Операционни системи

Операционната система е основна част от компютърния системен софтуер, която управлява и координира ресурсите на хардуера и софтуера и обслужва изпълняваните компютърни програми. Приложният софтуер обикновено има нужда от ОС, за да работи.

При входно-изходните операции и динамично разпределение на паметта ОС действа като посредник между приложния софтуер и хардуера, макар че приложните команди обикновено се изпълняват директно, чрез системни повиквания към функции на ОС. ОС се среща на повечето устройства с компютри – от мобилни телефони през игрални конзоли до уеб сървъри и суперкомпютри.

Видове операционни системи

Исторически необходимостта от оптимално използване на скъпите изчислителни ресурси води до появата на концепцията „пакетен режим“ на изпълнение на програмите, който предполага наличието на определен ред, при което ОС може да зарежда програмата в оперативната памет от външни носители на данни, без да изчаква завършването на изпълнението на предходната програма и така се избягва излишен престой на процесора. В развития вариант на пакетния режим времето на процесора се разпределя между изпълнението на няколко програми (понятието за „многозадачност“ или „мултипрограмиране“). Исторически понятието многозадачност възниква през 60-те години, когато входно-изходните устройства са отначало телетипи, а по-късно терминали.

Тъй като скоростта на въвеждането на данни от оператор е много по-ниска от скоростта на обработка на същите данни от процесора, използването на компютъра от само един оператор води до прахосване на скъпи изчислителни ресурси. „Разделението по време“ (time sharing) позволява създаването на многопотребителски системи, в които централният процесор и блокът на оперативната памет обслужват много потребители. При това част от задачите (като въвеждане или редактиране на данни) могат да се изпълняват в диалогов режим чрез терминали, а други (като обемните изчисления) – в пакетен режим.

След появата на персоналните компютри и работните станции разделението по време на практика е заменено с многозадачност.

Едно- и многозадачни

Еднозадачната ОС изпълнява само една задача в даден момент, докато многозадачната изпълнява няколко задачи едновременно. Това се постига чрез разделение на времето на работа на процесора според инструкциите на специална подсистема (task scheduling subsystem). Тук отново има варианти:

а) при разпределена многозадачност (pre-emptive multitasking) ОС отпуска на задачата определено време да ползва процесора. Ако тя не успее да приключи за това време, ОС я форсира да отстъпи процесора на следващата задача, която се нуждае от него. Такива ОС са Unix-базираните като Solaris, Linux, 32-битовите версии на Windows NT и Win9x, както и AmigaOS.

б) При кооперативната многозадачност приложението, стартирано от ОС, използва 100% от процесора. В този случай, ако друга програма изиска процесорно време, то или няма да ѝ бъде предоставено, което ще доведе до нарушаване на функциите на това приложение и/или до терминирането му, или ще бъде предоставено след приключване на първото – такива са 16-битовите версии на Microsoft Windows.

Първата ОС с реализирана многозадачност е UNIX. Други такива ОС са GNU/LINUX, Windows NT и по-късно Mac OS, OS/2. Това са и реално първите 32-битови ОС. Разпределената многозадачност е най-използваният тип в практиката. Всички съвременни ОС я поддържат, като спазват приоритети при използването на системните ресурси. По този начин програми с по-висок приоритет могат по-често да използват процесорно време от програми с по-нисък такъв.

Едно- и многопотребителски

Еднопотребителските ОС не различават потребителите, но не са непременно еднозадачни, тъй като няколко програми могат да се изпълняват в съчетание. Например MS DOS е еднопотребителска еднозадачна ОС.

Многопотребителските ОС разширяват концепцията за многозадачност, като различават потребителите по отношение ползването на процеси и ресурси, като например дисково пространство. Те планират ефикасното използване на ресурсите на системата и могат да съдържат специализиран софтуер за изчисление на процесорното време от много потребители, както и да отчитат използваната памет, ползване на принтер и други използвани ресурси.

ТОВА Е 😜