Операционная система
Операционная система, ОС (англ. operating system, OS) — программное обеспечение, которое отвечает за контроль и управление компьютерным оборудованием и основными системными операциями.
Операционные системы с разделением времени планируют задачи для эффективного использования системы и могут также включать программное обеспечение для учета затрат на процессорное время, запоминающее устройство большой емкости, печать и другие ресурсы.
Для аппаратных функций, таких как ввод и вывод и выделение памяти, операционная система действует как посредник между программами и компьютерным оборудованием[1][2], хотя код приложения обычно выполняется непосредственно аппаратным обеспечением и часто выполняет системные вызовы функции ОС или прерывается ею. Операционные системы можно найти на многих устройствах, содержащих компьютер — от сотовых телефонов и игровых консолей до веб-серверов и суперкомпьютеров.
Примеры современных операционных систем[править]
Microsoft Windows[править]
Microsoft Windows — это семейство частных операционных систем. Это самая распространенная операционная система для персональных компьютеров. Она появилась в 1981 году как дополнение к операционной системе MS-DOS для IBM-совместимых персональных компьютеров. Впервые опубликована в 1985 году.
Начиная с Windows XP, все современные версии основаны на ядре Windows NT.
Windows также используется на серверах, поддерживающих такие приложения, как веб-серверы и серверы баз данных.
Unix и Unix-подобные операционные системы[править]
Кен Томпсон написал язык программирования B, в значительной степени основанный на BCPL, который он использовал для написания Unix, основываясь на своем опыте работы в проекте MULTICS. Он был заменен на C, и со временем Unix превратился в большое, сложное семейство взаимосвязанных операционных систем, которые повлияли на все современные операционные системы.
Название «UNIX» является товарным знаком Open Group. Термин «Unix-подобные» используется для обозначения длинного списка операционных систем, которые похожи на исходную Unix, но не лицензированы Open Group.
Некоторые варианты Unix, такие как HP-UX от Hewlett-Packard и AIX от IBM, предназначены для использования только на оборудовании производителя. Другие, такие как Solaris от Sun Microsystems, могут работать на различных аппаратных платформах, включая серверы x86 и ПК. Текущая Mac OS X от Apple имеет гибридное ядро, основанное на варианте BSD, производном от NeXTSTEP, Mach и FreeBSD.
Совместимость с Unix достигается за счет поддержки стандартов POSIX. Стандарты POSIX могут применяться к любой операционной системе, хотя изначально они были созданы для разных версий Unix.
BSD и потомки[править]
Подмножество семейства Unix — это семейство Berkeley Software Distribution, которое включает FreeBSD, NetBSD и OpenBSD. Эти операционные системы чаще всего находятся на веб-серверах, хотя они также могут работать как операционная система персонального компьютера.
Интернет во многом обязан своим существованием BSD, потому что многие протоколы, широко используемые в настоящее время для соединения компьютеров, передачи и получения данных по сети, были в значительной степени разработаны и усовершенствованы в BSD. Впервые Всемирная паутина была продемонстрирована на нескольких компьютерах под управлением операционной системы на основе BSD NextStep.
BSD имеет свои корни в Unix. В 1974 году Калифорнийский университет в Беркли установил свои первые системы Unix. Со временем студенты и преподаватели университета начали добавлять новые программы, такие как текстовые редакторы, чтобы облегчить свою работу. Когда в 1978 году Университет Беркли получил новый компьютер VAX с установленной Unix, студенты изменили Unix еще больше, чтобы воспользоваться преимуществами аппаратных возможностей компьютера. Агентство перспективных оборонных исследований (DARPA) Министерства обороны США выразило заинтересованность и решило профинансировать проект. Многие школы, корпорации и правительственные организации обратили свое внимание на версию Berxley для Unix вместо той, что официально распространялась AT&T. Стив Джобс после ухода из Apple в 1985 году основал NeXT Inc, компанию, которая производила компьютеры под управлением модифицированной BSD под названием NeXTSTEP. Одна из этих машин была использована Тимом Бернерсом-Ли в качестве первого веб-сервера для создания Всемирной паутины.
Mac OS X[править]
Mac OS X — линейка графических операционных систем, частично находящихся в частной собственности, которые разрабатываются, продвигаются и продаются Apple. Последняя версия этой ОС установлена на всех компьютерах Macintosh. Mac OS X является преемником оригинальной Mac OS, которая была основной операционной системой Apple с 1984 года. В отличие от своего предшественника, Mac OS X — это UNIX, построенная на технологии, разработанной NeXT во второй половине 1980-х годов и до начала 1997 года, когда компания была приобретена Apple.
Операционная система была впервые выпущена в 1999 году как Mac OS X Server 1.0, а затем в марте 2001 года была выпущена версия для ПК (Mac OS X 10.0).
Plan 9[править]
В свое время Кен Томпсон, Деннис Ричи и Дуглас Макилрой из Bell Labs разработали язык программирования C для создания операционной системы Unix. Последующие разработки программистов Bell Labs включают Plan 9 и Inferno, операционные системы для современных распределенных вычислительных сред. Plan 9 теперь выпускается под общественной лицензией Lucent. Inferno продавалась компанией Vita Nuova Holdings и выпускалась под лицензиями GPL и MIT.
Linux и GNU[править]
Linux — общее название UNIX-подобных операционных систем, которые можно использовать на широком спектре устройств, от суперкомпьютеров до часов. Ядро Linux выпущено под лицензией GNU GPL, поэтому любой может читать и изменять его код.
Проект GNU — это массовое сотрудничество программистов, стремящихся создать полностью бесплатную и открытую операционную систему, похожую на Unix, но с полностью оригинальным исходным кодом. Проект был начат в 1983 году Ричардом Столлманом и отвечает за многие части большинства вариантов Linux. По этой причине Linux часто называют GNU/Linux.
Тысячи программ практически для любой операционной системы распространяются в соответствии с условиями Стандартной общественной лицензии GNU, лицензии, созданной Ричардом Столменом для проекта GNU.
- Google Chrome OS
Chrome OS — операционная система, созданная Google на основе ядра Linux. Целевая аудитория Chrome — это пользователи компьютеров, которые большую часть времени проводят в Интернете. Технически это единственный веб-браузер, использующий интернет-приложения для выполнения таких задач, как обработка текста и просмотр мультимедиа.
Другие[править]
Старые операционные системы, все еще используемые на нишевых рынках, включают OS/2 от IBM и Microsoft; Mac OS, предшественник современной Mac OS X; BeOS; XTS-300. Некоторые из них, в первую очередь RISC OS, MorphOS и AmigaOS 4, продолжают развиваться как узкие платформы для сообществ энтузиастов и специализированных приложений. OpenVMS, первоначально разработанная DEC, все еще находится в стадии активной разработки в Hewlett-Packard.
Ряд других операционных систем используется почти исключительно в академических кругах, при обучении операционным системам и для исследования концепций разработки операционных систем. Типичным примером системы, выполняющей обе роли, является MINIX, в то время как, например, Singularity используется исключительно для исследований.
Компоненты[править]
Все компоненты операционной системы существуют для совместной работы разных частей компьютера. Все программное обеспечение, от финансовых баз данных до редакторов фильмов, должно иметь доступ к операционной системе, чтобы использовать любое оборудование, будь то простое, как мышь или клавиатура, или сложное, как подключение к Интернету.
Пользовательский интерфейс[править]
Каждый компьютер, который получает какие-либо запросы от человека, должен иметь пользовательский интерфейс, позволяющий человеку взаимодействовать с компьютером. В то время как устройства, такие как клавиатура, компьютерная мышь и сенсорный экран, составляют аппаратную часть этой задачи, пользовательский интерфейс составляет ее программную часть.
Двумя наиболее распространенными формами пользовательского интерфейса исторически были интерфейс командной строки, где компьютерные команды необходимо вводить построчно, и графический пользовательский интерфейс, где есть визуальная среда (чаще всего из окон, кнопок и значков).
Ядро[править]
Ядро связывает прикладное программное обеспечение и компьютерное оборудование.
Используя встроенное ПО в энергонезависимой памяти устройств и драйверы устройств, операционная система обеспечивает базовый уровень управления аппаратным обеспечением компьютера. В функции операционной системы обычно входят: выделение памяти для программ, контроль доступа программ к аппаратным ресурсам, организация данных (с помощью файловой системы) для их длительного хранения и т. д.
Сеть[править]
В настоящее время большинство операционных систем поддерживают ряд сетевых протоколов, аппаратных средств и приложений для их использования. Это означает, что компьютеры, работающие под управлением различных операционных систем, могут подключаться к общей сети для совместного использования вычислительных ресурсов, файлов, принтеров и сканеров, используя проводное или беспроводное соединение. По сути, сеть может позволить компьютерной операционной системе получать доступ к ресурсам на другом компьютере, предоставляя те же функции, которые можно получить, подключив эти ресурсы напрямую к локальному компьютеру. Это включает в себя все, от простого взаимодействия до использования сетевых файловых систем или даже графического или звукового оборудования другого компьютера.
Функции[править]
- Выполнение программ
Операционная система — это интерфейс между пользователем и оборудованием. Таким образом, пользователь взаимодействует с оборудованием, абстрагируясь от функций управления оборудованием. Выполнение программ — один из вариантов этого взаимодействия. Во время выполнения ядро выполняет программный код, выделяя ему необходимый объем оперативной памяти и других ресурсов и выделяя приоритет выполнения (в многозадачных системах). В процессе работы программа использует доступные ей интерфейсы для взаимодействия с пользователем и системой.
См. также[править]
Источники[править]
 Аспекты операционных систем ↑ [+] | |
|---|---|
| Ядро |
Гибридное • Микро • Модульное • Монолитное • Нано • Экзо • Драйвер • Пространство пользователя • Область пользователя |
| Управление процессами |
Режимы (супервизора • реальный • защищённый) • Прерывание • Кольца защиты • Переключение контекста • Многозадачность (вытесняющая • кооперативная • мультипрограммирование) • Процесс • Управление процессом • Планировщик задач • Многопоточность |
| Управление памятью |
Защита памяти • Сегментная адресация памяти • Страничная память • Менеджер виртуальной памяти • Ошибка сегментации • Общая ошибка защиты |
| Прочее |
Загрузчик ОС • API • VFS • Компьютерная сеть • GUI • Голосовой интерфейс • Слой аппаратных абстракций (HAL) |
↑ [+] | |
|---|---|
| Для серверов или рабочих станций | |
| Встраиваемые |
BlackBerry OS • iOS • PSP OS • Symbian OS • Windows (Embedded, Mobile, Phone) |
| Другие | |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||