Функции ОС

Четвертый период с 1980 и до настоящего времени. ПК, классические, сетевые и распределенные системы.

Этот период эволюции вычислительных систем связан с появлением больших интегральных микросхем. В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и снижение стоимости микросхем. Компьютер по цене и простоте эксплуатации стал доступен отдельному человеку, а не отделам предприятия.

Наступила эра ПК. Первоначально ПК предназначались для использования одним пользователем в одном программном режиме, что повлекло за собой деградацию архитектуры ЭВМ, и их ОС. Компьютеры стали использоваться не только специалистами. Это потребовало разработки другого программного обеспечения. В середине 80-х годов стали развиваться компьютерные сети, в том числе ПК, работающих под управлением сетевых или распределительных ОС.

В сетевых ОС пользователи могут получить доступ к ресурсам другого сетевого ПК, только они должны знать об их памяти и уметь это сделать. Каждая машина в сети работает под управлением своей локальной ОС, отличающейся от ОС автономного ПК наличием дополнительных средств (программной поддержкой для сетевых, интерфейсных устройств и доступа к удаленным ресурсам), но эти дополнения не меняют структуру ОС.

Распределительная система внешне выглядит как автономная система, пользователь не знает и не должен знать, где его файлы хранятся на локальной или удаленной машине и где его программы выполняются. Он может вообще, не знать подключён ли его ПК к сети. Внутреннее строение распределительной системы имеет отличие от автономных систем.

Вывод: В процессе развития вычислительных систем можно выделить 6 основных функций, которые выполняли классические ОС в процессе эволюции.

1. планирование заданий и использование процессора.

2. обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации.

3. управление памятью.

4. управление файловой системой.

5. управление операцией ввода-вывода.

6. обеспечение безопасности.

Каждая из приведённых функции обычно реализована в виде подсистемы, являющийся структурным компонентом ОС. Они не были изначально придуманы как составные части ОС, а появились в процессе развития вычислительной системы. ОС это разумный способ использования вычислительной системы, поэтому они существуют на данный момент.

Согласно многолетней традиции, при рассмотрении основ функционирования ОС принято выделять четыре основных группы функций, выполняемых системой.

Управление устройствами. Имеются в виду все периферийные устройства, подключаемые к компьютеру, – клавиатура, монитор, принтеры, диски и т.п.

Управление данными. Под этим старинным термином сейчас понимается работа с файлами, хотя были времена, когда обращение к данным на магнитных носителях выполнялось путем указания адреса размещения данных на устройстве, а понятия файла не существовало.

Управление процессами. Эта сторона работы ОС связана с запуском и завершением работы программ, обработкой ошибок, обеспечением параллельной работы нескольких программ на одном компьютере.

Управление памятью. Оперативная память компьютера – это такой ресурс, которого всегда не хватает. В этих условиях разумное планирование использования памяти является важнейшим фактором эффективной работы.

Имеется еще несколько важных обязанностей, ложащихся на ОС, которые трудно втиснуть в рамки традиционной классификации функций. К ним, прежде всего, относятся следующие.

Организация интерфейса с пользователем. Формы интерфейса могут быть разнообразными, в зависимости от типа и назначения ОС: язык управления пакетами заданий, набор диалоговых команд, средства графического интерфейса.

Защита данных. Как только система перестает быть достоянием одного изолированного от внешнего мира пользователя, вопросы защиты данных от несанкционированного доступа приобретают первостепенную важность. ОС, обеспечивающая работу в сети или в системе разделения времени, должна соответствовать имеющимся стандартам безопасности.

Ведение статистики. В ходе работы ОС должна собираться, храниться и анализироваться разнообразная информация: о количестве времени, затраченном различными программами и пользователями, об интенсивности использования ресурсов, о попытках некорректных действий пользователей, о сбоях оборудования и т.п. Собранная информация хранится в системных журналах и в учетных записях пользователей.

Для понимания работы ОС необходимо уметь выделять основные части системы и их связи, т.е. описывать структуру системы. Для разных ОС их структурное деление может быть весьма различным. Наиболее общими видами структуризации можно считать два. С одной стороны, можно считать, что ОС разделена на подсистемы, соответствующие перечисленным выше группам функций. Такое деление достаточно обосновано, программные модули ОС действительно в основном можно отнести к одной из этих подсистем. Другое важное структурное деление связано с понятием ядра системы.