Операционная система как расширенная машина
ОС как расширенная машина
Определение операционной системы
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
ОС как расширенная машина
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.
ОС как расширенная машина
Определение операционной системы
Операционная система – совокупность программ, обеспечивающих работу пользовательских программ, их взаимодействие с аппаратной частью, внешними устройствами, а также распределением оперативной памяти компьютера. Операционная система (ОС) – является неотъемлемой частью ЭВМ, обеспечивая управление всеми аппаратными компонентами и, позволяя отделить остальные классы программ от непосредственного взаимодействия с аппаратурой. ОС обеспечивает выполнение основных двух задач:
· Поддержку работы всех программ, обеспечение их взаимодействия с аппаратурой.
· Предоставление пользователям возможностей общего управления машиной.
Операционная система — это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.
Основная причина необходимости операционной системы состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера — это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.
Операционная система управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных. Любая прикладная программа может работать только под управлением ОС. Наиболее популярными программами ОС являются:
Кроме того, среди системных программ следует выделить программы–оболочки, которые являются своеобразными “надстройками” над ОС. Они предназначены для упрощения диалога пользователя с ОС. Самые популярные из них – Norton Commander (NC), Volkov Commander (VC), Dos Navigator (DN).
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
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.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
ОС как расширенная машина
Определение операционной системы
Лекция.
Введение в операционные системы (2 часа)
Цель:Дать определение операционной системе, рассмотреть историю создания, концептуальные идеи построения операционных систем, классификацию. Обеспечить понимание студентов различий операционных систем и как следствие, определить реальную отказоустойчивость, защиту, скорость работы и проблемы в обслуживании ОС. Показать, какие бывают виды интерфейсов, дать их полную классификацию. Рассмотреть в каких операционных системах, какие интерфейсы применяются
Краткий план:
1. Определение операционной системы
1.1. ОС как расширенная машина
1.2. ОС как система управления ресурсами
3. Классификация ОС
3.1. Особенности алгоритмов управления ресурсами
Ú Поддержка многозадачности
Ú Поддержка многопользовательского режима
Ú Вытесняющая и не вытесняющая многозадачность
Ú Поддержка многонитевости
Ú Многопроцессорная обработка
3.2. Особенности аппаратных платформ
3.3. Особенности областей использования
Ú Системы пакетной обработки
Ú Системы разделения времени
Ú Системы реального времени
3.4. Особенности методов построения
4. Интерфейсы и технологии.
Материал лекции:
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечивает удобства пользователю-программисту посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
Приведем наиболее общее определение операционной системы:
Ú Операционная система — это набор программ, обеспечивающий организацию вычислительного процесса на ЭВМ.
Операционная система выполняет следующие функции:
Ú предоставляет простой файловый интерфейс для работы с аппаратурой дискового накопителя;
Ú обрабатывает прерывания;
Ú управляет таймерами и оперативной памятью;
Ú решает различные низкоуровневые проблемы.
В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.
С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины (простой и удобной в программировании по сравнению с реальной машиной).
ОС – как расширенная машина, как система управления ресурсами
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
ОС – как расширенная машина, как система управления ресурсами
Современный компьютер — это универсальное, многофункциональное, электронное автоматическое устройство для работы с информацией.
Компьютеры в современном обществе взяли на себя значительную часть работ, связанных с обработкой данных. По историческим меркам компьютерные технологии обработки информации еще очень молоды и находятся в самом начале своего развития, они сегодня преобразуют или вытесняют старьте традиционные технологии обработки информации.
Операционная система (ОС), являясь основой общесистемного ПО, обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера и предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям.
Программное обеспечение (ПО) компьютера можно разделить на общесистемное и прикладное программное обеспечение.
Прикладное программное обеспечение можно в свою очередь разделить на две группы программ: средства разработки и приложения.
1.Средства разработки — это инструменты программиста. Традиционными средствами разработки являются системы (среды) программирования (СП), использующие алгоритмические языки программирования (ЯП).
Основой систем программирования являются трансляторы, т. е. программы, обеспечивающие перевод исходного текста программы (на ЯП) на машинный язык (объектный код), которые бывают двух типов — интерпретаторы и компиляторы.
2. Приложения — это программные продукты, предназначенные для решения задач в какой либо конкретной предметной области. Многообразие приложений соответствует спектру задач, которые могут быть решены алгоритмически.
ОС является первичной программной оболочкой для всякой ЭВМ; без ОС ЭВМ становится неодушевленным предметом. При включении электропитания ЭВМ автоматически осуществляется считывание с магнитного носителя, запись в оперативную память и запуск резидентных программ ОС, или загрузка ОС.
В некоторых системах процесс загрузки прерывается для запроса у оператора адреса (номера), внешнего устройства, на котором размещены программы ОС (резидентного устройства). При включении ПЭВМ поиск устройства с ОС осуществляется автоматически.
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
Структурно операционная система представляет собой совокупность программ, управляющих ходом работы вычислительной машины, идентифицирующих прикладные программы и данные, и осуществляющих связь между машиной и оператором. Операционная система повышает производительность вычислительного комплекса за счет гибкой организации прохождения потока задач через машину, равномерной загрузки оборудования, оптимального использования всех ресурсов ЭВМ, стандартной организации хранения в машине больших массивов данных при наличии разнообразных способов доступа к ним.
ОС предназначены для выполнения следующих основных (тесно взаимосвязанных) функций:
связь с внешней средой.
В различных ОС эти функции реализуются в различных масштабах и с помощью разных технических, программных, информационных методов.
ОС как расширенная машина
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.
ОС как система управления ресурсами
Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является машиной для распределения 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 или реактивность системы.
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.
Операционная система как расширенная машина
Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых 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 или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
Классификация ОС.
Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.
Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.
Особенности алгоритмов управления ресурсами.
От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой ОС в целом. Поэтому, характеризуя сетевую ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.
Управление процессами.
Рис. Граф состояний процесса в многозадачной среде