1.2Назначение и функции системных программ

Основные функции системных программ можно классифицировать по двум основным признакам.

1. Функции, реализуемые виртуальными машинами:

   • управление информацией (определение структуры, обеспечение сохранности, использование имен, передача),

   • выполнение (компоновка программ, последовательное или параллельное выполнение и т.п.),

   • дополнительные услуги (помощь при отладке, обработка аварийных ситуаций, учет времени выполнения и т.п.).

2. Функции контроля и распределения ресурсов:

   • управление физическими ресурсами (выделение оперативной и внешней памяти, устройств ввода-вывода),

   • управление информационными ресурсами (например, файлами),

   • защита от несанкционированного доступа,

   • дополнительные услуги (сбор статистической информации, измерение производительности и т.п.)

В соответствии с перечисленными функциями, в совокупности системных программ, как правило, выделяется два уровня (рис. 2.).

Средства и услуги (редакторы, компиляторы, служебные утилиты)

Программы управления

Рис.2. Компоненты системного программного обеспечения

Заметим, что и здесь граница между уровнями строго не определена.

Таким образом, в связи с перечисленными функциями можно выделить следующие задачи, решаемые на системном уровне:

1. определение виртуальной машины для каждого пользователя,

2. оптимальное распределение ресурсов общего назначения (центрального процессора, памяти, периферийных устройств),

3. управление разделяемой информацией (файлами) и связью.

В зависимости от целей рассмотрения под термином операционная система (ОС) можно понимать:

1. весь комплекс программ системного уровня СОИ,

2. только совокупность программ управления.

В дальнейшем данный термин условимся трактовать в первом смысле.

1.3Задачи, решаемые операционной системой

Таким образом, операционная система компьютера представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, который действует как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны. В соответствии с этим определением ОС выполняет две группы функций (две главные задачи):

• повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторым критерием, поддержка работы всех программ, обеспечение их взаимодействия с аппаратурой;

• предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобнее работать и которую легче программировать, тем самым предоставление пользователям возможностей общего управления машиной.

В рамках первой задачи ОС обеспечивает:

• взаимодействие программ с внешними устройствами и друг с другом,

• распределение оперативной памяти,

• регистрацию наступления различных событий, возникающих в процессе выполнения программ и соответствующую реакцию на них

• и т.п.

В результате сказанного, можно сформулировать ряд следующих определений, каждое из которых отражает некоторый аспект (взгляд) на выполняемые ОС функции. Итак, ОС это:

Определение 1. Совокупность процедур, вызываемых автоматически или по желанию пользователей и позволяющих группе пользователей совместно эффективно использовать машинное время.

Определение 2. Набор системных программ, позволяющих пользователю взаимодействовать с аппаратным обеспечением машины, а так же с другими задачами наиболее непосредственным, эффективным и надежным способом.

Определение 3. Программное средство, расширяющее функциональные возможности, заложенные в аппаратном обеспечении, и тем самым определяющее создание новой виртуальной машины.

Определение 4. Первый уровень программного обеспечения, расположенный непосредственно над аппаратурой и обеспечивающий реализацию дополнительных возможностей по формированию конфигурации системы.

Определение 5. Комплект программных изделий, которые совместно управляют ресурсами системы и процессами, использующими эти ресурсы при вычислениях.

Определение 6. Организованный набор программ и данных, разработанный специально для управления ресурсами СОИ, для облегчения создания программ и для управления процессом их выполнения.

Таким образом, эффективность ОС основана на том, в какой степени она способствует работе по созданию программ, и на том, насколько эффективно с ее помощью выполняется распределение системных ресурсов.