Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Функции операционных систем персональных компьютеров

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Актуальностью данной темы является то, что операционная система является неотъемлемой частью ПК. Очевидно, что ознакомление с ПК необходимо начинать с ознакомления операционной системы, ведь без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей.

При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Без операционной системы невозможно представить работу с компьютером. Знание операционной системы необходимо для успешного пользования современными компьютерами.

История развития информационных технологий характеризуется быстрым изменением концептуальных представлений, технических средств, методов и сфер их применения. В современных реалиях весьма актуальным для большинства людей стало умение пользоваться промышленными информационными технологиями. Проникновение компьютеров во все сферы жизни общества убеждает в том, что культура общения с компьютером становится общей культурой человека.

Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее услуги.

Однако, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем более современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

Основная причина необходимости ОС состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами – то операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет различные вспомогательные действия, например, копирование и печать файлов.

ОС осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

Цель исследования – раскрыть функции операционных систем персональных компьютеров

Задачи:

-раскрыть понятие операционной системы персональных компьютеров;

-определить виды операционных систем персональных компьютеров;

-исследовать состав операционной системы и назначение компонентов персональных компьютеров;

-выделить функции операционных систем персональных компьютеров.

Объектом исследования является рассмотрение операционных систем.

Предмет исследования – изучение основных особенностей функций операционных систем.

Курсовая работа состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

1. Понятие и виды операционных систем персональных компьютеров

1.1. Понятие операционной системы персональных компьютеров

Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором.

Рис.1. Операционная система

Важными составляющими современной ОС является следующее:

- использование файловой системы. Система позволяет пользователю открывать различные файлы и создавать их, а также пользуется ними без ведома человека.

- пакетный режим. Если говорить просто, это означает, что все программы исполняются по очереди. При этом ОС загружает задачи таким образом, чтобы процессор не был без работы^[1].

- многозадачность. Это, фактически, развитие идеи пакетного режима.

Для того, чтобы процессор мог выполнять несколько задач одновременно, были разработаны новые подходы, в частности, разделение времени.

-разделение полномочий. Из-за того, что одна программа может вступать в конфликт с другой, было решено дать всем им полномочия. Поэтому некоторые образцы ПО не могут получать доступ, например, к видеокарте или дисководу.

Именно так и работает любая операционная система.

- управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;

- управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;

- пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд – операций по обработке информации.

Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависит также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д^[2].

Однако, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

Основная причина необходимости ОС состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами – это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

1.2. Виды операционных систем персональных компьютеров

Операционная система — это набор программ, при помощи которых функционирует компьютер. Без этого набора программ он не будет работать, оставаясь ненужной кучей «железок». В компьютере, ноутбуке, планшете, телефоне обязательно есть операционная система. Это интерфейс (мост) между «железом» в компьютерном блоке или корпусе телефона (процессором, памятью, жестким диском) и пользователем. Она создана для управления всей работой компьютера, эффективного использования его ресурсов.

ОС выполняет следующие функции^[3]:

-управляет свободными ресурсами оперативной памяти, жестких дисков или карт памяти;

-руководит загрузкой процессора;

-распределяет потоки процессов для создания многозадачности (одновременное открытие нескольких программ);

-устанавливает, обновляет и удаляет (при помощи пользователя или автоматически) программы и приложения.

Для того чтобы пользователю было комфортно взаимодействовать с программным обеспечением (Microsoft Word, браузеры, игры и т.д.), операционные системы имеют графический интерфейс (графическую оболочку).

В настоящее время существует несколько операционных систем:

- это целая серия ОС, регулярно обновляемая и развиваемая специалистами корпорации Microsoft. Самая ранняя версия была представлена ещё в 1985 году и на данный момент это самая распространённая и популярная операционная система для персонального компьютера.

MacOS - от компании Apple - создавалась изначально для других продуктов этой компании, распространялась с ними, развивалась параллельно с Windows. В настоящее время может быть установлена на компьютеры других производителей.

Linux - распространяемая различными компаниями совершенно бесплатно, данная ОС пока остаётся довольно экзотическим выбором для персонального компьютера. Эта операционная система имеет несколько вариаций, часть из которых распространяется платно. Сейчас системы этой версии ставят в основном специалисты в компьютерной сфере или энтузиасты.

Android - эта операционная система является, пожалуй, самой распространённой среди различных мобильных устройств: от смартфонов и электронных книг до умных часов и очков Google.

Первой по-настоящему популярной операционной системой была Windows 95 и главной ее «фишкой» был именно графический интерфейс, позволяющий управлять компьютером с помощью мыши, что сделало его доступным пониманию большего числа людей. Существовавшие до этого ОС требовали специфических знаний (команд), чтобы работать с ПК.

Основные виды операционных систем подразумевают деление на однозадачные и многозадачные^[4]. Современные ОС относятся ко второму типу, т.е. способны решать несколько задач одновременно.

Сюда же относятся самые популярные — Microsoft Windows, Linux, MacOS. У всех есть достоинства и недостатки. Рассмотрим каждую из них более подробно.

Windows – это самая распространенная ОС на земле.

Все ругают семейство этих операционных систем за «прожорливость» к ресурсам компьютера, низкую стабильность работы и утомляющую загрузку обновлений. Тем не менее этой ОС пользуются более 90% пользователей. И этому есть объяснение.

У Windows есть масса преимуществ перед конкурентами, приведем некоторые из них: надежная поддержка железа (видеокарт, аудиокарт, принтеров, видеокамер и т.д.); легкость в установке приложений и программ (программа скачивается, а затем устанавливается, кликнув два раза мышкой по установщику); дружелюбный интерфейс, использовать ОС легко; большой выбор программ для windows (игры, графические и текстовые редакторы, антивирусы и т.д.).

Но существуют и некоторые минусы: долгая загрузка ОС; постоянные перезагрузки и необходимость установки обновлений (чтобы обеспечивать безопасность); возможная потеря данных или работоспособности компьютера при попадании вируса в систему. Как видим, преимуществ больше, а главное заключается в удобстве.

Linux – это надежность и безопасность везде. Эта операционная система (основанная на базе Unix) несколько отличается от предыдущей.

Главное сердце — это ядро, в котором установлена поддержка драйверов (для работы с другими устройствами). Главное понятие в данной ОС — это пакет, т.к. она полностью состоит из пакетов.

Если в виндовс каждое приложение занимает свою папку, то в Linux файлы лежат по разным папкам: запускающие программу находятся в одном месте, конфигурационные файлы, связанные с настройками программ, — в другой папке.

Дистрибутивы - такое хранение и расположение файлов путает пользователей, но, с точки зрения логики, такое разделение кажется разумным^[5].

Преимущества этой ОС:

-бесплатность системы (на сайте с выбранным дистрибутивом скачиваем необходимый образ, записываем на флешку и устанавливаем на компьютеры пользователей);

-программное обеспечение бесплатное (графические редакторы, текстовые и т.д.)^[6];

-модификация программ, если знаешь язык программирования, то можно смело писать собственные программы или изменять существующие;

-запуск программ и игр, предназначенных для системы windows, выполняется через эмуляторы (wine, виртуальные машины);

-благодаря архитектуре и сложной системе написания вирусов и активации их на Linux, она весьма надежна и безопасна, поэтому Unix-подобные системы стоят «на страже» большинства серверов.

Но и здесь не обойтись без минусов:

-неполная поддержка аппаратного обеспечения (видеокарт, аудиокарт, принтеров и т.д.), но ситуация постоянно улучшается, с каждым новым релизом поддерживается все больше устройств;

-меньшее количество игр и программ, разработчикам коммерческого ПО невыгодно вкладываться в бесплатные версии программ, поэтому они остаются в сегменте Windows;

-необходимость постоянного самообучения, при возникновении проблем с программой и драйверами ответы на вопросы необходимо искать на форумах, посвященных данной ОС, так как они неочевидны.

Любой желающий может бесплатно скачать ее на свой персональный компьютер. Главной задачей, отмечают представители компании, является популяризация российских разработок в сфере IT-технологий. «Операционка» Linux уже долгие годы является достойным конкурентом американской ОС Microsoft Windows.

К примеру, она является бесплатной и не особо требовательной к «железу» компьютера. Ведь в зарубежной ОС с ростом технологических возможностей устаревшая модель перестает обслуживаться, что вынуждает людей покупать не только саму операционную систему, но и современный компьютер. Российские разработчики постарались решить эту проблему. Улучшенная версия Linux 8 требует лишь 512 МБ оперативной памяти и 25 ГБ свободного места на HDD-диске для установки.

Причем в стандартной версии предустановлено порядка 30 программ для повседневного использования, что позволяет не тратить время на их установку. Кроме того, подавляющее большинство вирусных программ в Интернете создаются под операционную систему Windows, поэтому российская ОС будет обеспечивать лучшую безопасность.

«Выигрывает» Windows. Пользователи не захотят разбираться в новой системе, им нужен результат: «чтобы сразу все работало». Linux — это операционная система для любителей познавать новое.

Дистрибутивы Linux становятся все более «дружелюбными» к пользователю, предлагая приятный графический интерфейс, практичные менеджеры пакетов, пополняющийся комплекс игр и приложений (в начале использования новичкам подойдут дистрибутивы Ubuntu, Linux Mint).

Mac OS – это ОС, созданная для профессионалов это операционная система фирмы Apple, которую возможно установить лишь на компьютеры этой же фирмы. Mac OS – это закрытая ОС на основе Unix-подобных систем (похожа на Linux), разница заключается в том, что исходный программный код закрыт, и она является платной операционной системой. Плюс закрытой системы в том, что приложения доводятся до совершенства при работе под одну архитектуру, что увеличивает быстродействие приложений, увеличивая эффективное взаимодействие с памятью и другими процессами. Есть и существенный минус — практически полное отсутствие игр для этой операционки. Компьютеры фирмы apple – это платформы, сделанные и созданные не для дома, а для работы.

Chrome OS от Google построено на ядре Linux, но с замененным программным обеспечением рабочего стола и программами пользовательского уровня, поэтому выполняться на Chrome OS может только ПО разработанное именно для него.

Chrome OS это не совсем полноценная операционная система в широком понимании. Она разработана для того, чтобы быть предустановленной на специализированных ноутбуках, известных как Хромбуки (Chromebooks).

SteamOS от Valve на данный момент находится в состоянии бета-тестирования. SteamOS это всего лишь дистрибутив Linux , включающий в себя достаточно много стандартного ПО Linux. На данный момент SteamOS позиционируется как новая операционная система для игр на ПК. Под внешним интерфейсом этой операционки спрятан старый рабочий стол Linux, но компьютер запускается в интерфейсе специально разработанном Steam для гостиных комнат (по подобию консолей Xbox и Playstation).

Андроид так же использует ядро Линукс, но практически все в Андроиде очень отличается от обычных дистрибутивов Линукс . Изначально разработанный для смартфонов Андроид можно поставить и на ПК, получив «Андроид-ноутбук» или даже «Андроид-компьютер». Не новость, что существует множество проектов, созданных с целью адаптировать Андроид к ПК , даже Intel развивает свой собственный порт Андроида для ПК. Андроид на ПК пока еще не позволяет открывать множество приложений одновременно , но при желании его можно установить на ПК.

Haiku. BeOS была легкой операционной системой для ПК, портированной на систему Intel x86 в 1998 году, но так и не смогшей противостоять Microsoft Windows^[7]. Be Inc, в конце концов предьявила иск Microsoft, обвинив в давлении на Hitachi и Compaq, чтобы те не выпускали ПК с предустановленной BeOS. Microsoft отозвала иск выплатив $23.5 миллиона Be Inc, хотя и вину свою не признала. Be Inc была в конечном счете куплена Palm.

Хайку - опенсорсное переопределение BeOS, находящееся в данный момент в состоянии альфа-тестирования. Это снимок того, что возможно пришло бы на ПК, если бы Microsoft не давила бы так жестко на партнеров в 90-е годы.

eComStation. OS/2 была операционной системой изначально созданной Microsoft и IBM. IBM продолжила разработку после того, как Microsoft покинула проект и OS/2 начал конкуренцию с MS-DOS и ранними версиями Windows. Microsoft в конечном счете победила, но до сих пор еще есть старые банкоматы, ПК и другие системы, использующие OS/2. IBM в конечном счете продала эту операционную систему, получившую название OS/2 Warp.

IBM больше не занимается разработкой операционной системы OS/2, но компания Serenity Systems имеет права на продолжение распространения. Эта компания дала название операционной системе eComStation. Она основана на IBM-овской OS/2, оснащена дополнительным ПО, драйверами и прочими оптимизациями.

ReactOS - беспллатная операционная система с открытым исходным кодом архитектуры Windows NT. Другими словами это попытка реализовать Windows, как операционную систему с открытым исходным кодом, совместимую со всеми приложениями и драйверами Windows. ReactOS использует совместно некоторый программный код совместно с проектом Wine , позволяющим запускать приложения Windows на Linux и Mac OS X. ReactOS не основан на Linux - цель проекта быть open-source операционной системой созданной по примеру Windows NT. (Все современные операционные системы Windows, начиная с XP основаны на Windows NT). Считается, что эта операционная система находится в состоянии альфа-тестирования. На данный момент задача у разработчиков - 100% совместимость с Windows Server 2003, так что системе предстоит еще долгий путь до состояния готовности.

Syllable - опенсорсный форк от AtheOS, который первоначально готовился стать клоном AmigaOS. Это легкая операционная система «в традициях Amiga и BeOS, но созданная с использованием наработок проекта GNU и Linux». Как и в большинстве подобных, небольших проектов, команда разработчиков здесь очень ограниченна.

ROSA Linux. Дистрибутив ROSA Linux разрабатывается российской компанией НТЦ ИТ РОСА или "Научно-технический центр информационных технологий "Российские операционные системы", разработка началась в 2007 году и до сегодняшнего дня было наработано достаточно много улучшений.

Изначально дистрибутив основывался на Mandriva, версия для рабочего стола и версия для сервера основывалась на Red Hat. Но после того как Mandriva была закрыта, проект OpenMandriva, был основан именно на Rosa Linux. Это простая в использовании и установке система, предоставляющая большинство необходимого обычному пользователю программного обеспечения. Также вместе с дистрибутивом поставляются все необходимые медиа кодеки. Интерфейс системы и оформление окон немного похожи на стиль Windows, а это поможет новым пользователям лучше освоится в системе. В качестве оболочки рабочего стола используется KDE. Кроме того разработчики Rosa вносят множество улучшений и исправлений в большинство поставляемых пакетов.

Calculate Linux разрабатывается Александром Тратсевским^[8]. Этот дистрибутив основан на Gentoo и включает в себя все его преимущества, а также большое количество дополнительных возможностей и графический установщик. Разработка проекта началась еще в 2007 году. Особенно хорош Calculate для бизнес среды. Он оптимизирован для быстрого развертывания вы можете настроить конфигурацию на одном компьютере и использовать ее на всех других. Пользователь под своей учетной записью может использовать систему не зависимо от компьютера. Последняя версия Calculate - 15.12. В этой версии была добавлена возможность создания LiveUSB, добавлена поддержка драйвера AMDGPU с открытым исходным кодом, а также многие другие улучшения.

Операционная система ZorinOS разработана выходцем из России Артемом Зорином, который на данный момент находится в Ирландии. Это еще один дистрибутив корпоративного класса, очень похожий на Windows. ZorinOS основана на Ubuntu и использует окружение рабочего стола Gnome 3 и собственную оболочку Zorin DE для организации пользовательского интерфейса. Последний стабильный релиз ZorinOS 9 основан на Ubuntu 14.04 LTS, а самый свежий - ZorinOS 11 - на Ubuntu 15.10. Особенностью ZorinOS есть собственные темы оформление похожие одновременно и на Windows XP и 7, а также утилита для управления темами, позволяющая настроить внешний вид рабочего стола. На данный момент ZorinOS поставляется в виде двух основных версий - стабильная 9, и самая новая 11. Обе версии имеют редакции Core, Lite, Business и Ultimate. Первые две редакции бесплатны, а две последние доступны по цене 8.99 и 9.99 соответственно.

Runtu этот дистрибутив наверное был первым дистрибутивом Linux для многих россиян^[9]. Он основан на Ubuntu и предлагает улучшенную русскоязычную локализацию. Основная цель этого дистрибутива - предоставить новичкам отлично локализованую и простую систему с всем необходимым программным обеспечением из коробки. Кроме того есть и собственное программное обеспечение, например утилита Runtu Assistant, которая поможет новым пользователям лучше настроить систему. Последний релиз Runtu состоялся в марте 2015 года. Было обновлено программное обеспечение, добавлена поддержка 64 бит и внесены некоторые исправления.

Дистрибутив Astra Linux разрабатывается компанией НПО РусБИТех для военных целей, силовых структур и ФСБ. Дистрибутив акцентирован на защиту данных и используется в различных государственных структурах. Поставляется дистрибутив в двух редакциях: Spesial Edition и Common Edition. Общая редакция предназначена для предприятий, специальная - для спец служб. Вместе с системой поставляется множество собственного программного обеспечения. Все приложения разработанные авторами дистрибутива имеют префикс fly. Это fly-fm - файловый менеджер, панель Fly, fly-admin-wicd - менеджер сетевых подключений, fly-update-notifier - виджет обновлений, терминал Fly, fly-videocamera, fly-record - запись звука, fly-cddvdburner, fly-ocr - распознавание текста и т д. Кстати важно заметить что файловый менеджер fly очень напоминает проводник Windows. Последний релиз, на момент написания статьи состоялся 17 марта 2016, и это версия Astra Linux 1.11.

ALT Linux разрабатывается одноименной российской компанией: "Альт Линукс". И опять же операционная система рассчитана на бизнес сектор. По умолчанию поставляется все необходимое программное обеспечение для офисной работы, работы с графикой, обработки звука, видео и программирования. Во время установки можно выбрать компоненты дистрибутива, которые необходимо установить, и таким образом сформировать функциональность дистрибутива. По умолчанию используется окружение рабочего стола KDE 4. Минимальные системные требования 768 мегабайт оперативной памяти, а также видеокарта с поддержкой 3D ускорения. Самая новая на данный момент версия Alt Linux - 7.0.5, релиз которой состоялся в начале 2015 года^[10].

Agilia Linux еще один дистрибутив русского происхождения. Ранее известный как MOPS Linux. Изначально основывался на Slackware Linux. Он совмещает в себе красоту, скорость. В отличии от MOPS здесь полностью переделан установщик и увеличено количество приложений поставляемых по умолчанию. Периодичность выхода релизов - раз в три месяца.

Операционная система Collapse OS, разработанная Вирджилом Дупрасом, способна работать на микроконтроллерах Z80. Их широкое распространение за счет использования в самой разной технике, по мнению автора проекта, позволит людям, пережившим апокалипсис (коллапс, как его называет Дупрас), собирать ПК на их основе, и работать на них посредством Collapse OS. Система наделена базовыми функциями, в том числе работой с внешними накопителями и редактированием текстовых файлов, и Дупрас призывает сторонних разработчиков присоединиться к ее дальнейшему развитию.

«Постапокалиптическая» ОС. Разработчик программного обеспечения Вирджил Дупрас (Virgil Dupras) создал операционную систему Collapse OS, способную, по его мнению, пережить апокалипсис.

Для распространения Collapse OS Дупрас создал сайт collapseos.org, на котором привел объяснение, зачем такая ОС вообще нужна. По мнению разработчика, в обозримом будущем, примерно к 2030 г., мировые цепочки поставок себя исчерпают и перестанут быть эффективными, а то и вовсе разорвутся. Это приведет сперва к резкому сокращению, а затем и вовсе к прекращению производства микроэлектроники, и в итоге людям придется искать компоненты для новых ПК в буквальном смысле в горах мусора.

Collapse OS запустится на ПК, собранных из мусора. В этом, по словам разработчика, и заключается главная особенность Collapse OS, которая позволит ей пережить апокалипсис. Система может работать даже на восьмибитных микропроцессорах Z80, использующихся в сравнительно простых с точки зрения электроники устройствах. Их можно обнаружить в кассовых аппаратах и калькуляторах. Дупрас специально готовил Collapse OS к работе на этих микропроцессорах – он уверен, что именно они, ввиду широкого их распространения, будут чаще всего попадаться «копателям», в отличие от 16- и 32-битных микросхем.

Проект Collapse OS еще находится в разработке, Вирджил Дупрас интегрировал в нее массу базовых функций. За 10 лет до предполагаемой Дупрасом даты апокалипсиса его система научилась редактировать текстовые файлы, читать данные с внешнего накопителя и копировать информацию на носители, воспроизводить себя и заодно компилировать исходные файлы на языке ассемблера для целого спектра центральных процессоров и микроконтроллеров. Также система поддерживает ряд интерфейсов и привычное устройство ввода – клавиатуру. Разработчиком заявлена поддержка карт памяти стандарта SD. Collapse OS находится на одной из ранних стадий разработки, но, по заверениям Дупраса, она вполне может запускаться на самосборных ПК самого базового уровня. Актуальную версию своей СО он запустил на компьютере домашней сборки на базе микроконтроллеров Z80 под названием RC2014.

Девелопер отметил, что в теории Collapse OS должна запускаться даже на игровых приставках. В качестве примера он привел классическую консоль четвертого поколения Sega Genesis, выпущенную в 1988 г. и известную в России под названием Mega Drive. Управлять системой, запущенной на этой приставке, можно через комплектный джойстик или клавиатуру со специальным переходником. Согласно «дорожной карте» разработки, в планы Дупраса на ближайшее будущее входит запуск Collapse OS на программируемых графических калькуляторах TI-83+ (выпущен в 1999 г.) TI-84+ (2004 г.), разработанных компанией Texas Instruments. Следующим шагом станет запуск системы на настольном микрокомпьютере TRS-80 model 1 образца начала 80 годов XX века. Также в систему будет добавлена поддержка широкого спектра LCD-дисплеев и панелей на электронных чернилах (Е Ink) и различных дискет, включая 3,5-дюймовые^[11].

Эмуляция. Отдельно стоит выделить программы-эмуляторы, которые призваны имитировать одну операционную систему в рабочей среде другой. Например, если вам необходимо установить на компьютер приложение, работающее на системе Android. Установив эмулятор, вы сможете «обмануть» такую программу и работать с ней на ОС Windows или любой другой.

Итак, подведем итоги всего вышеизложенного.

Операционная система — это главный компонент компьютера и любого подобного ему устройства. Если требуется простота и удобство установки программ, настройки периферии, тогда лучшим выбором будут ОС линейки Windows. Для тех же, кому компьютер нужен только как рабочий инструмент, лучшим выбором будет MacOS.

2.Основные функции и состав операционной системы персональных компьютеров

2.1. Состав операционной системы и назначение компонентов персональных компьютеров

Важнейшим достоинством большинства ОС является модульность. Это свойство позволяет объединить в каждом модуле определенные логически связанные группы функций. Если возникает необходимость в замене или расширении такой группы функций, это можно сделать путем замены или модификации лишь одного модуля, а не всей системы.

Большинство ОС состоит из следующих основных модулей: базовая система ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System); загрузчик операционной системы; ядро ОС; драйверы устройств; командный процессор; внешние команды (файлы).

Базовая система ввода-вывода (BIOS) – это набор микропрограмм, реализующих основные низкоуровневые (элементарные) операции ввода-вывода. Они хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) компьютера и записываются туда при изготовлении материнской платы. Данная система, по сути, «встроена» в компьютер и является одновременно его аппаратной частью и частью операционной системы.

Первая функция BIOS – автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при его включении. При обнаружении ошибки на экран выводится соответствующее сообщение и / или выдается звуковой сигнал^[12].

Далее BIOS осуществляет вызов блока начальной загрузки операционной системы, находящейся на диске (эта операция выполняется сразу по окончании тестирования). Загрузив в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) этот блок, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь загружает другие модули ОС.

Еще одна важная функция BIOS – обслуживание прерываний. При возникновении определенных событий (нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок мыши, ошибка в программе и т.д.) вызывается одна из стандартных подпрограмм BIOS по обработке возникшей ситуации.

Загрузчик операционной системы – это короткая программа, находящаяся в первом секторе любого загрузочного диска (дискеты или диска с операционной системой). Функция этой программы заключается в считывании в память основных дисковых файлов ОС и передаче им дальнейшего управления ЭВМ.

Ядро ОС реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. В ядре ОС выделяют несколько подсистем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи:

- файловая система (отвечает за размещение информации на устройствах хранения);

-система управления памятью (размещает программы в памяти);

-система управления программами (осуществляет запуск и выполнение программ);

- система связи с драйверами устройств (отвечает за взаимодействие с внешними устройствами);

- система обработки ошибок;

-служба времени (предоставляет всем программам информацию о системном времени)^[13].

Модуль расширения BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять драйверы, обслуживающие дополнительные устройства.

Драйверы – это программы, управляющие работой внешних (периферийных) устройств на физическом уровне. Они дополняют систему ввода-вывода ОС и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся. Они передают или принимают данные от аппаратуры и делают пользовательские программы независимыми от ее особенностей.

Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы; необходимость и порядок их загрузки указываются в специальных файлах конфигурации. Такая схема облегчает подключение к машине новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы ОС.

Командный процессор – это программа, функции которой заключаются в следующем:

-прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

- исполнение внутренних команд операционной системы;

- загрузка и исполнение внешних команд (реализованных в виде самостоятельных программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (файлы с расширением СОМ, ЕХЕ или ВАТ).

-исполнение командных файлов (это текстовые файлы с набором команд и расширением ВАТ). Когда в качестве команды задается имя такого файла, командный процессор начинает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляющая вызов какой-то программы, выполнение командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения происходит выполнение следующей команды командного файла^[14].

Под программным обеспечением информационных систем понимается совокупность программных и документальных средств для создания и эксплуатации систем обработки данных средствами вычислительной техники.

В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на 2 группы: базовое (системное) программное обеспечение и прикладное программное обеспечение.

Базовое (системное) ПО организует процесс обработки информации в компьютере и обеспечивает нормальную рабочую среду для прикладных программ. Базовое ПО настолько тесно связано с аппаратными средствами, что его иногда считают частью компьютера.

Прикладное программное обеспечение предназначено для решения конкретных задач пользователя и организации вычислительного процесса информационной системы в целом.

Программное обеспечение — это совокупность всей информации, данных и программ, которые обрабатываются компьютерными системами.

Существует много классификаций программного обеспечения, она связана с различными признаками классификации, так по назначению оно подразделяется на системное и прикладное, по способу распространения и использования на коммерческое, открытое и свободное^[15].

Системное ПО – это совокупность программ для обеспечения работы компьютера. Системное ПО подразделяется на базовое и сервисное. Системные программы предназначены для управления работой вычислительной системы, выполняют различные вспомогательные функции (копирования, выдачи справок, тестирования, форматирования и т. д).

Ярким представителем базового ПО являются операционные системы. Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих управление работой компьютера и его взаимодействие с пользователем.

С точки зрения человека операционная система служит посредником между человеком, электронными компонентами компьютера и прикладными программами. Она позволяет человеку запускать программы, передавать им и получать от них всевозможные данные, управлять работой программ, изменять параметры компьютера и подсоединённых к нему устройств, перераспределять ресурсы.

Операционная система решает задачи, которые можно условно разделить на две категории:

во-первых, управление всеми ресурсами компьютера;

во-вторых, обмен данными между устройствами компьютера, между компьютером и человеком.

Прикладное ПО – это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной предметной области. Прикладное ПО работает только при наличии системного ПО. Сюда относятся программные комплексы, обеспечивающие выполнение различных прикладных задач, т. е. выполнение фактических задач пользователей.

Среди таких комплексов можно выделить несколько часто используемых видов:

Офисные пакеты. Комплексы программ, решающих основные задачи делопроизводства: подготовку документов, выполнение подсчетов, презентации, ведение переписки и организацию работы и др.

Системы управления базами данных (СУБД), справочные системы и оболочки автоматизированных информационных систем. Эти программы позволяют организовать ввод, хранение и работу с большими объемами специализированных данных. СУБД часто являются общими компонентами, обеспечивающими работу большого количества специализированных комплексов^[16].

Программы обработки графической информации. Крупный класс программ, целью применения которых является формирование какого-либо изображения. Среди них можно упомянуть программы обработки фотоизображений, издательские комплексы, системы подготовки реалистичных трехмерных изображений и многие другие.

Среды разработки. Программные комплексы, включающие специализированные текстовые редакторы, трансляторы, средства отладки и контроля за исполнением программ, средства разработки дополнительных элементов программ, библиотеки компонентов и многие другие средства, используемые профессиональными разработчиками системного и прикладного программного обеспечения.

Связь между двумя устройствами, подключенными к интерфейсу, осуществляется по принципу «управляющий»—управляемый (активный—пассивный). В каждый момент времени только одно устройство является активным.

Связь между устройствами является замкнутой и асинхронной. В ответ на обращение, пассивное устройство выставляет специальный сигнал, означающий что пассивное устройство присутствует и готово осуществлять дальнейший обмен^[17].

Параллельные интерфейсы характеризуются тем, что в них для передачи бит в слове используются отдельные сигнальные линии, и биты передаются одновременно. Параллельные интерфейсы используют для подключения принтеров. Иногда параллельный интерфейс используют для связи между двумя компьютерами — получается сеть. Параллельный интерфейс — интерфейс, обеспечивающий одновременную передачу двоичных данных по нескольким линиям. Интерфейс передачи данных — интерфейс, обеспечивающий передачу двоичных данных. В зависимости от способа передачи данных различают последовательный и параллельный интерфейсы.

Этот вид интерфейса является очень быстрым и при небольшом разрешении датчиков и, соответсвенно, малым количетвом проводов может представлять дешевый способ передачи данных. При высоком разрешении, а так же большом расстоянии до оборудования, расходы на прокладку кабелей могут резко возрасти. При параллельной передаче данных требуется по отдельной линии на каждый бит. при параллельной передаче данных, все биты передаются в одно и то же время, они не добираются до приемного устройства одновременно.

При параллельной передаче данных линии между передатчиком и приемником используется и для передачи и для приема данных. При этом, когда данные идут в одном направлении, их нельзя передать в обратном направлении.

Последовательный интерфейс в сравнении с параллельным действует медленнее, но позволяет покрыть большие расстояния за счет организации более экономичной передачи команд и сигналов. Обмен данными происходит по двум каналам в виде битов последовательно.

Последовательный интерфейс для передачи данных в одну сторону использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом последовательно. Последовательная передача данных может осуществляться в синхронном и асинхронном режимах. Синхронный режим передачи предполагает постоянную активность канала связи. Посылка начинается с синхробайта, за которым плотно следует поток информационных бит. При последовательной передаче используется только два провода.

Операционная система, — связывает аппаратное обеспечение и прикладные программы. Операционная система может взаимодействовать с аппаратными средствами и пользователем или прикладными программами. Она также может переносить информацию между аппаратурой и прикладным программным обеспечением.

Использование операционной системы делает программное обеспечение более общим: программы могут работать на любом компьютере, на котором можно запустить эту операционную систему, поскольку взаимодействуют с операционной системой, а не с аппаратурой. Наиболее часто используемые операционные системы, такие как DOS, Windows, UNIX.

2.2. Функции операционных систем персональных компьютеров

По современным представлениям ОС должна уметь делать следующее.

-обеспечивать загрузку пользовательских программ в оперативную память и их исполнение^[18].

-обеспечивать управление памятью. В простейшем случае это указание единственной загруженной программе адреса, на котором кончается память, доступная для использования, и начинается память, занятая системой. В многопроцессорных системах это сложная задача управления системными ресурсами.

-обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти, такими как магнитные диски, ленты, оптические диски, флэш-память и т. д. Как правило, ОС управляет свободным пространством на этих носителях и структурирует пользовательские данные в виде файловых систем.

-предоставлять более или менее стандартизованный доступ к различным периферийным устройствам, таким как терминалы, модемы, печатающие устройства или двигатели, поворачивающие рулевые плоскости истребителя.

-предоставлять некоторый пользовательский интерфейс. Слово некоторый здесь сказано не случайно — часть систем ограничивается командной строкой, в то время как другие на 90% состоят из интерфейсной подсистемы. Встраиваемые системы часто не имеют никакого пользовательского интерфейса.

Основные функции любой оперативной системы - это загрузка программ, выполнение их запросов, доступ к внешним и внутренним устройствам ввода-вывода данных, оперативной памяти, доступ и управление различными дисками (жёсткими и оптическими) и организация файловой системы.

У любой ОС есть ряд дополнительных функций:

-распределение ресурсов системы между несколькими процессами,

-многозадачность - выполнение нескольких процессов одновременно,

-обмен и синхронизация файлов,

-защита самой ОС, личных данных и файлов пользователя и других приложений,

-разграничение прав нескольких пользователей на одном компьютере.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

В настоящее время существует несколько операционных систем:

Ядро ОС реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Астахова, И.Ф. Компьютерные науки. Деревья, операционные системы, сети / И.Ф. Астахова и др. - М.: Физматлит, 2013. – С.31.
Батаев, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Батаев и др. - М.: Academia, 2013. – С.118.
Вавренюк, А.Б. Операционные системы. Основы UNIX: Учебное пособие / А.Б. Вавренюк, О.К. Курышева, С.В. Кутепов и др. - М.: Инфра-М, 2013. – С.88.
Дроздов, С.Н. Операционные системы: Учебное пособие / С.Н. Дроздов. - Рн/Д: Феникс, 2018. – С.167.
Дейтел, Х.М. Операционные системы.Т. 1. Основы и принципы / Х.М. Дейтел, П.Д. Дейтел, Д.Р. Чофнес; Пер. с англ. С.М. Молявко.. - М.: Бином-Пресс, 2011. – С.449.
Иртегов, Д. Введение в операционные системы / Д. Иртегов. - СПб.: BHV, 2012. – С.309.
Какую операционную систему выбрать для компьютера. http://rst-music.ru/operating-systems-list-what-operating-system-to-choose-for-a-computer/ (дата обращения: 15.10.2019)
Карасева, М.В. Операционные системы. Практикум для бакалавров / М.В. Карасева. - М.: КноРус, 2012. – С.187.
Коньков, К.А. Устройство и функционирование ОС Windows. Практикум к курсу "Операционные системы": Учебное пособие / К.А. Коньков. - М.: Бином, 2012. – С.77.
Лучшие русские Операционные Системы Linux. https://pomogaemkompu.temaretik.com/876086309316987052/luchshie-russkie-operatsionnye-sistemy-linux/ (дата обращения: 15.10.2019)
Лучшие русские дистрибутивы Linux. https://losst.ru/luchshie-russkie-distributivy-linux (дата обращения: 15.10.2019)
Мартемьянов, Ю.Ф. Операционные системы. Концепции построения и обеспечение безопасностиюУчебное пособие / Ю.Ф. Мартемьянов. - М.: Горячая линия -Телеком, 2011. – С.78.
Рудаков, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Рудаков. - М.: Инфра-М, 2016. – С.172.
Создана операционная система для постапокалипсиса. Она запустится даже на калькуляторе. https://www.cnews.ru/news/top/2019-10-10_sozdana_operatsionnaya_sistema (дата обращения: 15.10.2019)
Назаров, С.В. Операционные системы. Практикум (для бакалавров) / С.В. Назаров, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. - М.: КноРус, 2017. – С.170.
Назаров, С.В. Современные операционные системы: Учебное пособие / С.В. Назаров. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – С.217.
Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие / Т.Л. Партыка, И.И. Попов. - М.: Форум, 2018. – С.116.
Новая российская операционная система. https://girlsgameland.ru/oshibki/novaya-rossiiskaya-operacionnaya-sistema-rossiiskie-operacionnye/ (дата обращения: 15.10.2019)

Карасева, М.В. Операционные системы. Практикум для бакалавров / М.В. Карасева. - М.: КноРус, 2012. – С.187. ↑
Коньков, К.А. Устройство и функционирование ОС Windows. Практикум к курсу "Операционные системы": Учебное пособие / К.А. Коньков. - М.: Бином, 2012. – С.77. ↑
Мартемьянов, Ю.Ф. Операционные системы. Концепции построения и обеспечение безопасностиюУчебное пособие / Ю.Ф. Мартемьянов. - М.: Горячая линия -Телеком, 2011. – С.78. ↑
Назаров, С.В. Операционные системы. Практикум (для бакалавров) / С.В. Назаров, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. - М.: КноРус, 2017. – С.170. ↑
Назаров, С.В. Современные операционные системы: Учебное пособие / С.В. Назаров. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. – С.217. ↑
Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие / Т.Л. Партыка, И.И. Попов. - М.: Форум, 2018. – С.116. ↑
Какую операционную систему выбрать для компьютера. http://rst-music.ru/operating-systems-list-what-operating-system-to-choose-for-a-computer/ (дата обращения: 15.10.2019) ↑
Лучшие русские дистрибутивы Linux. https://losst.ru/luchshie-russkie-distributivy-linux (дата обращения: 15.10.2019) ↑
Лучшие русские Операционные Системы Linux. https://pomogaemkompu.temaretik.com/876086309316987052/luchshie-russkie-operatsionnye-sistemy-linux/ (дата обращения: 15.10.2019) ↑
Новая российская операционная система. https://girlsgameland.ru/oshibki/novaya-rossiiskaya-operacionnaya-sistema-rossiiskie-operacionnye/ (дата обращения: 15.10.2019) ↑
Создана операционная система для постапокалипсиса. Она запустится даже на калькуляторе. https://www.cnews.ru/news/top/2019-10-10_sozdana_operatsionnaya_sistema (дата обращения: 15.10.2019) ↑
Рудаков, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Рудаков. - М.: Инфра-М, 2016. – С.172. ↑
Иртегов, Д. Введение в операционные системы / Д. Иртегов. - СПб.: BHV, 2012. – С.309. ↑
Дроздов, С.Н. Операционные системы: Учебное пособие / С.Н. Дроздов. - Рн/Д: Феникс, 2018. – С.167. ↑
Дейтел, Х.М. Операционные системы.Т. 1. Основы и принципы / Х.М. Дейтел, П.Д. Дейтел, Д.Р. Чофнес; Пер. с англ. С.М. Молявко.. - М.: Бином-Пресс, 2011. – С.449. ↑
Вавренюк, А.Б. Операционные системы. Основы UNIX: Учебное пособие / А.Б. Вавренюк, О.К. Курышева, С.В. Кутепов и др. - М.: Инфра-М, 2013. – С.88. ↑
Батаев, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Батаев и др. - М.: Academia, 2013. – С.118. ↑
Астахова, И.Ф. Компьютерные науки. Деревья, операционные системы, сети / И.Ф. Астахова и др. - М.: Физматлит, 2013. – С.31. ↑