Понятие операционной среды

Операционная система выполняет функции управления вычислениями в ком­пьютере, распределяет ресурсы вычислительной системы между различными вы­числительными процессами и образует ту программную среду, в которой выполня­ются прикладные программы пользователей. Такая среда называется операционной. Последнее следует понимать в том плане, что при запуске программы она будет обращаться к операционной системе с соответствующими запросами на выполне­ние определенных действий, или функций. Эти функции операционная система выполняет, запуская специальные системные программные модули, входящие в ее состав.

При создании двоичных машинных программ прикладные программисты могут вообще не знать многих деталей управления конкретными ресурсами вы­числительной системы, а должны только обращаться к некоторой программной подсистеме с соответствующими вызовами и получать от нее необходимые функ­ции и сервисы. Эта программная подсистема и есть операционная система, а набор ее функций и сервисов, а также правила обращения к ним как раз и образуют то базовое понятие, которое мы называем операционной средой. Таким образом, мож­но сказать, что термин «операционная среда» означает, прежде всего, соответству­ющие интерфейсы, необходимые программам и пользователям для обращения к управляющей (супервизорной) части операционной системы с целью получить определенные сервисы.

Системных функций бывает много, они определяют те возможности, которые опера­ционная система предоставляет выполняющимся под ее управлением приложени­ям. Такого рода системные запросы (вызовы системных операций, или функций) либо явно прописываются в тексте программы программистами, либо подстав­ляются автоматически самой системой программирования на этапе трансляции исходного текста разрабатываемой программы. Каждая операционная система имеет свое множество системных функций; они вызываются соответствующим образом, по принятым в системе правилам. Совокупность системных вызовов и пра­вил, по которым их следует использовать, как раз и определяет уже упомянутый нами интерфейс прикладного программирования (API). Очевидно, что програм­ма, созданная для работы в некоторой операционной системе, скорее всего не бу­дет работать в другой операционной системе, поскольку API у этих операционных систем, как правило, различаются. Стараясь преодолеть это ограничение, разра­ботчики операционных систем стали создавать так называемые программные сре­ды. Программную (системную) среду следует понимать как некоторое системное программное окружение, позволяющее выполнить все системные запросы от при­кладной программы. Та системная программная среда, которая непосредственно образуется кодом операционной системы, называется основной, естественной, или нативной (native). Помимо основной операционной среды в операционной систе­ме могут быть организованы (путем эмуляции иной операционной среды) допол­нительные программные среды. Если в операционной системе организована рабо­та с различными операционными средами, то в такой системе можно выполнять программы, созданные не только для данной, но и для других операционных систем.

Можно сказать, что программы создаются для работы в некоторой заданной опе­рационной среде. Например, можно создать программу для работы в среде DOS. Если такая программа все функции, связанные с операциями ввода-вывода и с за­просами памяти, выполняет не сама, а за счет обращения к системным функциям DOS, то она будет (в абсолютном большинстве случаев) успешно выполняться и в MS DOS, и в PC DOS, и в Windows 9х, и в Windows 2000, и в OS/2, и даже в Limix.

Итак, параллельное существование терминов «операционная система» и «опера­ционная среда» вызвано тем, что операционная система (в общем случае) может поддерживать несколько операционных сред. Почти все современные 32-разряд­ные операционные системы, созданные для персональных компьютеров, поддер­живают по нескольку операционных сред. Так, операционная система OS/2 Warp, которая в свое время была одной из лучших в этом отношении, может выполнять следующие программы:

- основные программы, созданные с учетом соответствующего «родного» 32-раз-ряднго программного интерфейса этой операционной системы;

- 16-разрядные программы, созданные для систем OS/2 первого поколения; Q 16-разрядные приложения, разработанные для выполнения в операционной

среде MS DOS или PC DOS; а 16-разрядные приложения, созданные для операционной среды Windows З.х;

- саму операционную оболочку Windows З.х и уже в ней — созданные для нее программы.

А операционная система Windows ХР позволяет выполнять помимо основных приложений, созданных с использованием Win32API, 16-разрядные приложения для Windows З.х, 16-разрядные DOS-приложения, 16-разрядные приложения для первой версии OS/2.

Операционная среда может включать несколько интерфейсов: пользовательские и программные. Если говорить о пользовательских, то, например, система Linux имеет для пользователя как интерфейсы командной строки (можно использовать различные «оболочки» — shell), наподобие Norton Commander, например Midnight Commander, так и графические интерфейсы, например X-Window с различными менеджерами окон — KDE, Gnome и др. Если же говорить о программных интер­фейсах, то в тех же операционных системах с общим названием Linux программы могут обращаться как к операционной системе за соответствующими сервисами и функциями, так и к графической подсистеме (если она используется). С точки зре­ния архитектуры процессора (и персонального компьютера в целом) двоичная программа, созданная для работы в среде Linux, использует те же команды и фор­маты данных, что и программа, созданная для работы в среде Windows NT. Однако в первом случае мы имеем обращение к одной операционной среде, а во втором — к другой. И программа, созданная непосредственно Для Windows, не будет выпол­няться в Linux; однако если в операционной системе Linux организовать полно­ценную операционную среду Windows, то наша Windows-программа может быть выполнена. Завершая этот раздел, можно еще раз сказать, что операционная сре­да — это то системное программное окружение, в котором могут выполняться про­граммы, созданные по правилам работы этой среды.