a 32-bitové aplikace.
GDI(Graphics Device Interface) je modul Windows, který poskytuje implementaci grafických funkcí pro práci s barvou, fonty a grafickými primitivy pro displej a tiskárny.
Uživatel je modul Windows, který je správcem oken a je zodpovědný za vytváření a správu oken, dialogových oken, tlačítek a dalších prvků uživatelského rozhraní zobrazených na obrazovce.
Jádro je hnací silou všechny výpočetní procesy v počítačovém systému a kolaps jádra se bez něj rovná kolapsu celého systému, OS je zcela nefunkční a nebude schopen vykonávat žádnou ze svých funkcí. Vývojáři operačního systému proto věnují pozornost zvláštní pozornost spolehlivost jaderných kódů, v důsledku toho může proces jejich ladění trvat mnoho měsíců.

Typicky je jádro navrženo jako softwarový modul nějakého speciálního formátu, který se liší od formátu uživatelských aplikací.
Pomocné moduly OS provádějí pomocné funkce OS (užitečné, ale méně povinné než funkce jádra).

Příklady pomocných modulů:

• Program pro archivaci dat.
• Program pro defragmentaci disku.
• Textový editor.

Moduly pomocných OS jsou navrženy buď jako aplikace nebo jako knihovny procedur. Moduly pomocných OS jsou rozděleny do následujících skupin:

veřejné služby- programy, řešení problémůřízení a podpora počítačový systém: Údržba disku a souborů.

programy pro zpracování systému– text popř grafické editory, kompilátory, linkery, debuggery.

programy poskytující uživateli další služby uživatelského rozhraní (kalkulačka, hry).

knihovny procedur pro různé účely, zjednodušující vývoj aplikací (knihovna matematických funkcí, vstupně-výstupní funkce).

Stejně jako běžné aplikace, nástroje, které zpracovávají programy a knihovny OS, přistupují k funkcím jádra prostřednictvím systémových volání, aby prováděly své úkoly.
Funkce vykonávané moduly jádra jsou nejčastěji používanými funkcemi operačního systému, takže rychlost, s jakou jsou vykonávány, určuje výkon celého systému. Pro zajištění vysoká rychlost Během provozu OS jsou všechny moduly jádra nebo většina z nich trvale umístěny v paměti RAM, to znamená, že jsou rezidentní.

Pomocné moduly se obvykle načítají do RAM pouze po dobu jejich funkcí, to znamená, že jsou tranzitní. Tato organizace operačního systému šetří RAM počítače.

Poznámka

Rozdělení operačního systému na jádro a pomocné moduly zajišťuje snadnou rozšiřitelnost OS. Chcete-li přidat novou funkci na vysoké úrovni, stačí vyvinout novou aplikaci, aniž byste museli upravovat základní funkce, které tvoří jádro systému.

Objekty jádra OS jsou:

• Procesy (diskutované v tématu 2.3).
• Soubory.
• Události.
• Proudy (diskutované v tématu 2.3).
• Semafory jsou objekty, které neumožňují zadat danou sekci kódu více než n vláknům.
• Mutexy jsou jednomístné semafory používané v programování k synchronizaci současně vykonávaných vláken.
• Soubory promítané do paměti.

29. 10.2017

Blog Dmitrije Vassiyarova.

Co je operační systém v počítači - v kostce o OS

Ahoj všichni.

Přemýšleli jste někdy, co je to operační systém v počítači? Kdyby neexistoval, nemohli bychom hardware vůbec používat. Navrhuji se blíže podívat na tak důležitou součást PC.

V tomto článku najdete nejen vysvětlení toho, co je to OS, ale také se dozvíte o jeho funkcích, historii (nebude toho mnoho - nebudete se nudit), stejně jako o jeho odrůdách a jejich vlastnosti.

Analýza konceptu

Operační systém je prostředníkem mezi hardwarem počítače na straně jedné a software- na druhé straně. Jinými slovy, je to nástroj pro ovládání počítače. S jeho pomocí chápe, jaké úkoly mu kladete a jak je provádět.

Operační systém je uložen v externí paměti počítače – na pevném disku nebo na . Když spustíte hardware, je načten z paměti pevného disku a částečně umístěn do paměti RAM.

Důležité vlastnosti

Hlavní kritéria moderních operačních systémů:

• Používají, to znamená, že mají univerzální mechanismus pro přístup k informacím;
• Jsou víceuživatelské – můžete pro ně vytvořit více profilů různí lidé na jednom počítači;
• Multitasking – rozumí tomu, jak rozdělit čas na dokončení úkolů, které si stanovíte.

Hlavní komponenty

Aby systém mohl oddělit pravomoci a proces velký početúkoly, je mezi jeho hlavními složkami vybudována určitá hierarchie privilegií. Jejich role jsou:

• Jádro je zodpovědné za provádění procesů a distribuci systémových prostředků do nich.
• Ovladače zařízení jsou programy, které pomáhají systému rozpoznat zařízení nainstalovaná v počítači a pracovat s nimi.
• Síťové a souborové subsystémy.
• Systémové knihovny jsou sada programů, které se také podílejí na provádění úkolů.
• Shell s nástroji (také nazývaný grafické rozhraní) je rozhraní s určitou sadou vestavěných aplikací.

Funkce

Účel operačního systému je následující:

• Vyřizování softwarových požadavků. To zahrnuje jejich spouštění a zastavování, vstup/výstup dat atd.
• Poskytování přístupu podle určitého standardu k periferním zařízením (klávesnice, myš, tiskárna atd.).
• Správa paměti;
• Uspořádání přístupu k informacím podle nainstalovaného systému souborů umístěného na pevných discích, konvenčních optických jednotkách a flash discích.
• Poskytování rozhraní, to znamená, že můžete ovládat hardware a nevidíte všechny složité procesy, které se vyskytují ve stejnou dobu.
• Přidělování zdrojů k dokončení úkolů;
• Chraňte svůj systém před hackováním pomocí vestavěného firewallu.

To přirozeně není úplný seznam funkcí. Ale myslím, že to stačí k pochopení důležitosti a složitosti OS.

Odrůdy

Nyní přejděme k jeho typům, které jsou mezi uživateli nejoblíbenější. Podívejme se na každou zvlášť.

Windows

První systém Microsoft Corporation vyšlo v polovině 80. let. Její produkty jako XP (2001), 7 (2009) a 10 (2015) získaly největší uznání.

Po desetiletí si Windows pevně zaujímá vedoucí pozici – volí jej drtivá většina uživatelů. Popularita je vysvětlena následujícími výhodami:

• Podpora pro širokou škálu zařízení zahrnutých v hardwaru počítače;
• Snadná instalace, konfigurace a provoz;
• Rozmanitost softwaru – většina programů je napsána pro tento systém.

Mac OS X

Apple jako první přišel s operačním systémem s grafickým rozhraním. Vyšlo v roce 1984. Dříve bylo možné výpočty na počítačích provádět pouze pomocí příkazového řádku.

V současné době Mac OS získává na popularitě, ale stále nedosáhl úrovně, kterou obsadil Windows. Faktem je, že první je nainstalován pouze v produktech „Apple“, které nejsou levné. Zatímco ten druhý funguje volně na hardwaru od různých výrobců.

Nicméně, Mac má silné stránky, díky čemuž kolem sebe shromáždila okruh fajnšmekrů:

• Spolehlivost provozu;
• Spolehlivá ochrana proti virům;
• Rozhraní je ve stylu „nic extra“.

Linux

Objevil se tento systém na počátku 90. let na návrh studenta Helsinské univerzity Linuse Torvaldse, po kterém byla pojmenována. Byl vyvinut na základě Unixu, rodiny multitaskingových, víceuživatelských systémů, které daly podnět k vývoji operačního systému jako celku.

Mimochodem, Mac OS lze také nazývat Unix, ale stále nejsou podobné Linuxu. Výrazná vlastnost ten druhý je otevřený zdrojový kód, to znamená, že jej může kdokoli měnit a distribuovat.

Každá verze této rodiny operačních systémů má své vlastní rozhraní. Nejběžnější jsou Ubuntu, Mint a Fedora. Z trojice, kterou jsem uvedl, je Linux nejméně oblíbený, ale stále si našel „své“ uživatele. Díky čemu?

• Systém je zdarma;
• Všechny programy jsou umístěny na jednom místě;
• Existuje jen velmi málo virů přizpůsobených tomuto OS.

Mimochodem, v roce 2017 naši krajané představili svůj vlastní operační systém s názvem „Axis“, kterým chtějí nahradit staré dobré Windows na počítačích vládní agentury. Je vytvořen na linuxovém jádře, ale od tohoto systému se liší svým softwarovým balíkem.

Jen si to představte, Rusko bude mít svůj vlastní oficiální OS :)

O operačních systémech se můžeme bavit dlouho, ale už si netroufám brát vám čas.

Pojď sem znovu.

OPERAČNÍ SYSTÉMY, JEJICH ÚČEL A ODRUHY

Operační systém (OS) je sada programů, které plní dvě hlavní funkce: poskytují uživateli pohodlí virtuálního stroje a zvyšují efektivitu používání počítače při racionální správě jeho zdrojů.

Virtuální stroj je funkční ekvivalent imaginárního počítače s danou konfigurací, modelovaný softwarem a hardwarem skutečného počítače. OS skrývá před uživatelem vlastnosti fyzického umístění informací na discích a zpracovává přerušení (ukončení výpočetního procesu způsobené požadavky na obsluhu jiných zařízení), spravuje časovače a RAM. V důsledku toho je uživateli poskytnut virtuální stroj, který implementuje práci na logické úrovni.

Moderní operační systémy vyžadují následující požadavky:

• kompatibilita - OS musí obsahovat nástroje pro běh aplikací připravené pro jiné operační systémy;
• přenositelnost - zajištění schopnosti přenést OS z jedné hardwarové platformy na druhou;
• spolehlivost a odolnost proti chybám - zahrnuje ochranu OS před vnitřními a vnějšími chybami, poruchami a selháními;
• zabezpečení - OS musí obsahovat prostředky k ochraně zdrojů některých uživatelů před ostatními;
• rozšiřitelnost - OS by měl umožňovat snadné provádění následných změn a doplňků;
• výkon - systém musí mít dostatečnou rychlost.

Operační systémy jsou podle počtu současně prováděných úloh jednoúlohové (MS DOS, starší verze PC DOS) a víceúlohové (OS/2, UNIX, Windows).

Jednoúlohové operační systémy poskytují uživateli virtuální stroj a zahrnují správu souborů, správu periferních zařízení a nástroje pro komunikaci s uživatelem. Multitasking OS navíc řídí rozdělení sdílených zdrojů mezi úkoly. Multitasking může být nepreemptivní (NetWare, Windows 3/95/98) nebo preemptivní (Windows NT, OS/2, UNIX). V prvním případě po dokončení aktivní proces sám předá řízení OS, aby vybral jiný proces z fronty. Ve druhém rozhodnutí o přepnutí procesoru z jednoho procesu na druhý činí OS.

Podle počtu souběžných uživatelů se operační systémy dělí na jednouživatelské (MS DOS, Windows 3x, starší verze OS/2) a víceuživatelské (UNIX, WINDOWS NT). Víceuživatelské systémy obsahují prostředky k ochraně uživatelských informací před neoprávněným přístupem.

Síťový OS obsahuje prostředky pro přenos dat mezi počítači po komunikačních linkách a implementaci protokolů přenosu dat.

Kromě cílení na operační systémy určitý typ hardwarové platformě, existují mobilní OS, které jsou snadno přenosné různé typy počítače (UNIX). V takových operačních systémech jsou lokalizována umístění závislá na hardwaru a při přenosu systému jsou přepsána. Hardwarově nezávislá část je implementována v programovacím jazyce vysoká úroveň, zpravidla v jazyce C a je překompilován, když. přesun na jinou platformu.

V přítomný okamžik asi 90 % počítačů používá OS Windows. Pro použití na serverech je určena širší třída OS. Tato třída OS zahrnuje rodinu UNIX, vývoj společnosti Microsoft (MS DOS a Windows), síťové produkty Novell a IBM Corporation.

UNIX - víceuživatelský, víceúlohový OS, obsahuje poměrně výkonné prostředky k ochraně programů a souborů různých uživatelů. UNIX OS je strojově nezávislý, což zajišťuje vysokou mobilitu OS a snadnou přenositelnost aplikačních programů na počítače různých architektur.

Důležitou vlastností operačních systémů rodiny UNIX je modularita a rozsáhlá sada obslužných programů, které umožňují vytvořit příznivé operační prostředí pro uživatelské programátory (to znamená, že systém je efektivní zejména pro specialisty - aplikační programátory).

Bez ohledu na verzi jsou společnými rysy UNIXu víceuživatelský režim s prostředky ochrany dat před neoprávněným přístupem; implementace multitaskingového zpracování v režimu sdílení času; přenositelnost systému napsáním hlavní části v jazyce C.

Nevýhodou UNIXu je velká spotřeba zdrojů a u malých jednouživatelských systémů založených na osobních počítačích je nejčastěji nadbytečný. Obecně platí, že OS rodiny UNIX cílí především na velké lokální (firemní) a globální sítě, které spojují práci tisíců uživatelů. Rozšířené UNIX a jeho verze LINUX obdržel na internetu, kde zásadní význam

má strojovou nezávislost na OS.

V současné době MS DOS K ovládání osobních počítačů se prakticky nepoužívá. Nemělo by se však mít za to, že zcela vyčerpala své schopnosti a ztratila svou relevanci. Nízké požadavky na hardwarové zdroje činí DOS slibným pro praktické použití. V roce 1997 tak společnost CaShega začala pracovat na adaptaci DR DOSu (analoga MS DOSu) na trh embedded OS pro malá vysoce přesná zařízení připojená k internetu a intranetovým sítím. Mezi tato zařízení patří pokladny

, faxy, osobní digitální asistenti, elektronické notebooky atd. Operační systémy Windows

je rodina operačních systémů, která zahrnuje: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME (první dva se obvykle nazývají operační shelly, protože DOS byl pro ně nainstalován samostatně). Windows 95 se vyznačuje snadnou instalací, nízkou úrovní ochrany dat a odolností vůči selhání aplikací. Windows 95 má intuitivní rozhraní, podporuje technologii plug-and-play a obsahuje vestavěné nástroje pro práci v síti.

Windows 98 je vývojem Windows 95. Tato verze je úzce integrována s webovým prohlížečem Internet Explorer a obsahuje velké množství ovladačů pro stará i nová zařízení. Uživatelé zaznamenali zjednodušený proces instalace OS a nižší požadavky na výkon procesoru, paměť a místo na disku ve srovnání s NT. Jednou z odrůd Windows je Windows SE. (Operating system/2) je jednouživatelský multitasking OS, jednosměrný (MS DOS -> OS/2) software kompatibilní s MS DOS a navržený pro práci s MP 80386 a vyššími (IBM PC a PS/2).

OS/2 může současně spouštět až 16 programů (každý z nich ve vlastním paměťovém segmentu), ale mezi nimi je pouze jeden připravený pro MS DOS. Důležité vlastnosti