Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

231 0 Новини високих технологій

Яка головна задача будь-якої ОС? Операційна система - система управління комп'ютером, процесами його роботи, внутрішньою пам'яттю та діями користувача взагалі. Пропонуємо читачеві детальніше розглянути ОС з даного аспекту.

Що це?

Безумовно, в першу чергу, операційна система - система управління. Наведемо більш повне визначення ОС: комплекс управляючих і обробляючих програм. З одного боку, вони виступають в якості інтерфейсу між пристроями обчислювальної системи і прикладними програмами, програмами. З іншого боку, операційна система - система управління певними пристроями, обчислювальними процесами. Саме ОС ефективно розподіляють обчислювальні ресурси між обчислювальними процесами, надійно організують обчислення в системі.


Якщо ми звернемося до логічній структурі типової обчислювальної системи, то ОС буде тут займати проміжне положення між пристроями, що мають власну мікроархітектуру, машинний мову, вбудовані мікропрограми з одного боку і прикладними програмами з іншого. Що стосується розробників програмного забезпечення, то ОС дозволяє їм абстрагуватися від особливостей функціонування і реалізації пристроїв, надавши мінімально необхідний функціональний набір. У більшості обчислювальних комплексів операційна система - система управління. Це основна, найважливіша (а в певних випадках і єдина) частину системного програмного забезпечення. Якщо звернутися до конкретних прикладів, то найбільш популярною ОС буде продукт "Microsoft - Windows ("Вікна").


Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

Управління операційними системами

Багатьох цікавить питання, чи існують спеціалізовані програми для керування операційними системами? Така побудова пропозиції некоректно. Адже операційна система сама по собі є комплексом програм, які керують комп'ютерними ресурсами, выстаивающим діалог між користувачем і пристроєм. Тому тут "масло масляне": управління управлінням. Існує комплекс прикладних програм, якими "завідує" операційна система.

Основні функції ОС

Операційна система - управління ресурсами комп'ютера. Це головне завдання ОС. Прямо з неї випливає набір наступних функцій:
  • Виконання різних запитів програм. Як то: введення і виведення інформації, запуск і зупинка прикладних програм і додатків, звільнення, виділення пам'яті та ін.
  • Надання стандартизованого доступу до периферійних пристроїв (наприклад, пристроєм введення-виведення).
  • Управління оперативною пам'яттю комп'ютера: розподіл її між активними процесами, загальна організація віртуальної пам'яті.
  • Управління доступом до даних, що знаходяться на енергонезалежних носіях. Наприклад, на оптичних, жорстких дисках і ін.
  • Збереження відомостей помилок системи.
  • Забезпечення користувацького інтерфейсу.
  • Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

    Командні мови - діалог з користувачем

    Яким чином можливо керування даними операційних систем? Як і в більшості інтерактивних комплексів, користувач може впливати на функціонування ОС, використовуючи спеціальні командні мови.
    Що ж це? Командна мова - це комп'ютерний мову, на якій людина взаємодіє з інтерактивною системою. Чому ж командний? Кожен рядок, що вводиться людиною на терміналі і відправляється системі, сприймається в якості команди користувача відношенню до ОС. Якщо розглядати нішу командних мов з боку загальної системи мов взаємодії людини з комп'ютером, то вони будуть ставитися до розряду інтерпретованих. Їх антагоністи - комплиментируемые мови. Розглянемо різницю між ними: комплиментируемым називається мова, якщо він вимагає, щоб будь-яка конструкція на ньому була настільки замкнутою, що могла б забезпечити можливість ізольованою обробки без залучення додаткових мовних конструкцій. В іншому випадку її розуміння не може гарантуватися. Інтерпретовані мови зрозумілі і без відповідності подібного вимогу.
    Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

    Управління процесами

    Розглянемо управління процесами в операційних системах. ОС контролює наступну діяльність, з ними пов'язану:
  • Як створення, так і видалення процесів.
  • Синхронізація.
  • Планування.
  • Комунікація.
  • Дозвіл тупикових ситуацій.
  • Треба відзначити, що за час своєї "життя" процес багаторазово змінює власний стан:
  • Новий. Тільки що створений процес.
  • Виконується. Команди програми в цей час виконуються в CPU.
  • Очікує. Процес очікує завершення якої-небудь події. Частіше лише останнім виступає операція введення/виведення.
  • Готовий. Процес, що очікує звільнення CPU.
  • Завершений. Процес, що повністю завершив свою роботу.
  • Відзначимо, що перехід з одного такого стану в інший не може бути довільним.
    У багатьох ОС інформація про кожному процесі зберігається в спеціальній таблиці операційних процесів. Кожен з них представлений в операційній системі певним набором даних. Це комплекс значень, параметрів, що характеризують поточний стан процесу. Він і використовується ОС для управління проходженням конкретного процесу через комп'ютер. Як створюється обчислювальний процес в даному випадку? Тут два шляхи: безпосередньо введеної з клавіатури командою або через командний файл. Процес включає в себе як мінімум завантаження додатка і створення спеціальних керуючих блоків. В результаті цього з'являється якісно новий процес, який пізніше включається в мультипрограммную суміш. Після цього ОС вже починає його бачити. Сам процес знаходиться в стані готовності.
    Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

    Таблиця процесів ОС

    Процеси, таким чином, функціонують, працюють під управлінням операційної системи. Наведемо коротку таблицю процесів ОС:
  • Розділ "Управління процесом": регістри, лічильники команд, покажчики стека, стан процесу, його пріоритет, параметри планування, ідентифікатори процесів, батьківські процеси, групи процесів, час запуску процесу, процесорне використаний час.
  • Розділ "Керування пам'яттю": вказівники текстові сегменти, покажчики на сегменти даних, покажчики на сегменти стека.
  • "Керування файлами": робочі каталоги, кореневий каталог, ідентифікатори користувача, дескрипторів файлу, ідентифікатори групи.
  • Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

    Управління пам'яттю

    Розберемо ще один важливий аспект: керування пам'яттю в операційних системах.

    Необхідно відзначити, що саме пам'ять - найважливіший ресурс, що вимагає найбільш ретельного управління з боку мультипрограмних ОС. Чим же забезпечується її особлива роль? Процесор може виконувати інструкції додатків, програм лише в тому випадку, якщо вони знаходяться в комп'ютерній пам'яті. В ранніх ОС управління пам'яттю було простим: програма та її необхідні дані завантажувалися з будь-якого зовнішнього накопичувача даних (оптичного диска, перфострічки, магнітні стрічки та інше) в пам'ять комп'ютера. З появою мультипрограммирования ситуація докорінно змінилася. Виникла нова задача: розподіл пам'яті комп'ютера між декількома працюючими додатками.

    Головні завдання ОС по управлінню пам'яттю

    Продовжуємо розповідати про засоби управління в операційних системах. Виділимо головні завдання ОС по управлінню пам'яттю комп'ютера:
  • Відстеження сегментів вільної і зайнятої пам'яті.
  • Виділення пам'яті певним процесам і звільнення її по їх закінченні.
  • Витіснення як кодів, так і даних процесів з оперативної пам'яті на диск - повне або часткове. Застосовується в тому випадку, коли обсягів основної пам'яті недостатньо для розміщення в ній всіх процесів. Коли ВП звільняється, операційна система повертає процеси на місце.
  • Настроювання адрес програм і додатків на конкретні зони фізичної пам'яті.
  • Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови

    Додаткові функції ОС по управлінню пам'яттю ПК

    Розглянемо додаткові завдання, які виконує в даному випадку система:
  • Динамічний розподіл пам'яті пристрою. Під цим мається на увазі виконання запитів додатків на виділення їм додаткового резервуара пам'яті на час виконання.
  • Створення нових інформаційних службових структур - буферів, описателей потоків і процесів.
  • Захист пам'яті. Полягає в тому, щоб не дозволити конкретного виконуваного процесу записувати або читати дані, що відносяться до іншого дії.
  • Як ми вже говорили, оперативної пам'яті вистачає не для всіх процесів. Тому ОС підключає зовнішню, дискову. Це полягає в наступних діях системи:
  • Підкачка. Тут процес повністю завантажується в пам'ять для подальшої роботи.
  • Віртуальна пам'ять. В цьому випадку процес частково завантажується для виконання якого-небудь завдання.
  • Ще раз зазначимо, що великі процеси лише тимчасово вивантажуються ОС на жорсткий диск. Після того як "оперативка" звільняється, система повертає їх знову на місце.
    Операційна система: система управління роботою користувачів, командні мови
    Операційна система - це цілий комплекс програмного забезпечення, що здійснює управління комп'ютером. Тобто його пам'яттю, процесами, ресурсами. Ще одна важлива функція ОС: вибудувати взаємодію комп'ютерної системи з людиною, користувачем. Це досягається при використанні спеціальних інструментів - командних мов.

    Популярі новини
    Загрузка...