Операционная система
методическая разработка по информатике и икт
Операционная система - комплекс программ обеспечивающих целостное функционирование компьютера и его устройств, а так же взаимодействие с системными пользователями.
Системным пользователем может быть человек, программа или устройство.
Далее ОС - операционная система.
ОС является самой главной программой компьютера.
С точки зрения рядового пользователя ОС позволяет работать с устройствами, приложениями и файлами, используя интуитивно понятные инструменты не углубляясь в принцип работы системы.
С точки зрения программиста ОС - это расширенная (виртуальная) машина, через которую можно обращаться к реальному оборудованию с куда более высокого уровня абстракции (языка высокого уровня), вместо досконального изучения технической реализации того или иного устройства.
Упрощенная схема ОС
Основные функции операционной системы:
- управление аппаратными средствами, устройствами ввода/вывода, поддержка сети;
- планирование ресурсов и использования процессора;
- управление процессами, межпроцессовое взаимодействие;
- управление памятью;
- организация файловой системы;
- обеспечение безопасного доступа, многопользовательский режим работы;
- предоставление программного интерфейса приложений для системных пользователей;
- поддержка пользовательского интерфейса.
Состав ОС
Аппаратное обеспечение - оборудование (устройства), которым управляет операционая система.
Драйверы - программы, необходимые операционной системе для управления подключенными к компьютеру устройствами.
Слой аппаратных абстракции (HAL) над физическими устройствами, позволяет ОС работать с множеством устройств различных производителей независимо от их архитектурных особенностей. В работе HAL важную роль играют драйверы, т.к. именно через них и осуществляется взаимодействие с устройствами. Чем более проработанный HAL, тем легче портировать ОС на различные аппаратные платформы. Пример: ОС Linux применяется на огромном количестве устройств, от роутеров до мобильных телефонов.
Ядро операционной системы - главная часть ОС, которая имеет максимальные привилегии в использовании системных ресурсов. Оно резидентно находится в оперативной памяти с момента загрузки и до завершения работы.
От производительности и надежности ядра зависит вся система.
Задачи ядра:
- обработка запросов приложений;
- обработка запросов оборудования;
- управление процессами, их диспетчеризация и т. д.;
- обработка исключительных ситуации.
Программный интерфейс приложений (API) - библиотека из сотен (а иногда тысяч) системных вызовов, для обращения к ОС за сервисом. Позволяет пользователям (в том числе и приложениям) обращаться к ОС за ресурсами.
Пользовательский интерфейс является внешней частью ОС и непосредственно взаимодействует с пользователем.
Интерфейс - совокупность ''средств'' и ''методов'' взаимодействия между элементами системы.
- механический/электромеханический;
- текстовый;
- графический;
- голосовой;
- кинетический.
История развития ОС
- На самых первых компьютерах не было никакой операционной системы и пользователь напрямую работал с аппаратным обеспечением (коммутировал провода, вводил перфокарты). Единовременно возможно было выполнять только одну задачу, а для выполнения следующей задачи требовалась длительная подготовка, во время которой компьютер бездействовал.
- Затем был создан Пакетный режим при котором из программ формировалась очередь, чтобы не создавать простоев в работе. Появилась необходимость рационального планирования (диспетчеризации) запуска программ в очереди. Задачи группировали в зависимости от частоты обращения к медленным устройствам ввода/вывода и их важности, тем самым повышая производительность системы.
- Когда процессоры стали работать много быстрее, а задачи стали усложняться появилась концепция Систем с разделением времени. По этой концепции, очередь формируется из множества процессов, каждый из которых по определённому правилу получает квант времени на выполнение, затем по тайм-ауту или по некоторому событию производится прерывание, и следующий процесс получает своё время на выполнение. Т.к. время выполнения коротко, а скорость обработки очень высокая, то создаётся имитация многозадачности (в случае с одним процессором). При этом, требуется защищать ресурсы, в данный момент выделенные одному процессу от действий других процессов. Или защищать данные используемые одним пользователем от действий другого пользователя (Управление доступом).
- Для систем, в которых задержки при работе не допустимы (оборонная, космическая, медицинская отрасль, добыча полезных ископаемых) была разработана концепция Системы реального времени. Она способна обеспечить требуемый уровень сервиса за заранее определённый промежуток времени. В системах реального времени - выполнение программ синхронизировано с внешними физическими процессами. Т.е. можно заранее прогнозировать время выполнения конкретного процесса.
Виды операционных систем
По принципу работы можно выделить следующие виды ОС:
- Система пакетной обработки;
- Система разделения времени;
- Система реального времени.
По функционалу можно выделить следующие виды ОС:
- Однозадачные и многозадачные;
- Однопроцессорные и многопроцессорные;
- Однопоточные и многопоточные;
- Однопользовательские и многопользовательские.
Семейства популярных операционных систем:
Windows | Linux | Unix/Unix-подобные | Mac OS | Android | iOS |
---|---|---|---|---|---|
Windows 1/2/3.x | Debian | Minix (устар) | Cheetah | Gingerbread | iOS 1 |
Windows 95/NT/98/Me | Ubuntu | Linux | Puma | Ice Cream Sandwich | iOS 2 |
Windows XP | Mint | Mac OS X | Jaguar | Jelly Bean | iOS 3 |
Windows Vista | OpenSUSE | BSD (устар) | Panther | KitKat | iOS 4 |
Windows 7 | Arch Linux | FreeBSD | Tiger | Lollipop | iOS 5 |
Windows 8, 8.1 | Gentoo | OpenBSD | Leopard | Marshmallow | iOS 6 |
Windows 10 | Slackware | Solaris/OpenSolaris (устар) | Snow Leopard | Nougat | iOS 7 |
Lion | Oreo | iOS 8 | |||
Mountain Lion | Pie | iOS 9 | |||
Mavericks | Android 10 | iOS 10 | |||
Yosemite | iOS 11 | ||||
El Capitan | iOS 12 | ||||
Sierra | iOS 13 | ||||
High Sierra | |||||
Mojave | |||||
Catalina |
Шарапов Н.Н.
04.11.2018 8:39:18
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
operatsionnaya_sistema.pdf | 501.92 КБ |
Предварительный просмотр:
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС «Операционная система Windows 7. Развертывание и конфигурирование»
ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС «Операционная система Windows 7. Развертывание и конфигурирование»...
ТЕСТ "Операционная система. Графический интерфейс"
Тест по информатике "Интерфейс и ОС" состоит из трех заданий: заполнить таблицу, закончить предложение, выбрать правильный ответ...
Операционная система Windows
В данной публикации представлен вариант открытого урока, который был представлен на районном семинаре учителей информатики, математики и физики и получил высокую оценку среди коллег. Буду рада, ...
Программное обеспечение компьютера. Операционная система.
В материалах представлен ЦОР(презентация) к уроку изучения нового материала по теме " ПО компьютера. Операционная система". С целью систематизации и актуализации знаний учащихся в начале урока проводи...
"Операционная система".
Конспект открытого урока в 8 классе. Тема: «Операционная система». Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. 8 класс. УМК-»,Угринович Н.Д. «Информатика и информационные технологии», методичес...
Тестовые задания по темам «Операционная система. Файловая система»
Тестовые задания по темам «Операционная система. Файловая система»...
Объекты операционной системы. Практическая работа №1 «Работаем с основными объектами операционной системы»
Урок 2.Цели урока: - обучающие·...