Какими функциями владеет операционная система? Какое назначение ОС?

Для выполнения разнородных – несвязанных одна с другой – задач компьютером или мобильным устройством нужна значительная координация действий на каждом этапе. Операции не должны мешать одна другой, эффективно расходовать ресурсы ПК, а после завершения – высвобождать их. Этим занимаются масштабные пакеты низкоуровневых приложений, сервисов и драйверов. 

Рассмотрим, каковы основные функции, выполняемые операционной системой компьютера, какие компоненты входят в её состав. Кратко разберёмся с их классификацией.

Определение, назначение операционной системы

Операционной системой (операционкой, ОС) называется набор базовых программных средств для управления аппаратными ресурсами устройства, ввода-вывода информации. Играет роль интерфейса между прикладным программным обеспечением – пользовательскими приложениями и аппаратными ресурсами. Пишется, как правило, с применением низкоуровневых языков программирования.

Для понимания, в чем состоит основное назначение операционной системы, стоит разобраться с её функциями.

1. Согласование работы и оптимальное распределение аппаратных ресурсов компьютера.


2. Организация взаимодействия пользователя с периферийными устройствами.


3. Запуск и управление активными процессами, сервисами, программами и драйверами.


4. Предоставление доступа к информации на энергонезависимых носителях: твердотельные и жёсткие накопители.


5. Предоставление удобного и понятного пользовательского интерфейса для взаимодействия человека с компьютером, подключаемыми устройствами (принтер).


6. Ведение лога ошибок, их выявление и исправление по возможности.


7. Выполнение запросов пользователя, по сути, программ.


8. Организация стабильности вычислений, когда ошибка в одном процессе не ведёт к проблемам в иных.


9. Распараллеливание ресурсоёмких задач.


10. Эффективное распределение нагрузки на процессорные ядра.


11. Ограничение доступа приложений к аппаратным ресурсам.


12. Взаимодействие между активными сервисами.


13. Защита самой себя, программ и файлов от ошибок, действий пользователя (злонамеренных, по незнанию).


14. Предоставление приложениям нужных для их функционирования системных библиотек.


15. Организация многопользовательского режима работы с разграничением прав.

Функциональность и возможности ОС зависят от её типа, предназначения, аппаратуры, для которой та разработана.

Как итог: операционная система — это комплекс программ, назначение которого – организация взаимодействия пользователя с компьютером и периферией.

Состав

Рассмотрим, какие компоненты входят в состав операционной системы. Это:

1. Средство управления памятью – в состав входят модули для работы с файловой системой накопителя и оперативной памятью. Эффективность системы важна при выполнении параллельных вычислений, при высоких нагрузках.


2. Командный процессор – программное средство, которое принимает запросы пользователя и выполняет их.


3. Драйверы аппаратных компонентов – низкоуровневые приложения, взаимодействующие с контроллерами устройств. Предоставляют доступ к последним, позволяют конфигурировать их. Каждый драйвер разрабатывается под конкретный девайс. С технологией «горячего» подключения автоматически обнаруживают периферию сразу после подсоединения.


4. Оболочка, shell – ныне это графический интерфейс – среда для взаимодействия пользователя с программным и аппаратным комплексами.


5. Системное ПО – утилиты для работы с:
   • файлами (копирование, просмотр, удаление), файловый менеджер;
   • накопителями – резервирование, обслуживание;
   • самой ОС – поиск и устранение ошибок, восстановление системы.


6. Справочной системы – встроенная (офлайн) справка с описанием функций операционной системы, её модулей, решения проблем.

Отдельно отметим ядро (kernel) – противоположность оболочки, внутренняя структура «операционки». Это её основа, включающая компоненты, необходимые для запуска и функционирования ОС. На уровне ядра реализованы сетевые возможности, доступ к накопителям как на самом низком уровне доступа софта к данным. В его состав входят: потоки с событиями, файлы с процессами, планировщик и диспетчер задач.

Классификация операционных систем

ОС разделяют по ряду критериев. Среди основных:

• Количество одновременно работающих людей: одно- и многопользовательские.


• Метод расхода ресурсов: сетевые и локальные.


• Количество поддерживаемых процессоров: много- и однопроцессорные.


• Тип доступа: в реальном времени, разделение времени, пакетная обработка.


• Разрядность кода: 64 либо 32 (x86) бита.


• Вид интерфейса: командный (текстовый) и графический (оконный).


• Число одновременно выполняемых задач: много- и однозадачные.

Наиболее распространённые десктопные операционки: дистрибутивы Linux (на основе UNIX), Windows 7 – 10; мобильные – Android и iOS.

Отметьте все составляющие части, перечислите функции и состав операционной системы, дайте определение.