3.2. Операционные системы и их классификация

Операционная система (ОС) – это набор аппаратно-программных средств, обеспечивающий решение всего комплекса следующих задач [34]:

• приведение компьютера и системы целом в рабочее состояние (загрузка);

• управление его внутренними ресурсами;

• организация структуры размещения данных на накопителях и элементах системы;

• обеспечение доступа к данным;

• формирование интерфейса пользователя.

Структура операционной системы

Структура ОС показана на рис. 3.2. Операционная система состоит из нескольких отдельных программных блоков (модулей). Одни из них находятся в ПЗУ на материнской плате, другие размещаются на дисковом накопителе.

Рис 3.2

Основой ОС служит ядро, состоящее из программ, собственно и определяющих в понимания пользователя операционную систему. Эти программы устанавливаются с любого носителя, выстраивая операционную систему на базе BIOS и конкретных устройств аппаратного уровня. После установки программные модули ядра размещаются на винчестере или других накопителях (CD-R или гибкой дискете).

Комплекс резидентных программ, хранящихся в блоке ПЗУ (BIOS), носит универсальный характер и не является частью какой-либо одной операционной системы. (Резидентными называются программы, остающиеся в памяти после того, как управление передается в ОС). Эти программы составляют элемент компьютерной архитектуры (в большинстве случаев архитектуры IBM-совместимых компьютеров). В задачу этих программ входят выполнение функций базового ввода-вывода и инициализация аппаратных элементов, общих для всех компьютеров данного типа. Резидентные программы образуют фундамент, на котором строится любая операционная система.

Для связи резидентных программ с основной частью ОС служит специальная программа, находящаяся в ПЗУ, которая обращается по фиксированному адресу к дисковому накопителю. С этого адреса на накопителе размещается программа, начинающая загрузку операционной системы при включении компьютера.

Таким образом, ОС – это набор программных модулей ядра, сопровождаемых программами – драйверами и утилитами, которые установлены на конкретном компьютерном оборудовании, включая и сетевые элементы.

Проектирование и создание основной части операционной системы, размещаемой на дисковом накопителе, – очень сложное, долгое и трудоемкое дело. Поэтому оно выполняется немногими фирмами, занимающимися разработкой системного программного обеспечения: Microsoft, IBM, Apple и некоторыми другими.

Разработка ОС включает в себя несколько этапов. Вначале создается исходный вариант набора программ, составляющих ОС. Далее начинается долгий этап отладки (выявления и устранения ошибок). Сначала фирма проводит тестирование самостоятельно, затем рабочая версия операционной системы передается для опытной эксплуатации некоторым фирмам и отдельным специалистам-профессионалам. Они проводят экспертизу ОС с целью поиска в проверяемой системе ошибок.

По прошествии некоторого времени информация о найденных ошибках суммируется. В рабочий вариант системы вносятся исправления и улучшения. После этого пользователям может быть предложена первая версия ОС. В ней будут обнаруживаться новые ошибки, выходить устраняющие их новые варианты системы (сервис-паки). Только после нескольких лет широкой эксплуатации может быть получена стабильно работающая операционная система. Выявленные в ней ошибки и недочеты обычно устраняются только при создании уже следующей версии ОС.

Классификация ОС приведена в [7, 30, 34, 40]. В основе классификации лежат следующие основные признаки.

По количеству пользователей различают однопользовательские (Windows 95, 98, ME) и многопользовательские (Windows NT, 2000, XP) ОС.

По количеству одновременно решаемых задач ОС бывают однозадачные (MS DOS) и многозадачные (Windows).

По организации работы компьютерной сети выделяют клиентские (Windows 95, 98, ME, NT, 2000, XP) и сетевые (Windows NT Server, Windows 2000 Server, Netware, Unix, OS и др.) ОС.

По системе файловой разметки ОС выполняются как FAT16, FAT32, NTFS, WinFS.