Функции операционной системы

В вычислительной системе ОС выполняет ряд специфических функций, отличающих ее от других программных продуктов. Все эти специфические признаки делятся на 4 класса, которые можно определить как основные или фундаментальные функции ОС:

1.Тестирование аппаратуры и начальная загрузка самой себя в вычислительную систему.

2.Контроль за вычислениями (управление процессами и их взаимодействием).

3.Контроль за распределением ресурсов.

4.Поддержка различного уровня интерфейсов, в том числе и пользовательского.

Можно определить и более мелкие задачи, решаемые операционной системой. Они относятся к той или иной фундаментальной задаче ОС и могут в разной степени реализоваться в различных системах:

-Загрузка и обработка пользовательских программ (инициализация; идентификация задач и данных; планирование и диспетчеризация задач, организация их взаимодействия; связь с устройствами и т.д.)

-Управление памятью (распределение памяти; работа с долговременной памятью; файловая система; встроенные функции для работы с СУБД - в некоторых ОС).

-Поддержка операций ввода-вывода и работы с устройствами ввода-вывода.

-Унификация доступа к периферийным устройствам (терминалы, модемы, печатающие устройства, устройства управления в специализированных системах).

-Предоставление пользовательского интерфейса и поддержка внутрисистемных функций для разработки межпрограммных интерфейсов.

-Поддержка параллельного или псевдопараллельного исполнения нескольких задач (распределение ресурсов между задачами и организация взаимодействия между ними; защита одной задачи от другой).

-Дополнительные средства защиты от неправомерных действий пользователя (авторизация проверка прав пользователя; аутентификация - проверка того, является ли пользователь тем, за кого себя выдает; другие средства обеспечения безопасности).

Классификация ОС

ОС 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.

I. Особенности алгоритмов управления ресурсами

1.Многозадачные ОС – ОС, которые позволяют выполнять одновременно несколько задач (Windows, Unix).

2.Однозадачные ОС – это ОС, в которой в каждый момент времени может выполняться только одна задача (MSDOS).

3.Многопользовательские ОС – это такие ОС, которые обеспечивают возможность изоляции некоторой информации пользователей друг от друга (Windows NT,2000).

4.Однопользовательские ОС – ОС, в которых нет поддержки изоляции некоторой информации пользователей друг с другом (MSDOS, Windows 3.1).

5.Многопроцессорные ОС – это ОС, обеспечивающие параллельную обработку данных на нескольких процессорах.

6.ОС с не вытесняющей многозадачностью – это такие ОС, в которых каждый процесс выполняется до тех пор, пока он сам не закончит или не приостановит свою деятельность (Windows3.1).

7.ОС с вытесняющей многозадачностью – это такие ОС, в которых приостановка процесса или прекращение деятельности процесса может производиться как самим процессом, так и ОС (Windows NT, Unix).

8.Многонитиевые ОС – это ОС, обеспечивающие параллельное выполнение нескольких нитей. Нить – это отдельный процесс какой-либо задачи, которая может одновременно выполняться с другими процессами этой же задачи.

II. Особенности аппаратных платформ

1.ОС ПК. Данные ОС предназначены в основном для обеспечения удобного интерфейса между человеком и компьютером. Критерием эффективности является удобство ее интерфейса.

2.ОС мини- и микро-компьютеров. Эти ОС в основном предназначены для решения научных и вычислительных задач и основным критерием эффективности таких ОС является максимальное быстродействие.

3.ОС сетевые – это ОС, обеспечивающие эффективный механизм обмена информацией между узлами сети. (Windows NT, 2000, Unix).

III. Особенности областей использования

1.ОС пакетной обработки (ЕС) – это ОС, которые предназначены для решения задач в основном вычислительного характера. Главным критерием эффективности такой ОС является решение максимального количества задач за какой-то промежуток времени, т.е. пропускная способность.

2.Системы разделения времени (Windows) – это такие ОС, которые обеспечивают возможность одновременной работы нескольких пользователей. Для этого вводится такое понятие как квант. Квант – промежуток времени, отводимый каждому пользователю, по истечении которого ОС переключается с выполнения задач одного пользователя на задачи другого пользователя.

3.Системы реального времени (QNX) – это ОС для управления различными процессами. Основным критерием эффективности работы такой системы является гарантия выполнения определенных действий к определенному моменту или за определенный промежуток времени (реактивность).