Функции операционных систем персональных компьютеров (ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Программа, которая скрывает от пользователя, все нюансы взаимодействия с вычислительной системой и дает возможность простыми и удобными способами выполнять какие-либо действия с данной вычислительной системой (например, запись файлов на флеш-накопитель, вывод документа на печать и т.д.), является операционной системой (ОС).

Операционная система представляет собой набор программных средств, который дает возможность управлять аппаратной частью вычислительной системы и прикладным программным обеспечением, а также обеспечивает удобный интерфейс работы между собой и пользователем.

В настоящее время благодаря операционной системе в наибольшей степени формируется облик вычислительной системы. В состав современных вычислительных систем входит множество устройств: процессоры, видеокарты, сетевые адаптеры, системы хранения данных и т.д. Все эти устройства нуждаются в эффективном механизме управления. Данная задача и возлагается на операционную систему, которая должна заниматься управлением всеми ресурсами вычислительной системы для обеспечения максимальной эффективности ее работы.

Таким образом, ключевой функцией операционной системы выступает распределение процессоров, памяти, прочих устройств и данных между вычислительными процессами, которые конкурируют за данные ресурсы. Также операционная система должна обеспечить как стандартному пользователю, так и разработчику, различные удобства работы с ней и настройки.

Согласно вышеуказанным причинам тема функций операционных систем персональных компьютеров является актуальной.

Цель работы: рассмотреть функции операционных систем персональных компьютеров.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- рассмотреть теоретические аспекты операционных систем;

- рассмотреть функции операционных систем персональных компьютеров.

Объектом исследования являются операционные системы.

Предметом исследования являются функции операционных систем персональных компьютеров.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованных источников.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.1. Назначение и виды операционных систем

Под операционной системой понимают программу (или набор программ), при помощи которой осуществляется управление основными действиями вычислительной системы, ее дополнительными устройствами, а также обеспечивающая работу прочего программного обеспечения и взаимодействие с пользователем.^[1]

Схематическое изображение назначения операционной системы представлено на рис. 1.

Рис. 1. Схематическое изображение назначения операционной системы

Из определения операционной системы следует, что она выступает в роли среды для организации работы пользователя, и вместе с этим является средой выполнения и взаимодействия разнообразного программного обеспечения.

К основным функциям операционных систем относятся:

- реализация взаимодействия с пользователем;

- осуществление ввода, вывода и управления данными;

- осуществление процессов планирования и организации обработки программного обеспечения;

- реализация функций по распределению ресурсов (потоков процессора, оперативной и прочих видов памяти, и т.д.);

- запуск программного обеспечения;

- реализация дополнительных операций обслуживания;

- организация процессов передачи данных между внутренними устройствами;

- осуществление программной поддержки работы периферийного оборудования;

- создание среды взаимодействия и обмена данными между работающим программным обеспечением.

Иными словами, операционная система является программным продолжением устройства управления персональным компьютером. При помощи операционной системы осуществляется сокрытие сложностей различных коммуникаций между аппаратурой. По сути операционная система является прослойкой между компьютером и пользователем.^[2]

Любое приложение использует услуги операционной системы, следовательно, оно может функционировать только под той ОС, которая и обеспечивает для него услуги. Исходя из этого можно заключить, что процесс выбора ОС является очень важным, поскольку от его результатов зависит производительность вычислительной системы, уровень защищенности информации, требуемые дополнительные аппаратные средства и т.д. При этом выбор ОС также зависит от конкретных особенностей вычислительной системы или компьютера. Новизна операционной системы прямопропорциональна техническим требованиям компьютера. При этом современные операционные системы предоставляют пользователю гораздо больше возможностей чем их предшественницы. В роли технических требований к компьютеру для использования конкретной ОС могут выступать: частота процессора, семейство процессора, объем оперативной памяти, разрядность дополнительных компонентов и т.д.

В роли главной причины необходимости ОС на компьютере выступает то, что операции для работы с компонентами вычислительной системы и управления ими, являются низкоуровневыми операциями, до которых пользователю совершенно нет дела. Количество низкоуровневых операций может достигать нескольких десятков тысяч.

В роли одной из задач операционной системы выступает сокрытие от пользователя вышеуказанных низкоуровневых операций. По сути при помощи ОС пользователь выполняет множество вспомогательных действий: перенос файлов, печать документов и т.д.

При помощи операционной системы осуществляется процесс загрузки в память множества приложений, передача им управления при их старте, исполнение различных действий по запросу приложений, очистка оперативной памяти после закрытия приложений и т.д.

В настоящее время существуют различные классификации операционных систем. По числу одновременно выполняемых задач и количества пользователей операционные системы разделяются на:

- однопользовательские однозадачные. Выполняются исключительно на одном компьютере и для одного пользователя. Дают возможность выполнять только одну задачу и по данной причине не используются в наши дни;

- однопользовательские многозадачные или настольные. С их помощью обеспечивается работа одного пользователя с множеством различных задач;

- многопользовательские многозадачные или серверные. Дают возможность одновременно запускать на одном компьютере множество различных задач для различных пользователей. Этот вид операционных систем является самым сложным и ресурсоемким.^[3]

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления внешними устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

- системы пакетной обработки (например, OC EC),

- системы разделения времени (UNIX, VMS),

- системы реального времени (QNX, RT/11).

Первый тип систем – пакетной обработки, использовался преимущественно для выполнения задач, касающихся различных вычислений, когда не требовалось быстрого получения результата. Главным показателем работы систем пакетной обработки являлась их пропускная способность, иными словами, то число задач, которое они могли обработать за какой-либо временной промежуток. Для обеспечения максимальной пропускной способности в вышеуказанных системах работа строится следующим образом: в первую очередь составляется пакет заданий, в котором у каждого задания имеются собственные требования к ресурсам системы, далее из этого перечня заданий составляется мультипрограммная смесь, то есть совокупность одновременно реализуемых задач. Для того чтобы выполнить задачи одновременно, системы пакетной обработки добиваются баланса между загрузкой всех устрой вычислительной системы.^[4]

Принцип работы систем разделения времени заключается в том, что каждому приложению, которое находится в оперативной памяти и готово к выполнению, предоставляется конкретный интервал времени. В случае если приложение не выполнило все свои задачи за данный промежуток времени, то его исполнение в принудительном порядке прекращается, и далее приложение перемещается в конец очереди на исполнение. Далее из начала очереди достается следующее приложение, которое также исполняется в течение определенного промежутка времени, и после оно также перемещается в конец очереди. Все эти действия многократно повторяются до тех пор, пока не закончатся приложения, которые необходимо выполнять. В такой ситуации пользователи практически не замечают задержек, поскольку они очень малы. В роли ключевого критерия эффективности работы систем разделения времени выступает удобство работы с ними для пользователя, а максимальная пропускная способность при этом отходит на второй план.^[5]

Архитектура ОС реального времени представлена на рис. 2.

Рис. 2. Архитектура ОС реального времени

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы — реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть — в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.^[6]

1.2. Архитектура операционных систем

Под архитектурой операционной системы понимают структурную и функциональную организацию ОС на основе некоторой совокупности программных модулей. В состав ОС входят исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов, программные модули специального формата (например, загрузчик ОС, драйверы ввода-вывода), конфигурационные файлы, файлы документации, модули справочной системы и т.д.

На архитектуру ранних операционных систем обращалось мало внимания: во-первых, ни у кого не было опыта в разработке больших программных систем, а во-вторых, проблема взаимозависимости и взаимодействия модулей недооценивалась. В подобных монолитных ОС почти все процедуры могли вызывать одна другую. Такое отсутствие структуры было несовместимо с расширением операционных систем. Первая версия ОС OS/360 была создана коллективом из 5000 человек за 5 лет и содержала более 1 млн строк кода. Разработанная несколько позже операционная система Mastics содержала к 1975 году уже 20 млн строк. Стало ясно, что разработка таких систем должна вестись на основе модульного программирования.^[7]

В настоящее время современные операционные системы построены по модульному принципу. Они хорошо масштабируются и расширяются на новые платформы. На протяжении всего времени существования операционных систем человечество не изобрело какую-либо универсальную их архитектуру, однако разработаны унифицированные подходы к структурированию ОС. Главными универсальными подходами в процессе создания архитектуры ОС выступают:

- модульная организация;

- функциональная избыточность;

- функциональная избирательность;

- параметрическая универсальность;

- концепция многоуровневой иерархической вычислительной системы, по которой ОС представляется многослойной структурой;

- разделение модулей на две группы по функциям: ядро – модули, выполняющие основные функции ОС, и модули, выполняющие вспомогательные функции ОС;

- разделение модулей ОС на две группы по размещению в памяти вычислительной системы: резидентные, постоянно находящиеся в оперативной памяти, и транзитные, загружаемые в оперативную память только на время выполнения своих функций;

- реализация двух режимов работы вычислительной системы: привилегированного режима (режима ядра – Kernel mode), или режима супервизора (supervisor mode), и пользовательского режима (user mode), или режима задачи (task mode);

- ограничение функций ядра (а, следовательно, и количества модулей ядра) до минимального количества необходимых самых важных функций.

Первые ОС разрабатывались как монолитные системы без четко выраженной структуры (рис. 3).

Рис. 3. Монолитная архитектура

Для построения монолитной системы необходимо скомпилировать все отдельные процедуры, а затем связать их вместе в единый объектный файл с помощью компоновщика (примерами могут служить ранние версии ядра UNIX или Novell NetWare). Каждая процедура видит любую другую процедуру (в отличие от структуры, содержащей модули, в которой большая часть информации является локальной для модуля, и процедуры модуля можно вызвать только через специально определенные точки входа).^[8]

Однако даже такие монолитные системы могут быть немного структурированными. При обращении к системным вызовам, поддерживаемым ОС, параметры помещаются в строго определенные места, такие как регистры или стек, а затем выполняется специальная команда прерывания, известная как вызов ядра или вызов супервизора. Эта команда переключает машину из режима пользователя в режим ядра, называемый также режимом супервизора, и передает управление ОС. Затем ОС проверяет параметры вызова, для того чтобы определить, какой системный вызов должен быть выполнен. После этого ОС индексирует таблицу, содержащую ссылки на процедуры, и вызывает соответствующую процедуру.

Такая организация ОС предполагает следующую структуру:

- главная программа, которая вызывает требуемые сервисные процедуры;

- набор сервисных процедур, реализующих системные вызовы;

- набор утилит, обслуживающих сервисные процедуры.^[9]

В этой модели для каждого системного вызова имеется одна сервисная процедура. Утилиты выполняют функции, которые нужны нескольким сервисным процедурам. Это деление процедур на три слоя показано на рис. 4.

Рис. 4. Структурированная архитектура

Классической считается архитектура ОС, основанная на концепции иерархической многоуровневой машины, привилегированном ядре и пользовательском режиме работы транзитных модулей. Модули ядра выполняют базовые функции ОС: управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т.п. Ядро составляет сердцевину ОС, без которой она является полностью неработоспособной и не может выполнить ни одну из своих функций. В ядре решаются внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, недоступные для приложения.^[10]

Особый класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами – системными вызовами – для выполнения тех или иных действий, например, открытие и чтение файла, получение системного времени, вывода информации на дисплей и т.д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования – API (Application Programming Interface).

Для обеспечения высокой скорости работы ОС модули ядра (по крайней мере, большая их часть) являются резидентными и работают в привилегированном режиме (Kernel mode). Этот режим, во-первых, должен обезопасить работу самой ОС от вмешательства приложений, и, во-вторых, должен обеспечить возможность работы модулей ядра с полным набором машинных инструкций, позволяющих собственно ядру выполнять управление ресурсами компьютера, в частности, переключение процессора с задачи на задачу, управлением устройствами ввода-вывода, распределением и защитой памяти и др.

Остальные модули ОС выполняют не столь важные функции, как ядро, и являются транзитными. Например, это могут быть программы архивирования данных, дефрагментации диска, сжатия дисков, очистки дисков и т.п.

Вспомогательные модули обычно подразделяются на группы:

- утилиты – программы, выполняющие отдельные задачи управления и сопровождения вычислительной системы;

- системные обрабатывающие программы – текстовые и графические редакторы (Paint, Блокнот, WordPad), компиляторы и др.;

- программы предоставления пользователю дополнительных услуг (специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, игры, средства мультимедиа Windows 2000);

- библиотеки процедур различного назначения, упрощения разработки приложений, например, библиотека функций ввода-вывода, библиотека математических функций и т.п.

Эти модули ОС оформляются как обычные приложения, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов и выполняются в пользовательском режиме (user mode). В этом режиме запрещается выполнение некоторых команд, которые связаны с функциями ядра ОС (управление ресурсами, распределение и защита памяти и т.п.).

В концепции многоуровневой (многослойной) иерархической машины структура ОС также представляется рядом слоев. При такой организации каждый слой обслуживает вышележащий слой, выполняя для него некоторый набор функций, которые образуют межслойный интерфейс. На основе этих функций следующий верхний по иерархии слой строит свои функции – более сложные и более мощные и т.д. Такая организация системы существенно упрощает ее разработку, т.к. позволяет сначала "сверху вниз" определить функции слоев и межслойные интерфейсы, а при детальной реализации, двигаясь «снизу-вверх», – наращивать мощность функции слоев. Кроме того, модули каждого слоя можно изменять без необходимости изменений в других слоях, но не меняя межслойных интерфейсов.^[11]

Многослойная структура ядра ОС может быть представлена, например, вариантом, показанным на рис. 4.

Рис. 4. Многослойная структура ОС

В данной схеме выделены следующие слои.

Средства аппаратной поддержки ОС. Значительная часть функций ОС может выполняться аппаратными средствами. Чисто программные ОС сейчас не существуют. Как правило, в современных системах всегда есть средства аппаратной поддержки ОС, которые прямо участвуют в организации вычислительных процессов. К ним относятся: система прерываний, средства поддержки привилегированного режима, средства поддержки виртуальной памяти, системный таймер, средства переключения контекстов процессов (информация о состоянии процесса в момент его приостановки), средства защиты памяти и др.

Машинно-зависимые модули ОС. Этот слой образует модули, в которых отражается специфика аппаратной платформы компьютера. Назначение этого слоя – «экранирование» вышележащих слоев ОС от особенностей аппаратуры (например, Windows 2000 – это слой HAL (Hardware Abstraction Layer), уровень аппаратных абстракций).^[12]

Базовые механизмы ядра. Этот слой модулей выполняет наиболее примитивные операции ядра: программное переключение контекстов процессов, диспетчерскую прерываний, перемещение страниц между основной памятью и диском и т.п. Модули этого слоя не принимают решений о распределении ресурсов, а только обрабатывают решения, принятые модулями вышележащих уровней. Поэтому их часто называют исполнительными механизмами для модулей верхних слоев ОС.

Менеджеры ресурсов. Модули этого слоя выполняют стратегические задачи по управлению ресурсами вычислительной системы. Это менеджеры (диспетчеры) процессов ввода-вывода, оперативной памяти и файловой системы. Каждый менеджер ведет учет свободных и используемых ресурсов и планирует их распределение в соответствии запросами приложений.

Интерфейс системных вызовов. Это верхний слой ядра ОС, взаимодействующий с приложениями и системными утилитами, он образует прикладной программный интерфейс ОС. Функции API, обслуживающие системные вызовы, предоставляют доступ к ресурсам системы в удобной компактной форме, без указания деталей их физического расположения.^[13]

2. ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

2.1. Функции операционных систем

ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы.

Управление ресурсами предполагает решение ряда задач:

- планирование ресурса (какому процессу, когда и в каком количестве следует выделить конкретный ресурс);

- удовлетворение запросов на выделение ресурсов;

- отслеживание состояния и учёт использования каждого из ресурсов;

- разрешение конфликтов между процессами за обладание ресурсами.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.^[14]

Сложность организации эффективного совместного использования ресурсов несколькими процессами во многом объясняется случайным характером возникновения запросов на потребление этих ресурсов.

Часто группы близких по содержанию функций называют подсистемами (в рамках ОС). Наиболее важными подсистемами управления ресурсами являются:

- подсистема управления процессами. Планирует выполнение процессов (т.е. распределяет процессорное время между несколькими выполняемыми процессами), обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами и организует их взаимодействие (при необходимости);

- подсистема управления памятью. Отслеживает свободные и занятые области памяти, выделяет память процессам, защищает необходимые области памяти;

- подсистема управления файлами и внешними устройствами. Обеспечивает (ещё со времени появления ОС UNIX) поддержку унифицированного интерфейса по доступу к разнородным устройствам ввода-вывода на основе концепции файлового доступа. При этом обмен с любым внешним устройством выглядит как обмен с файлом, имеющим имя, и представляющим собой неструктурированную последовательность байтов;

- подсистема защиты данных и администрирования. Безопасность данных в системе обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, ориентированными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения, а также средствами защиты от несанкционированного доступа. Администрирование задаёт права пользователей при обращении к различным ресурсам системы (файлам, каталогам, принтерам и др.). В состав ОС обычно входят утилиты, позволяющие выполнять регулярно операции резервного копирования для обеспечения быстрого восстановления необходимых данных;

- подсистема пользовательского интерфейса. За терминалом может работать программист, системный администратор или пользователь. Для любой категории работающих с компьютером наиболее удобен ввод команд через Windows-подобный графический интерфейс. Для программистов возможности ОС доступны также в виде набора функций, называемого интерфейсом практического программирования (Application Programming Interface - API). ОС с различной внутренней организацией, но с одинаковым набором функций API, обеспечивают возможность переноса приложений из одной операционной системы в другую. Вызов конкретных функций API из приложений осуществляется аналогично вызову программы.^[15]

В целом, современные ОС должны обладать следующими возможностями:

- поддерживать многооконный графический интерфейс пользователя, позволяющий одновременно отображать на экране состояние нескольких объектов (процессов);

- осуществлять мультипрограммную обработку данных с параллельным выполнением многих процессов;

- работать с виртуальной памятью, обеспечивая доступ практически к любому адресному пространству вне зависимости от физического расположения программ и данных;

- позволять вносить изменения в коды ОС с целью улучшения её функциональных возможностей (характерный пример - ОС UNIX) без нарушения целостности системы. Расширяемость обеспечивается за счёт модульной структуры ОС;

- обладать свойством переносимости на аппаратные платформы различных типов (т.е. на процессоры различных семейств);

- обладать совместимостью с другими популярными ОС, что позволяет выполнять приложения в различных операционных системах;

- характеризоваться высокой надёжностью и отказоустойчивостью. Это обеспечивает защиту как от внутренних, так и внешних ошибок, сбоев и отказов. Эти свойства определяются, в первую очередь, архитектурными решениями ОС и качеством её реализации;

- иметь средства защиты вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа, что особенно важно для сетевых ОС;

- характеризоваться высокой производительностью, проявляющейся в быстродействии системы и малом времени реакции на события в системе;

- иметь средства поддержки служб сети Интернет и др.

2.2. Функции компонентов операционных систем

Современные ОС представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые аппаратные платформы. Обычно в состав ОС входят исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов, библиотеки разных типов, модули исходного текста программ (самой ОС), программные модули специального формата (например, загрузчик ОС, драйверы ввода-вывода), файлы конфигурации, файлы документации, модули справочной системы и др. Единой общепринятой архитектуры ОС не существует, но на практике выработаны универсальные подходы к структурированию ОС. Наиболее общим подходом является разделение всех её модулей на две группы:

- ядро, включающее в себя модули, выполняющие основные функции ОС;

- модули, выполняющие вспомогательные функции. ОС.

Без ядра (при нарушении его работоспособности) ОС не сможет выполнять ни одной из своих функций. Модули ядра управляют процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и др. Они не доступны для пользовательских приложений. Другая часть функций ядра ориентирована на поддержку приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения обращаются к ядру с соответствующими запросами (системными вызовами) для выполнения конкретных действий, например, по открытию и чтению файла, вывода данных на экран и др. Эти функции ядра и образуют интерфейс прикладного программирования API.^[16]

Функции ядра выполняются наиболее часто (поэтому они и собраны в ядре) и скорость их выполнения определяет производительность системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все функции ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.

Остальные модули ОС выполняют полезные, но менее обязательные функцию Их можно подразделить на следующие группы:

- утилиты - программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных и т.п.;

- системные обрабатывающие программы — редакторы, средства настройки оборудования и др.;

- программы предоставления пользователю дополнительных услуг - специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, игры и др.;

- библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например, библиотека математических функций, функции ввода-вывода и др.

Модули ОС, выполняемые в виде утилит и системных обрабатывающих программ, обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, поэтому их называют транзитными. Такой подход позволяет более эффективно использовать оперативную память. Как и обычные приложения, эти модули при выполнении своих функций обращаются к функциям ядра с помощью системных вызовов.^[17]

2.3. Функции сетевых операционных систем

В зависимости от того, какой виртуальный образ создаёт операционная система, отображая реальную аппаратуру сети, различают сетевые ОС и распределённые ОС.

Сетевая ОС предоставляет пользователю виртуальную вычислительную систему, которая не полностью скрывает характер распределения аппаратуры в сети, т.е. она формирует для пользователя виртуальную сеть. При работе пользователь должен знать, где хранятся интересующие его файлы, а при запуске приложения - на каком компьютере оно выполняется. Для запуска приложения на другом компьютере пользователь должен выполнить логическое подключение к нему, либо реализовать процедуру удалённого выполнения с идентификацией этого компьютера. Развитие сетевых ОС предполагает усиление степени прозрачности сетевых ресурсов с целью облегчения доступа к ним.

В широком смысле под сетевой операционной системой понимается вся совокупность программных средств (включая ОС отдельных компьютеров), управляющих процессами в сети и объединенных общей архитектурой, определенными коммуникационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов для обмена сообщениями и совместного использования сетевых ресурсов. В узком смысле сетевая ОС представляет собой операционную систему, установленную на отдельный компьютер и позволяющую ему работать в составе сети.

Различные виды сетевых операционных систем гарантированно обеспечивают выполнение ряда базовых функций (при наличии соответствующих прав доступа):

- копирование файлов между различными компьютерами;

- обработку данных (чтение, редактирование, поиск и т.п.), находящихся на других компьютерах;

- запуск программ, размещенных на различных компьютерах сети;

- использование распределенных по сети внешних устройств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Под операционной системой понимают программу (или набор программ), при помощи которой осуществляется управление основными действиями вычислительной системы, ее дополнительными устройствами, а также обеспечивающая работу прочего программного обеспечения и взаимодействие с пользователем

Из определения операционной системы следует, что она выступает в роли среды для организации работы пользователя, и вместе с этим является средой выполнения и взаимодействия разнообразного программного обеспечения.

В настоящее время современные операционные системы построены по модульному принципу. Они хорошо масштабируются и расширяются на новые платформы. На протяжении всего времени существования операционных систем человечество не изобрело какую-либо универсальную их архитектуру, однако разработаны унифицированные подходы к структурированию ОС.

К основным функциям операционных систем относятся:

- реализация взаимодействия с пользователем;

- осуществление ввода, вывода и управления данными;

- осуществление процессов планирования и организации обработки программного обеспечения;

- реализация функций по распределению ресурсов (потоков процессора, оперативной и прочих видов памяти, и т.д.);

- запуск программного обеспечения;

- реализация дополнительных операций обслуживания;

- организация процессов передачи данных между внутренними устройствами;

- осуществление программной поддержки работы периферийного оборудования;

- создание среды взаимодействия и обмена данными между работающим программным обеспечением.

Иными словами, операционная система является программным продолжением устройства управления персональным компьютером. При помощи операционной системы осуществляется сокрытие сложностей различным коммуникаций между аппаратурой. По сути операционная система является прослойкой между компьютером и пользователем.

В настоящее время существуют различные классификации операционных систем. По числу одновременно выполняемых задач и количества пользователей операционные системы разделяются на:

- однопользовательские однозадачные. Выполняются исключительно на одном компьютере и для одного пользователя. Дают возможность выполнять только одну задачу и по данной причине не используются в наши дни;

- однопользовательские многозадачные или настольные. С их помощью обеспечивается работа одного пользователя с множеством различных задач;

- многопользовательские многозадачные или серверные. Дают возможность одновременно запускать на одном компьютере множество различных задач для различных пользователей. Этот вид операционных систем является самым сложным и ресурсоемким.

На 2020 год самой популярной операционной системой для персональных компьютеров выступает семейство Windows от компании Microsoft. Число официально реализованных копий Windows измеряется несколькими сотнями миллионов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Артамонова, Н.В. Операционные системы для организации производства в промышленности: Учебное пособие / Н.В. Артамонова. - СПб.: ГУАП, 2018. - 224 c.
2. Астахова, И.Ф. Компьютерные науки. Деревья, операционные системы, сети / И.Ф. Астахова, И.К. Астанин и др. - М.: Физматлит, 2016. - 88 c.
3. Батаев, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Батаев, Н.Ю. Налютин, С.В. Синицын и др. - М.: Academia, 2018. - 271 c.
4. Дейтел, Х., М. Операционные системы. Основы и принципы. Т. 1 / Х. М. Дейтел, Д.Р. Чофнес. - М.: Бином, 2016. - 1024 c.
5. Дейтел, Х.М. Операционные системы. Распределенные системы, сети, безопасность / Х.М. Дейтел, П.Д. Дейтел, Д.Р. Чофнес; Пер. с англ. С.М. Молявко.. - М.: БИНОМ, 2015. - 704 c.
6. Дроздов, С.Н. Операционные системы: Учебное пособие / С.Н. Дроздов. - Рн/Д: Феникс, 2018. - 480 c.
7. Иртегов, Д. Введение в операционные системы / Д. Иртегов. - СПб.: BHV, 2016. - 1040 c.
8. Киселев, С.В. Операционные системы: Учебное пособие / С.В. Киселев. - М.: Academia, 2018. - 250 c.
9. Карасева, М.В. Операционные системы. Практикум для бакалавров / М.В. Карасева. - М.: КноРус, 2016. - 376 c.
10. Коньков, К.А. Устройство и функционирование ОС Windows. Практикум к курсу «Операционные системы»: Учебное пособие / К.А. Коньков. - М.: Бином, 2015. - 207 c.
11. Матросов, В.Л. Операционные системы, сети и интернет-технологии: Учебник / В.Л. Матросов. - М.: Academia, 2017. - 1040 c.
12. Назаров, С.В. Современные операционные системы: Учебное пособие / С.В. Назаров, А.И. Широков. - М.: Бином, 2015. - 367 c.
13. Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие / Т.Л. Партыка, И.И. Попов. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 560 c.
14. Синицын, С.В. Операционные системы: Учебник для студентов учреждений высш. проф. образования / С.В. Синицын, А.В. Батаев, Н.Ю. Налютин. - М.: ИЦ Академия, 2017. - 304 c.
15. Спиридонов, Э.С. Операционные системы / Э.С. Спиридонов, М.С. Клыков, М.Д. Рукин. - М.: КД Либроком, 2015. - 350 c.
16. Столлингс, В. Операционные системы / В. Столлингс. - М.: Вильямс, 2014. - 848 c.
17. Таненбаум, Э. Современные операционные системы / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2016. - 1120 c.
18. Что такое операционная система? // URL: http://computermaker.info/Osnovnye_funkcii_operacionnoj_sistemy.html (дата обращения: 20.09.2020).
19. Типы операционных систем // URL: http://juice-health.ru/operating-systems/windows/100-tipy-operatsionnykh-sistem (дата обращения: 20.09.2020).
20. Системное программное обеспечение ПК // URL: https://www.lessons-tva.info/edu/e-inf1/e-inf1-3-3.html (дата обращения: 20.09.2020).

1. Матросов, В.Л. Операционные системы, сети и интернет-технологии: Учебник / В.Л. Матросов. - М.: Academia, 2017. С.22. ↑

2. Системное программное обеспечение ПК // URL: https://www.lessons-tva.info/edu/e-inf1/e-inf1-3-3.html (дата обращения: 20.09.2020). ↑

3. Типы операционных систем // URL: http://juice-health.ru/operating-systems/windows/100-tipy-operatsionnykh-sistem (дата обращения: 20.09.2020). ↑

4. Спиридонов, Э.С. Операционные системы / Э.С. Спиридонов, М.С. Клыков, М.Д. Рукин. - М.: КД Либроком, 2015. С.47. ↑

5. Батаев, А.В. Операционные системы и среды: Учебник / А.В. Батаев, Н.Ю. Налютин, С.В. Синицын и др. - М.: Academia, 2018. С.192. ↑

6. Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки: Учебное пособие / Т.Л. Партыка, И.И. Попов. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2015. С.108. ↑

7. Назаров, С.В. Современные операционные системы: Учебное пособие / С.В. Назаров, А.И. Широков. - М.: Бином, 2015. С. 48. ↑

8. Таненбаум, Э. Современные операционные системы / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2016. С.206. ↑

9. Иртегов, Д. Введение в операционные системы / Д. Иртегов. - СПб.: BHV, 2016. С.80. ↑

10. Синицын, С.В. Операционные системы: Учебник для студентов учреждений высш. проф. образования / С.В. Синицын, А.В. Батаев, Н.Ю. Налютин. - М.: ИЦ Академия, 2017. С.46. ↑

11. Матросов, В.Л. Операционные системы, сети и интернет-технологии: Учебник / В.Л. Матросов. - М.: Academia, 2017. С.128. ↑

12. Дроздов, С.Н. Операционные системы: Учебное пособие / С.Н. Дроздов. - Рн/Д: Феникс, 2018. С.72. ↑

13. Астахова, И.Ф. Компьютерные науки. Деревья, операционные системы, сети / И.Ф. Астахова, И.К. Астанин и др. - М.: Физматлит, 2016. С. 109. ↑

14. Дейтел, Х., М. Операционные системы. Основы и принципы. Т. 1 / Х. М. Дейтел, Д.Р. Чофнес. - М.: Бином, 2016. С. 93. ↑

15. Карасева, М.В. Операционные системы. Практикум для бакалавров / М.В. Карасева. - М.: КноРус, 2016. С.202. ↑

16. Киселев, С.В. Операционные системы: Учебное пособие / С.В. Киселев. - М.: Academia, 2018. С. 226. ↑

17. Дейтел, Х.М. Операционные системы. Распределенные системы, сети, безопасность / Х.М. Дейтел, П.Д. Дейтел, Д.Р. Чофнес; Пер. с англ. С.М. Молявко.. - М.: БИНОМ, 2015. С. 91. ↑