Операционная система — это набор программ, обеспечивающий организацию вычислительного процесса на ЭВМ. Основные задачи ОС следующие:
увеличение пропускной способности ЭВМ (за счет организации непрерывной обработки потока задач с автоматическим переходом от одной задачи к другой и эффективного распределения ресурсов ЭВМ по нескольким задачам);
уменьшение времени реакции системы на запросы пользователей от ЭВМ;
упрощение работы разработчиков программных средств и сотрудников обслуживающего персонала ЭВМ (за счет предоставления им значительного количества языков программирования и разнообразных сервисных программ).
Как уже было сказано ранее, операционные системы могут классифицироваться по следующим показателям:
количество пользователей: однопользовательские ОС (MS-DOS, Windows) и многопользовательские ОС (VM, UNIX);
доступ: пакетные (OS 360), интерактивные (Windows, UNIX), системы реального времени (QNX, Neutrino, RSX);
количество решаемых задач: однозадачные ОС (MS-DOS) и многозадачные ОС (Windows, UNIX).
Операционная система предназначена для выполнения следующих основных (тесно взаимосвязанных) функций:
управление данными;
управление задачами (заданиями, процессами);
связь с человеком-оператором.
В различных ОС эти функции реализуются с помощью разных технических, программных, информационных методов и средств.
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.
В состав системного программного обеспечения входят также сервисные программы, которые предназначены для проверки исправности блоков ЭВМ, обнаружения и локализации отказов устройств и устранения их влияния на работу системы в целом.
Программы ОС постоянно (резидентно) занимают в оперативной памяти объем, установленный при конфигурировании системы. Основные части операционной системы по мере необходимости вызываются из внешней памяти на МД.
Операционная система обеспечивает осуществление в вычислительной системе следующих процессов:
обработки задач;
работы системы в режиме диалога и квантования времени;
работы системы в реальном масштабе времени в составе многопроцессорных и многомашинных комплексов;
связи оператора с системой;
протоколирования хода выполнения вычислительных работ;
обработки данных, поступающих по каналам связи;
функционирования устройств ввода-вывода;
использования широкого набора средств отладки и тестирования программ;
планирования прохождения задач в соответствии с их приоритетами;
ведения учета и контроля за использованием данных, программ и ресурсов ЭВМ.
Основные компоненты операционных систем — управляющие и обрабатывающие программы.
Управляющая программа определяет порядок выполнения обрабатывающих программ и обеспечивает необходимым набором услуг для их выполнения.
Основные функции управляющей программы: последовательное или приоритетное выполнение каждой работы (управление задачами); хранение, поиск и обслуживание данных независимо от их организации и способа хранения (управление данными).
Управляющие программы включают в себя:
программы управления задачами;
программы управления файлами;
программы управления восстановлением после сбоя.
Программы управления задачами считывают входные потоки задач, обрабатывают их в зависимости от приоритета, инициируют одновременное выполнение нескольких заданий, ведут системный журнал и т.д.
Программы управления данными обеспечивают способы организации, идентификации, хранения, каталогизации и выборки обрабатываемых данных. Эти программы управляют вводом-выводом данных с различной организацией, объединением записей в блоки и разделением блоков на записи, обработкой меток томов и наборов данных.
Программы управления восстановлением после сбоя обрабатывают прерывания от систем контроля, регистрируют сбои в процессоре и внешних устройствах, формируют записи о сбое в журнале, анализируют возможность завершения затронутой сбоем задачи и переводят систему в состояние ожидания, если завершение задачи невозможно.
Конфигурация системы. Прикладная программа в операционных системах может получить от ОС в процессе своей работы характеристики конкретной реализации системы, в среде которой она функционирует: имя, версию операционной системы, тип и технические характеристики компьютера. В ОС обычно имеются средства локализации, позволяющие настроить систему на конкретное национальное (местное) представление данных: представление десятичных дробей, денежных величин, даты и времени.
Контрольные вопросы
Назовите основные задачи операционной системы.
Назовите основные структурные компоненты ОС.
В чем заключаются функции управляющих программ.
Что включают в себя управляющие программы.
Каково назначение программ управления задачами.
Назовите функции программ управления данными.
Что представляют собой программы управления восстановлением после сбоя?
