Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределениявычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных ОС общего назначения.
В логической структуре типичной вычислительной системы ОС занимает положение между устройствами с их микроархитектурой,машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой.
Разработчикам программного обеспечения ОС позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см. интерфейс программирования приложений).
В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО.
Функции операционных систем
Основные функции:
*
Выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
*
Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
*
Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
*
Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
*
Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
*
Обеспечение пользовательского интерфейса.
*
Сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов.
Дополнительные функции:
*
Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
*
Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.
*
Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.
*
Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.
*
Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
*
Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
*
Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).
Понятие операционной системы
Существуют две группы определений ОС: «набор программ, управляющих оборудованием» и «набор программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны ОС.
Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т. п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» иликомпакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: межсетевых экранов, маршрутизаторов).
ОС нужны, если:
*
вычислительная система используется для различных задач, причём программы, исполняющие эти задачи, нуждаются в сохранении данных и обмене ими. Из этого следует необходимость универсального механизма сохранения данных; в подавляющем большинстве случаев ОС отвечает на неё реализацией файловой системы. Современные ОС, кроме того, предоставляют возможность непосредственно «связать» вывод одной программы со вводом другой, минуя относительно медленные дисковые операции;
*
различные программы нуждаются в выполнении одних и тех же рутинных действий. Например, простой ввод символа с клавиатуры и отображение его на экране может потребовать исполнения сотен машинных команд, а дисковая операция — тысяч. Чтобы не программировать их каждый раз заново, ОС предоставляют системные библиотеки часто используемых подпрограмм (функций);
*
между программами и пользователями системы необходимо распределять полномочия, чтобы пользователи могли защищать свои данные от несанкционированного доступа, а возможная ошибка в программе не вызывала тотальных неприятностей;
*
необходима возможность имитации «одновременного» исполнения нескольких программ на одном компьютере (даже содержащем лишь один процессор), осуществляемой с помощью приёма, известного как «разделение времени». При этом специальный компонент, называемый планировщиком, делит процессорное время на короткие отрезки и предоставляет их поочерёдно различным исполняющимся программам (процессам);
*
наконец, оператор должен иметь возможность так или иначе управлять процессами выполнения отдельных программ. Для этого служат операционные среды, одна из которых — оболочка и набор стандартных утилит — является частью ОС (прочие, такие, как графическая операционная среда, образуют независимые от ОС прикладные платформы).
Таким образом, современные универсальные ОС можно охарактеризовать, прежде всего, как
*
использующие файловые системы (с универсальным механизмом доступа к данным),
*
многопользовательские (с разделением полномочий),
*
многозадачные (с разделением времени).
Многозадачность и распределение полномочий требуют определённой иерархии привилегий компонентов самой ОС. В составе ОС различают три группы компонентов:
*
ядро, содержащее планировщик; драйверы устройств, непосредственно управляющие оборудованием; сетевая подсистема, файловая система;
*
системные библиотеки;
*
оболочка с утилитами.
Большинство программ, как системных (входящих в ОС), так и прикладных, исполняются в непривилегированном («пользовательском») режиме работы процессора и получают доступ к оборудованию (и, при необходимости, к другим ресурсам ядра, а также ресурсам иных программ) только посредством системных вызовов. Ядро исполняется в привилегированном режиме: именно в этом смысле говорят, что ОС (точнее, её ядро) управляет оборудованием.
В определении состава ОС значение имеет критерий операциональной целостности (замкнутости): система должна позволять полноценно использовать (включая модификацию) свои компоненты. Поэтому в полный состав ОС включают и набор инструментальных средств (от текстовых редакторов до компиляторов, отладчиков и компоновщиков).
Ядро операционной системы
Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам. Основными ресурсами являются процессорное время, память и устройства ввода-вывода. Доступ к файловой системе и сетевое взаимодействие также могут быть реализованы на уровне ядра.
Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам вычислительной системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.
Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.
Объекты ядра ОС:
*
Процессы
*
Файлы
*
События
*
Потоки
*
Семафоры
*
Мьютексы
*
Каналы
*
Файлы, проецируемые в память
Процесс (информатика)
[править]
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Процесс — выполнение пассивных инструкций компьютерной программы на процессоре ЭВМ. Стандарт ISO 9000:2000 Definitions определяет процесс как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих действий, преобразующих входящие данные в исходящие.
Компьютерная программа сама по себе это только пассивная совокупность инструкций, в то время как процесс — это непосредственное выполнение этих инструкций.
Часто процессом называют выполняющуюся программу и все её элементы: адресное пространство, глобальные переменные, регистры, стек, открытые файлы и т. д.
[править]Создание процесса
Простейшей операционной системе (например, внутри холодильника или автомата для продажи газированной воды) не требуется создание новых процессов, поскольку внутри них работает одна-единственная программа, запускаемая во время включения устройства. В более сложных системах надо создавать новые процессы. Обычно они создаются:
1.
При запуске ОС,
2.
При появлении запроса на создание процесса — происходит в случае, если работающий процесс создает новый процесс.
[править]Завершение процесса
Завершение процесса происходит как:
1.
Обычный выход
2.
Выход по исключению или ошибке
Процесс (информатика)
Процесс — выполнение пассивных инструкций компьютерной программы на процессоре ЭВМ. Стандарт ISO 9000:2000 Definitions определяет процесс как совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих действий, преобразующих входящие данные в исходящие.
Компьютерная программа сама по себе это только пассивная совокупность инструкций, в то время как процесс — это непосредственное выполнение этих инструкций.
Часто процессом называют выполняющуюся программу и все её элементы: адресное пространство, глобальные переменные, регистры, стек, открытые файлы и т. д.
Создание процесса
Простейшей операционной системе (например, внутри холодильника или автомата для продажи газированной воды) не требуется создание новых процессов, поскольку внутри них работает одна-единственная программа, запускаемая во время включения устройства. В более сложных системах надо создавать новые процессы. Обычно они создаются:
1.
При запуске ОС,
2.
При появлении запроса на создание процесса — происходит в случае, если работающий процесс создает новый процесс.
Завершение процесса
Завершение процесса происходит как:
1.
Обычный выход
2.
Выход по исключению или ошибке
Файл
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Файл (англ. file — папка, скоросшиватель) — концепция в вычислительной технике: сущность, позволяющая получить доступ к какому-либо ресурсу вычислительной системы и обладающая рядом признаков:
*
фиксированное имя (последовательность символов, число или что-то иное, однозначно характеризующее файл);
*
определённое логическое представление и соответствующие ему операции чтения/записи.
Может быть любой — от последовательности бит до базы данных с произвольной организацией или любым промежуточным вариантом.
Первому случаю соответствуют операции чтения/записи потока и/или массива (то есть последовательные или с доступом по индексу), второму — команды СУБД. Промежуточные варианты — чтение и разбор всевозможных форматов файлов.
В информатике используется следующее определение: файл — поименованная совокупность байтов произвольной длины, находящихся на носителе информации.
В отличие от переменной, файл (в частности, его имя) имеет смысл вне конкретной программы. Работа с файлами реализуется средствами операционных систем.
Ресурсами, доступными через файлы, в принципе, может быть что угодно, представимое в цифровом виде. Чаще всего в их перечень входят:
*
области данных (необязательно на диске);
*
устройства (как физические, так и виртуальные);
*
потоки данных (в частности, вход или выход процесса);
*
сетевые ресурсы;
*
объекты операционной системы.
Файлы первого типа исторически возникли первыми и распространены наиболее широко, поэтому часто «файлом» называют и область данных, соответствующую имени.
Пользователь — лицо или организация, которое использует действующую систему для выполнения конкретной функции.[1]
В частности, Пользователь АС — лицо, участвующее в функционировании автоматизированной системы или использующее результаты её функционирования.[2]
С точки зрения информационной безопасности, пользователем является только человек. Программа же, работающая по его заданиям, является уже субъектом. С её помощью пользователь взаимодействует с абонентской системой, возможно включённой в сеть, и получает создаваемую ею рабочую среду. Пользователем является человек, использующий систему либо сеть для решения стоящих перед ним задач. Его именуют конечным пользователем. Сведения о пользователе называются профилем пользователя или учётной записью пользователя.
Самого пользователя, либо систему с которой он работает, также называют абонентом информационной сети. Учётная запись, разрешающая абоненту получать доступ к ресурсам, называется абонементом. Для устранения маскировки и получения права доступа к этим ресурсам пользователю выдаётся пароль, свёртка (реже — копия) которого хранится в абонентской системе. На этой основе осуществляется идентификация и аутентификация пользователя и предоставление разрешения на работу с ресурсами.
Для удобной и эффективной работы создаются языки запросов и интерфейсы пользователя.
Пользователи получают разнообразные виды услуг, предоставляемые прикладными службами. По характеру работы различают отдельных пользователей и рабочие группы.
