Операционные 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.

Использование большинства компьютеров на уровне машин­ного языка затруднительно, особенно это касается ввода-выво­да. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предостав­ляет возможность простого, удобного просмотра указанных фай­лов, чтения или записи - операционная система. 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.

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:

· 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 раз--деления времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.