İşletim sistemi. Sistem tarafından gerçekleştirilen işlevler. Windows işletim sistemi. İşletim sistemlerinin amacı ve temel işlevleri. İşletim sisteminin bileşimi

İşletim sistemi (OS) bir bilgisayarla kullanıcı etkileşimini düzenlemek ve diğer tüm programları yürütmek için birbiriyle ilişkili sistem programları kompleksidir. OS, sistem yazılımının bileşimini ifade eder ve ana parçasıdır. İşletim sistemleri: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS/2, UNIX, Linux.

İşletim sisteminin ana işlevleri:

bilgisayar cihazlarını (kaynaklarını) yönetmek, yani tüm PC donanımının koordineli çalışması: çevresel cihazlara standartlaştırılmış erişim, RAM yönetimi vb.

süreç yönetimi, yani programların yürütülmesi ve bunların bilgisayar cihazlarıyla etkileşimi.

genellikle bir dosya sistemi kullanarak, kalıcı ortamdaki (sabit sürücü, CD vb.) verilere erişimi kontrol eder.

dosya yapısını korumak.

kullanıcı arabirimi, yani kullanıcı ile diyalog.

Ek fonksyonlar:

görevlerin paralel veya sözde paralel yürütülmesi (çoklu görev).

süreçler arasındaki etkileşim: veri alışverişi, karşılıklı senkronizasyon.

sistemin kendisinin yanı sıra kullanıcı verilerinin ve programların, kullanıcıların veya uygulamaların kötü niyetli eylemlerinden korunması.

erişim haklarının farklılaşması ve çok kullanıcılı çalışma modu (kimlik doğrulama, yetkilendirme).

Windows İşletim Ortamı IBM uyumlu bilgisayarlar için Microsoft tarafından geliştirilmiştir.

pencereler aşağıdaki ana işlevleri yerine getirir:

• Kullanışlı, sezgisel grafik kullanıcı arabirimi.
• Çoklu görev, yani aynı anda birden fazla program çalıştırmak.
• Bilgisayar donanım kaynaklarının kullanımının birleştirilmesi.

Pencere özellikleri:

• Program yazmak için kurallar. Windows ortamında çalışmak için, programın MS-DOS'ta kabul edilenlerden önemli ölçüde farklı olan belirli kurallara göre yazılması gerekir.

Windows ayrıca MS DOS için yazılmış programların çalışmasına izin verir, ancak programlar Windows'tan yararlanamaz.

• GUI Windows'taki kullanıcı arabirimi, bir dizi başka modern işletim sisteminde de (örneğin, UNIX) benimsenen bir pencere arabirimi fikrine dayanmaktadır. Her programın, kullanıcı ile mesaj alışverişinin yapıldığı kendi penceresi vardır. Anlaşılır olması için Windows, tek tek programları gösteren simgeler (piktogramlar) yaygın olarak kullanır.

Ek olarak, Windows arayüzü büyük ölçüde standartlaştırılmıştır ve bu da kullanıcıların yeni yazılımları öğrenmesini kolaylaştırır.

• çoklu görev. Çoklu görev modu, aynı anda birkaç uygulamayı, örneğin bir kelime işlemciyi, bir veritabanını, bir oyunu çalıştırmanıza ve bunlar arasında geçiş yapmanıza olanak tanır.
• Uygulamalar arası iletişim. Ek olarak, örneğin bir hesap tablosunda oluşturulan bilgilerin pano aracılığıyla bir metin belgesine aktarılmasına izin veren uygulamalar arasında veri alışverişi mümkündür.

Bilgisayarı oluşturan parçalara denir modüller. Tüm modüller arasında, bilgisayarın çalışmasının imkansız olduğu ana modüller ve çeşitli sorunları çözmek için kullanılan geri kalan modüller vardır: grafik bilgilerinin girişi ve çıkışı, bir bilgisayar ağına bağlantı vb.

Kişisel bilgisayarlar genellikle aşağıdaki ana modüllerden oluşur:

Sistem birimi.

Sistem birimi, bilgisayarın tüm ana bileşenlerini içerir:

Anakart;

Elektronik devreler (işlemci, cihaz denetleyicileri vb.);

Güç ünitesi;

Sürücüler (sürücüler).

Ana PC modüllerinin özellikleri

Anakart

Anakart (sistem, ana) kartı herhangi bir bilgisayarın merkezi parçasıdır. Anakart genel olarak merkezi işlemciyi, yardımcı işlemciyi, merkezi işlemci ile çevresel aygıtlar arasındaki iletişimi sağlayan denetleyicileri, RAM'i, önbelleği, ROM-BIOS öğesini, pili, kristal saat üretecini ve yuvalar diğer cihazları bağlamak için.

Bir anakartın genel performansı yalnızca şunlar tarafından belirlenmez: saat frekansı, aynı zamanda miktar veri merkezi işlemci tarafından birim zaman başına işlenir ve ayrıca otobüs genişliği Anakart üzerindeki farklı cihazlar arasında veri alışverişi.

Liman– cihazda çok bitli giriş veya çıkış.

İşlemci

Genel olarak bir işlemci, dijital biçimde sunulan veriler üzerinde bir dizi işlem gerçekleştiren bir cihaz olarak anlaşılır. Hesaplama bağlamında, bir işlemci Merkezi işlem birimi, komutları seçme, çözme ve yürütme, ayrıca diğer cihazlardan bilgi iletme ve alma yeteneğine sahiptir.

Modern kişisel bilgisayarların üretimi, işlemci ayrı bir mikro devre şeklinde yapıldığında başladı.

İşlemci Özellikleri:

1. belirli bir programa göre veri işleme - ALU işlevi;

2. bilgisayar cihazlarının çalışmasının yazılım kontrolü - kontrol ünitesinin (kontrol cihazı) bir işlevi.

İşlemci ayrıca kayıtlar içerir - bir dizi özel bellek hücresi.

Kayıtlar iki işlevi yerine getirir:

Bir sayının veya komutun kısa süreli saklanması;

Üzerlerinde bazı işlemler yapmak.

CPU performansı aşağıdaki ana parametrelerle karakterize edilir:

1. Saat frekansı;

2. entegrasyon derecesi;

3. işlenen verinin dahili ve harici bit derinliği;

4. CPU tarafından adreslenebilen bellek.

Hafıza

CPU'nun RAM'deki verilere erişimi vardır. Bilgisayarın kullanıcı programlarıyla çalışması, verilerin harici bellekten RAM'e okunmasından sonra başlar.

RAM, CPU ile senkronize çalışır ve hızlı erişim süresine sahiptir. RAM, verileri yalnızca güç açıkken depolar. Elektrik kesintisi geri dönüşü olmayan veri kaybına neden olur, bu nedenle uzun süre büyük miktarda veriyle çalışan bir kullanıcının ara sonuçları periyodik olarak harici ortama kaydetmesi önerilir.

Çevre birimleri, işlevsel amaçlarına göre birkaç gruba ayrılabilir:

1. G/Ç cihazları- bir PC'ye bilgi girmek, operatör için gerekli formatta çıktı almak veya diğer PC'lerle bilgi alışverişi yapmak için tasarlanmıştır. Harici sürücüler, modemler bu tür PU'lara bağlanabilir.

2. Çıktı cihazları– bilgileri operatörün gerektirdiği formatta görüntülemek için tasarlanmıştır. Bu tür çevre birimleri şunları içerir: yazıcı, monitör, ses sistemi.

3. Giriş cihazları– Girdi aygıtları, bilgilerin bir bilgisayara girilebildiği aygıtlardır. Ana amaçları, makine üzerindeki etkiyi uygulamaktır. Bu tür çevre birimleri şunları içerir: klavye, tarayıcı, grafik tablet vb.

4. Ek rampalar- yalnızca PC işletim sistemlerinin grafik arayüzünün rahat kontrolünü sağlayan ve belirgin bilgi giriş veya çıkış işlevlerini taşımayan "fare" manipülatörü gibi; İnternette veya diğer bilgisayarlar arasında video ve ses bilgilerinin aktarımını kolaylaştıran WEB kameraları. Bununla birlikte, ikincisi, fotoğraf, video ve ses bilgilerini manyetik veya manyeto-optik ortama kaydetme yeteneği sayesinde giriş cihazlarına da atfedilebilir.

Grafik düzenleyici

Vektör grafikleri oluşturmaya ve işlemeye yönelik yazılım araçları arasında grafik düzenleyiciler (örneğin, Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw) ve vektörleştiriciler (izleyiciler) - raster görüntüleri vektör olanlara dönüştürmek için özel paketler (örneğin, Adobe StreamLine, CorelTrace) bulunur. Vektör editörü Adobe Illustrator, bu sınıftaki programlar arasında genel kabul gören liderlerden biridir. Özel avantajı, başta Photoshop ve PageMaker paketleri olmak üzere diğer Adobe ürünleriyle köklü etkileşiminde yatmaktadır. Bu uygulamalar aynı tarzda yapılır ve eksiksiz bir paket oluşturur. Basit ve kullanıcı dostu bir arayüze sahip Macromedia Freehand vektör düzenleyici, yeni başlayanlar için uygun bir araçtır. Program küçük ve hızlıdır. Donanım kaynaklarına iddiasız olmak, orta sınıf bilgisayarlarda çalışmanıza olanak tanır. Programın araçları, karmaşık belgelerin geliştirilmesi için yeterlidir ve yalnızca bazı öğelerde, Adobe Illustrator ve CorelDraw'ın daha güçlü araçlarından daha düşüktür. Paket, QuarkXPress bilgisayar yerleşim programı ile işbirliği için özel olarak uyarlanmıştır. CorelDraw vektör düzenleyici, tarihsel olarak, özellikle Rusya'da, Windows platformunda vektör grafikleri oluşturmak ve işlemek için ana paket olarak kabul edilir. Avantajları, gelişmiş bir kontrol sistemi ve takım parametrelerini ayarlamak için kapsamlı araçları içerir. En karmaşık sanatsal kompozisyonları yaratma yeteneği açısından CorelDraw, rakiplerinden belirgin şekilde üstündür. Ancak, programın arayüzüne hakim olmak zordur. Adobe StreamLine izleyici, kendi program sınıfında haklı olarak lider bir konuma sahiptir. Çizime yönelik daha güçlü paketler mevcut olsa da, bunlar donanım kaynakları açısından oldukça talepkardır ve çok daha pahalıdır. StreamLine, doğruluğunu artıran vektörleştirme parametrelerinde ince ayar yapmanızı sağlar. Hepsinden önemlisi, vektörleştirme, çizimleri, siyah beyaz çizimleri ve diğer basit grafikleri yarı tonlar olmadan dönüştürmek için kullanışlıdır. Gri tonlamalı ve renkli görüntüler daha kötü işlenir ve sonuç, orijinaline yaklaşmak için önemli ölçüde iyileştirme gerektirir. Macintosh platformunda görüntü oluşturma programları arasında, Pixel Resources'tan PixelPaint Pro bitmap boyama ve görüntü düzenleme paketini belirtmekte fayda var. Silicon Graphics (SGI) grafik istasyonları için bilgisayar boyama programları arasında, Alias ​​\u200b\u200bWavefront'un çeşitli araçlarla ("fırçalar") doğrudan üç boyutlu modeller üzerinde gerçek zamanlı olarak boyamanıza olanak tanıyan StudioPaint 3D paketi özel bir yere sahiptir. Paket, sınırsız sayıda görüntü katmanıyla çalışır ve önceki eylemi geri alma (geri alma) için 30 seviye sağlar, renk düzeltme işlemlerini ve "konturu" bir spline eğrisi gibi nokta nokta düzenlenebilen "spline fırçaları" içerir. StudioPaint 3D, hassas kalemli bir tableti destekler; bu, sanatçının geleneksel bir serbest el taslağı çizmesine ve ardından çizimi 3B modelleme veya animasyon paketlerine aktarmasına ve eskizden bir 3B model oluşturmasına olanak tanır. Üç boyutlu grafikler oluşturma ve işleme programı 3D Studio Max by Kinetix, orijinal olarak Windows platformu için oluşturulmuştur. Bu paket "yarı profesyonel" olarak kabul edilir. Bununla birlikte, cansız nesnelerin yüksek kaliteli üç boyutlu görüntülerinin geliştirilmesi için kaynakları oldukça yeterlidir. Paketin ayırt edici özellikleri, çok sayıda 3B grafik donanım hızlandırıcısı, güçlü aydınlatma efektleri ve üçüncü taraf şirketler tarafından oluşturulan çok sayıda eklenti desteğidir. Donanım kaynaklarına kıyasla iddiasız olması, orta sınıf bilgisayarlarda bile çalışmanıza olanak tanır. Bununla birlikte, modelleme ve animasyon açısından, 3D Studio Max paketi, daha gelişmiş yazılım araçlarından daha düşüktür.

İşletim sistemi, bir bilgi işlem sisteminin kaynaklarını yöneten ve bir kullanıcı arabirimi, yazılım-donanım ve yazılım arabirimi sağlayan bir dizi sistem ve yardımcı programdır.

Altta yatan yazılıma, BIOS'a (Temel Giriş-Çıkış Sistemi) dayanır. İşletim sistemi altında çalışan programlara uygulama denir. Bilgi işlem sistemi kaynakları, RAM miktarı, işlemci süresi, harici bellek, harici cihazlar olarak anlaşılır.

İşletim sistemi aşağıdaki arabirim türlerini sağlar:

1. kullanıcı ile bilgisayarın yazılım ve donanımı arasındaki arayüz (kullanıcı arayüzü);

2. yazılım ve donanım arasındaki arayüz (yazılım-donanım arayüzü);

3. Farklı yazılım türleri arasındaki arayüz (yazılım arayüzü).

Tüm işletim sistemleri, toplu ve etkileşimli çalışma modu sağlar.

Toplu modda, işletim sistemi otomatik olarak belirli bir komut dizisini yürütür.

diyalog modunda< операционная система находится в ожидании команды пользователя, получив её, приступает к исполнению, а после завершения возвращает отклик и ждёт очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний. Прерыванием называется способность операционной системы прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств.

Kullanıcı arayüzünün uygulanma şekline göre, grafiksel olmayan ve grafiksel işletim sistemleri ayırt edilir.

Grafik olmayan işletim sistemleri bir komut satırı arabirimi kullanır. Bu durumda ana kontrol cihazı klavyedir. Kontrol komutları, düzenlenebilecekleri komut satırı alanına bazı kelimeler olarak girilir. Komut yürütme, çoğunlukla belirli bir tuşa bastıktan sonra başlar.

Grafik işletim sistemleri, klavyeye ek olarak fareyi bir kontrol aygıtı olarak kullanan daha gelişmiş bir arabirim sağlar. Grafik işletim sisteminin çalışması, aktif ve pasif ekran kontrollerinin etkileşimine dayanır. Aktif kontrol, ekrandaki hareketi farenin hareketiyle senkronize olan fare işaretçisidir. Pasif kontroller, grafiksel uygulama kontrolleridir: ekran düğmeleri, simgeler, anahtarlar, açılır listeler, menüler vb.

Çoğu modern grafik işletim sistemi çoklu görevdir. Bilgi işlem sistemi kaynaklarının uygulamalar arasında dağıtımını yönetirler ve şunları sağlarlar:

1. birden fazla uygulamayı aynı anda çalıştırma yeteneği;

2. uygulamalar arasında veri alışverişi yapabilme;

3. Bilgi işlem sisteminin yazılım, donanım ve ağ kaynaklarının çeşitli uygulamalar tarafından paylaşılması olasılığı.

Benzer bilgiler.

İşletim sistemi, bilgisayar ile kullanıcı arasında, etkileşimlerini sağlayan ve programların yürütülmesinden sorumlu olan bir aracıdır. En ünlü temsilciler: Linux, Microsoft, Mac OS vb. Bu yazıda kompozisyonu ve işlevleri ele alacağız, belirli bir işletim sistemine atıfta bulunmadan genel parametreler hakkında konuşacağız.

Bir işletim sistemi neyden yapılmıştır?

İşletim sistemlerinin işlevlerinin neler olduğundan bahsetmeden önce, nelerden oluştuğunu ele alacağız.

1. Bir dosya sistemini yöneten bir yazılım modülü.
2. Aygıt sürücüleri. Bilgisayarın her bir donanım öğesinin doğru çalışmasını ve diğer cihazlarla bilgi alışverişini sağlarlar.
3. Kullanıcı komutlarına yanıt veren bir işlemci.
4. Servis programları. Onların yardımıyla bilgisayar ağlarında diskler ve dosyalar ile çalışmak mümkündür.
5. Kullanıcı için grafiksel bir kabuk sağlayan modüller.
6. İşletim sistemi ve onunla çalışma ile ilgili her türlü sorunun yanıtını bulmanıza yardımcı olan yardım sistemi.

İşletim sistemlerinin işlevleri, ikincisinin türüne bağlı olarak değişebilir. Oldukça fazla sınıflandırma var. Ana olanlara bir göz atalım.

1. Aynı anda çalışan işletim sistemi kullanıcılarının sayısına göre, tek kullanıcılı (eski sürümler, örneğin MS-DOS, Windows 3.x, OS / 2'nin erken sürümleri) ve çok kullanıcılı (örneğin, UNIX) vardır. , Windows NT).

2. Aynı anda yürütülen görevlerin sayısına göre: tek görev (örneğin, MSX, MS-DOS) ve çoklu görev Windows 95, UNIX).

İşletim sistemi ne yapar?

Şimdi işletim sisteminin ana işlevlerini düşünün:

• istek üzerine kullanıcı komutlarının yürütülmesi (programların başlatılması ve kapatılması, bilgi girişi ve çıkışı, ek belleğin boşaltılması vb.);
• erişim (yazıcı, fare, klavye vb.);
• yazılımın RAM'e yüklenmesi ve çalıştırılması;
• hafıza ile egzersiz;
• sistemdeki hatalar ve arızalar hakkında veri kaydetme;
• kullanıcıya bir arayüz sağlanması;
• diğer depolama ortamlarına erişme ve bunları yönetme.

Yani, bir kişi tarafından giriş araçları aracılığıyla gerçekleştirilen tüm eylemler, işletim sistemini kullanan bir bilgisayar tarafından gerçekleştirilir. Rahatlık sağlamanıza olanak tanır.İşletim sistemlerinin ek işlevleri de vardır:

• çoklu görev;
• erişim haklarının farklılaştırılması;
• kaynakların süreçler arasında verimli bir şekilde tahsis edilmesi;
• sistem ve kullanıcı verilerinin korunması;
• işlemciler arasındaki etkileşim ve senkronizasyon.

Çok alışık olduğumuz sistem kabuğu bize bilgisayar kaynaklarını rahatça kullanma imkanı sağlıyor. İşletim sistemlerinin amaç ve işlevleri, makine ile iletişim kolaylığı, süreçlerin yapılandırılması ve otomasyonudur. Yıllar geçtikçe, kişisel bilgisayarlar için kabuk geliştiricileri ve yaratıcıları, yeni özellikler sunarak ve manuel çalışmayı azaltarak biz sıradan kullanıcılar, programcılar için hayatı kolaylaştırdı. Yakın gelecekte makinelerin büyük ölçüde insanların yerini alacağına dair bir görüş bile var.

Her tür yazılım aracı arasında özel bir yer, yazılımın çekirdeği olan işletim sistemleri tarafından işgal edilir.

Bir işletim sistemi, aşağıdakileri sağlayan bir dizi programdır:

• * kaynak yönetimi, yani. tüm bilgisayar donanımının koordineli çalışması;
• * süreç yönetimi, yani. programların yürütülmesi, bilgisayar cihazlarıyla, verilerle etkileşimleri;
• * kullanıcı arabirimi, yani. kullanıcı ve bilgisayar arasındaki diyalog, belirli basit komutların yürütülmesi - bilgi işleme işlemleri.

İşletim sisteminin bu tanımı zaten işlevlerine atıfta bulunuyor, bu nedenle bu işlevleri daha ayrıntılı olarak ele alalım.

İşletim sistemleri, cihazlarını doğrudan kontrol ettikleri veya dedikleri gibi kullanıcı ile bilgisayar donanımı arasında bir arayüz sağladıkları için belirli bilgisayar modellerini hedefleyen, makineye en bağımlı yazılım türüdür.

İşletim sistemlerinin işlevlerini anlamak için gerekli olduğu ölçüde, bir bilgisayarın donanımının aşağıdaki unsurlardan oluştuğu düşünülebilir:

• * belirli bir mimariye (kayıt yapısı, talimat seti ve biçimi, işlenen veri formatı, vb.) sahip ve performansla karakterize edilen merkezi bir işlemci, örn. birim zamanda gerçekleştirilen basit işlemlerin sayısı ve diğer nitelikler;
• * kapasite (hacim) ve veri alışverişi hızı (öncelikle merkezi işlemci ile) ile karakterize edilen rastgele erişim belleği;
• * aralarında bulunan çevre birimleri;
• * giriş aygıtları (klavye, fare, tarayıcı vb.);
• * çıktı aygıtları (ekran, yazıcı, çizici vb.);
• * harici depolama cihazları (manyetik ve optik diskler için sürücüler, teyplerle çalışmak için cihazlar, vb.);
• * multimedya cihazları.

Bu donanım aygıtlarının tümü toplu olarak bilgisayar kaynakları olarak adlandırılır.

RAM ile karşılaştırıldığında, harici depolama cihazları neredeyse sınırsız kapasiteye sahiptir. Bu nedenle, kişisel bilgisayarların yerleşik depolama kapasitesi - sabit sürücü - genellikle RAM miktarından 50-100 kat daha fazladır. Diğer aygıtlar için - disket sürücüleri ve optik diskler - çıkarılabilir medya kullanılır, ancak harici depolama aygıtlarındaki bilgilere erişim süresi, RAM'deki bilgilere göre (binlerce kez) çok daha uzundur. Merkezi işlemciden daha yavaş olan giriş-çıkış aygıtları da çalışır.

Bilgisayarların varlığı sırasında, işletim sistemleri önemli bir evrim geçirdi. Böylece, ilk işletim sistemleri tek kullanıcılı ve tek görevliydi. Bu durumda bilgisayar kaynaklarını kullanmanın verimliliği, bilgisayarın çalışan çevresel aygıtlarından biri hariç tümünün çalışmama süresi nedeniyle düşük çıktı. Örneğin, veri girildiğinde, merkezi işlem birimi, çıkış cihazları ve harici depolama cihazları boştaydı.

Bilgisayar cihazlarının yetenekleri, performansları ve maliyet oranları büyüdükçe, durum dayanılmaz hale geldi ve ortaya çıkmasına neden oldu. çoklu görev tek kullanıcılı kalan işletim sistemleri.

Bu tür işletim sistemleri, işlerin yürütülmesi için kuyruğa alınmasını, işlerin paralel yürütülmesini, çalışan işler arasında bilgisayar kaynaklarının paylaşılmasını sağlar. Örneğin, bir iş veri girişini gerçekleştirebilir, bir diğeri merkezi işlemci tarafından yürütülebilir, üçüncüsü veri çıkışı yapabilir ve dördüncüsü kuyruğa girebilir. Bu tür fırsatları sağlayan en önemli teknik çözüm, kendi işlemcilerinin (kontrolörlerinin) harici cihazlarda görünmesidir.

Çoklu görev yaparken:

• * RAM'de birkaç kullanıcı görevi vardır;
• * işlemcinin çalışma süresi, RAM'de bulunan ve işlemci tarafından işlenmeye hazır olan programlar arasında bölünür;
• * İşlemcinin çalışmasına paralel olarak çeşitli harici cihazlarla bilgi alışverişi olur.

En mükemmel ve karmaşık çok kullanıcılı çoklu görev birçok görevin birçok kullanıcı tarafından aynı anda yürütülmesini sağlayan işletim sistemleri kaynak Paylaşımı kullanıcı önceliklerine göre bilgisayar ve veri koruması yetkisiz erişimden her kullanıcı. Bu durumda, işletim sistemi çalışıyor zaman paylaşımı, onlar. her biri kendi terminalinden çalışan birçok kullanıcıya hizmet vermektedir.

Zaman paylaşım modunun özü aşağıdaki gibidir. RAM'de bulunan ve yürütülmeye hazır olan her programa, kullanıcının önceliğine (çoklama aralığı) göre belirlenen sabit bir zaman aralığı yürütme için tahsis edilir. Eğer program bu aralıkta sonuna kadar çalıştırılmazsa çalışması zorla durdurulur ve program kuyruğun sonuna aktarılır. Bir sonraki program, karşılık gelen çoğullama aralığında yürütülen kuyruğun başından alınır, ardından kuyruğun sonuna gider ve bu böyle devam eder. döngüsel algoritmaya göre. Çoğullama aralığı yeterince küçükse (~200 ms) ve çalıştırılmaya hazır programların kuyruğunun ortalama uzunluğu küçükse (~10), bu durumda programa her 2 s'de bir sonraki zaman dilimi tahsis edilir. Bu koşullar altında, bir kişinin tepki süresiyle karşılaştırılabilir olduklarından, kullanıcıların hiçbiri pratikte gecikme hissetmez.

Zaman paylaşım modunun bir çeşidi, arka plan modudur; öncelik daha yüksek önceliğe sahip bir programın arka planında çalışır. Arka planda gerçek zamanlı olarak çalışmak, baş sekreterin çalışmasına benzer. Patron acil bir emir verene kadar sekreter güncel olaylarla ilgilenir. çalışan bilgisayar işlemci dosyası

Hesaplama sürecinin dikkate alınan organizasyon modlarına ek olarak, bir bilgisayarın bazı harici süreçleri kontrol ettiği, verileri ve doğrudan kontrol nesnesinden gelen bilgileri işleyen bir şema daha yaygın hale geliyor. Belirleyici faktör, kontrol nesnesinden fiilen gelen veriler olduğundan, bu mod denir. gerçek zamanlı mod, ve organizasyonu özel bir işletim sistemine atanmıştır.

Tüm işletim sistemlerinin (OS) çalışma ilkelerini anlamak için önemli olan bazı kavramlar üzerinde duralım.

kavram işlem kilit bir rol oynar ve bireysel bir kullanıcının her programıyla ilişkili olarak tanıtılır. Süreç yönetimi (bir bütün olarak ve her biri ayrı ayrı), işletim sisteminin en önemli işlevidir. Merkezi işlemcide programlar yürütülürken, aşağıdaki karakteristik durumlar ayırt edilmelidir (Şekil 1):

• * yavru - işlemci tarafından yürütme koşullarının hazırlanması;
• * aktif durum (veya "Hesap") - işlemci tarafından doğrudan yürütme;
• * beklenti - gerekli herhangi bir kaynağın kullanılması nedeniyle;
• * hazırlık - program yürütülmez, ancak merkezi işlemci dışında programın yürütülmesi için gerekli tüm kaynaklar sağlanır;
• * bitirme - programın yürütülmesinin normal veya anormal bir şekilde sona erdirilmesi, bundan sonra işlemci ve diğer kaynaklar ona sağlanmaz.

Pirinç. 1.

Bilgisayar teknolojisi ile ilgili olarak "kaynak" kavramı, belirli bir süre için bir işleme tahsis edilebilen bir bilgi işlem sisteminin işlevsel bir öğesi olarak anlaşılmalıdır. Fiziksel kaynakların yanı sıra - gerçek bilgisayar cihazları - modern işletim sistemleri aracılığıyla, fiziksel kaynakların modelleri olan sanal (hayali) kaynaklar oluşturulabilir ve kullanılabilir. Önem açısından sanal kaynaklar, modern işletim sistemleri oluşturmak için en önemli kavramlardan biridir. Sanal kaynak, başka bir fiziksel kaynak kullanılarak oluşturulan bazı fiziksel kaynakların modelidir. Örneğin, sanal bir kaynağın karakteristik bir temsilcisi RAM'dir. Bilgisayarlar, kural olarak, sınırlı miktarda RAM'e (fiziksel) sahiptir. İşlevsel olarak, RAM içeriği kısmen manyetik bir diske yazılarak hacmi artırılabilir. Bu işlem, kullanıcının tüm genişletilmiş belleği RAM olarak algılayacağı şekilde düzenlenirse, bu tür "RAM" belleği sanal olarak adlandırılır.

Sanallık kavramının en eksiksiz tezahürü, Pascal gibi üst düzey dillerde programlama için başlangıç ​​noktası olan sanal makine kavramıdır. Sanal makine, kullanıcıyı belirli bir bilgisayarın donanım özelliklerinden izole eden, gerçek bir makinenin mimarisini yeniden üreten, ancak gelişmiş özelliklere sahip idealleştirilmiş bir gerçek makine modelidir:

• * verilerine erişmek için keyfi olarak seçilmiş yollarla sonsuz bellek;
• * kullanıcı dostu bir programlama dilinde açıklanan bir (veya birkaç) işlem;
• * isteğe bağlı kapasite ve erişime sahip isteğe bağlı sayıda harici cihaz.

Konsept kesintiler program yürütme, herhangi bir işletim sistemi oluşturmak için temel oluşturur. Tüm kesinti nedenlerinden iki tür ayırt edilmelidir: birinci ve ikinci tür. Birinci türden sistem kesintileri, aktif durumdaki bir sürecin bir miktar kaynak alması veya ondan vazgeçmesi veya kaynak üzerinde bazı eylemler gerçekleştirmesi gerektiğinde meydana gelir. Bu grup ayrıca, işlemcinin çalışmasıyla ilişkili sözde dahili kesintileri de içerir (örneğin, kayan noktalı işlemlerde aritmetik taşma veya sıranın kaybolması). İkinci türden sistem kesintilerinin nedenleri, paralel işlemler arasında senkronizasyon ihtiyacından kaynaklanmaktadır.

Her kesintiyi işlerken, aşağıdaki işlem sırası gerçekleştirilmelidir:

• * Bir kesme talebinin algılanması;
• * program sayacının ve diğer işlemci kayıtlarının değeri tarafından belirlenen, kesintiye uğrayan sürecin durumunu hatırlamak;
• * kontrolün kesintiye uğrayan programa aktarılması, bunun için bu tür kesintiye karşılık gelen adresin program sayacına girilmesi;
• * kesme işleme;
• * Kesilen bir işlemi geri yükleme.

Çoğu bilgisayarda, ilk üç aşama donanım tarafından ve geri kalanı - işletim sisteminin kesintilerini işlemek için program bloğu tarafından gerçekleştirilir. Şu anda, çeşitli türdeki bilgisayarlar için birçok farklı işletim sistemi türü kullanılmaktadır, ancak yapılarında genel ilkeler vardır. Pek çok işletim sisteminin bir parçası olarak, tüm sistemin temeli olan ve çekirdek olarak adlandırılan belirli bir parça seçilebilir. Çekirdek, kesme sistemi kontrol modülü gibi en sık kullanılan modülleri, RAM ve işlemci gibi temel kaynakları dağıtma araçlarını içerir. Çekirdeği oluşturan programlar, işletim sistemi yüklendiğinde, bilgisayarın çalışması sırasında sürekli olarak bulundukları ve kullanıldığı RAM'e yerleştirilir. Bu tür programlara konut denir. Yerleşik programlar ayrıca çevresel aygıtların çalışmasını kontrol eden sürücü programlarını da içerir.

İşletim sisteminin önemli bir parçası komut işlemcisi- kullanıcı tarafından verilen en basit komutları ve işletim sistemi çekirdeği ile etkileşimini yorumlamaktan ve yürütmekten sorumlu bir program. Ek olarak, işletim sistemi zengin bir dizi içermelidir. araçlar- genellikle çeşitli bilgisayar aygıtlarına hizmet veren küçük programlar (örneğin, manyetik diskleri biçimlendirmek için bir yardımcı program, düşüncesizce silinen dosyaları geri yüklemek için bir yardımcı program vb.).

Ana işlevler:

• · Çoğu programda ortak olan ve genellikle hemen hemen tüm programlarda bulunan oldukça temel (düşük düzeyli) eylemlerin programların talebi üzerine yürütülmesi (veri girişi ve çıkışı, diğer programları başlatma ve durdurma, ek bellek ayırma ve boşaltma, vesaire.).
• Programların RAM'e yüklenmesi ve çalıştırılması.
• · Çevresel cihazlara (G/Ç cihazları) standartlaştırılmış erişim.
• · Rastgele erişim belleğinin yönetimi (süreçler arasında dağıtım, sanal belleğin organizasyonu).
• · Belirli bir dosya sisteminde düzenlenen geçici olmayan ortamlardaki (sabit disk, optik diskler vb.) verilere erişimi yönetme.
• · Bir kullanıcı arabirimi sağlamak.
• · Ağ işlemleri, ağ protokolü yığınını destekler.

Ek fonksyonlar:

• · Görevlerin paralel veya sözde paralel yürütülmesi (çoklu görev).
• · İşlemler arasında bilgi işlem sistemi kaynaklarının etkin dağılımı.
• · Çeşitli süreçlerin kaynaklara erişiminin farklılaştırılması.
• · Güvenilir hesaplamaların organizasyonu (bir hesaplama sürecinin kasıtlı olarak veya yanlışlıkla başka bir süreçteki hesaplamaları etkilemesinin imkansızlığı), kaynaklara erişimin farklılaştırılmasına dayanır.
• · Süreçler arasındaki etkileşim: veri alışverişi, karşılıklı senkronizasyon.
• · Sistemin kendisinin yanı sıra kullanıcı verilerinin ve programlarının kullanıcı eylemlerinden (kötü amaçlı veya bilmeden) veya uygulamalardan korunması.
• · Çok kullanıcılı çalışma modu ve erişim haklarının farklılaştırılması (kimlik doğrulama, yetkilendirmeye bakın).

İşletim sistemi, bilgisayar donanımını ve uygulama programlarını ve bunların birbirleriyle ve kullanıcıyla etkileşimini yöneten bir dizi yazılım aracıdır. Çoğu bilgi işlem sisteminde, işletim sistemleri sistem yazılımının ana parçasıdır.

İşletim sistemi, bir yandan bilgisayar donanımı ile diğer yandan yürütülebilir programlar ve kullanıcı arasında bir bağlantı görevi görür. İşletim sistemi genellikle bilgisayarın harici belleğinde - diskte saklanır. Bilgisayarı açtığınızda, disk belleğinden okunur ve RAM'e yerleştirilir. Bu işleme işletim sisteminin başlatılması denir.

İşletim sistemi, bilgisayarın kontrol cihazının bir yazılım uzantısı olarak adlandırılabilir. Ekipmanla etkileşimin karmaşık gereksiz ayrıntılarını kullanıcıdan gizler ve aralarında bir katman oluşturur. Sonuç olarak, insanlar bilgisayar donanımıyla etkileşimi organize etmenin çok zahmetli işinden kurtulur.

İşletim sistemi, bir yandan bilgisayar donanımı ile kullanıcı arasında görevleriyle bir arayüz görevi görürken, diğer yandan, bilgi işlem sisteminin kaynaklarını verimli bir şekilde kullanmak ve güvenilir bilgi işlemi organize etmek için tasarlanmıştır.

İşletim sistemlerinin ana işlevleri:

Çevre birimlerine (G/Ç aygıtları) standartlaştırılmış erişim.

RAM yönetimi (işlemler arasında tahsis, sanal bellek).

Belirli bir dosya sisteminde düzenlenen geçici olmayan ortamdaki (sabit disk, CD vb.) verilere erişimi denetleme.

Kullanıcı arayüzü.

Ağ işlemleri, protokol yığını desteği.

Görevlerin paralel veya sözde paralel yürütülmesi (çoklu görev).

Süreçler arasındaki etkileşim: veri alışverişi, karşılıklı senkronizasyon.

Kullanıcı verilerinin ve programlarının yanı sıra sistemin kendisinin, kullanıcıların (kötü niyetli veya bilmeden) veya uygulamaların eylemlerinden korunması.

Erişim haklarının farklılaştırılması ve çok kullanıcılı çalışma modu (kimlik doğrulama, yetkilendirme).

Farklı bilgisayar modelleri, farklı mimarilere ve yeteneklere sahip işletim sistemlerini kullanır. Çalıştırmak için farklı kaynaklara ihtiyaç duyarlar. Programlama ve hazır programlarla çalışma için çeşitli derecelerde hizmet sağlarlar. Eşzamanlı olarak işlenen görevlerin sayısına ve işletim sisteminin hizmet verebileceği kullanıcı sayısına bağlı olarak, dört ana işletim sistemi sınıfı vardır:

Tek klavyeyi destekleyen ve (şu anda) yalnızca bir görevle çalışabilen tek kullanıcılı tek görev;

Ana göreve ek olarak, genellikle bilgileri yazdırmaya odaklanan ek bir görevin yürütülmesine izin veren, arka planda yazdırma ile tek kullanıcılı tek görevli. Bu, yazdırma için büyük miktarda bilgi verilirken işi hızlandırır;

Bir kullanıcının birkaç görevi paralel olarak işlemesine izin veren tek kullanıcılı çoklu görev. Örneğin, bir bilgisayara her biri "kendi" görevi için çalışacak birkaç yazıcı bağlanabilir;

Birden çok kullanıcının aynı bilgisayarda birden çok görevi yürütmesine izin veren çok kullanıcılı çoklu görev. Bu işletim sistemleri çok karmaşıktır ve önemli makine kaynakları gerektirir.

En yaygın işletim sistemleri şunlardır:

Mac OS, Apple Corporation'ın işletim sistemidir.

OS/2, IBM'den bir işletim sistemidir.

Windows, Microsoft Corporation'ın işletim sistemidir.

Linux, GNU projesi kapsamında geliştirilen, aynı isimli çekirdeğe dayalı Unix benzeri işletim sistemlerinin ve bunun için derlenmiş kitaplıkların ve sistem programlarının genel adıdır.

Sistem yazılımı, öncelikle bilgisayarın kendisine hizmet vermek, cihazlarının çalışmasını kontrol etmek için tasarlanmıştır. Sistem yazılımının ana kısmı işletim sistemidir (OS).

F işletim sistemi (temel yazılım), teknik destek işlevlerini tamamlayan ve bilgisayar kullanıcılarının fiziksel kaynakları ile bağlantısını gerçekleştiren bir dizi programdır.

OS, bir bilgisayarın çalışmasını kontrol eden karmaşık bir yazılım sistemidir. Kullanıcı ile bir diyalog düzenler, kaynaklara rahat erişim sağlar ve tüm programların yürütülmesini kontrol eder. Bilgisayar açıldığında, işletim sistemi bilgisayarın RAM'ine yüklenir. Daha kesin olarak, işletim sistemi çekirdeği manyetik bir diskten, yani sistemin bilgisayar çalışırken her zaman RAM'de olması gereken kısmı RAM'e yüklenir. İşletim sisteminin depolandığı ve yüklendiği diske sistem diski denir.

Türü ne olursa olsun herhangi bir işletim sistemi üç ana işlevi yerine getirir:

– bilgisayar cihazı yönetimi;

– kullanıcı ile etkileşim;

- dosyalarla çalışın.

Windows çoklu görevi desteklerken, MS-DOS tekli görevi destekler. Tek görevli çalışma modu, şu anda bilgisayarda kullanıcı tarafından çalıştırılmak üzere başlatılan (kullanıcı tarafından başlatılan) yalnızca bir programın yürütülebileceği anlamına gelir. Ve ancak bu programın yürütülmesi tamamlandıktan sonra, kullanıcı başka bir programı başlatabilir.

Bilgisayarın çoklu görev modu, kullanıcının birkaç uygulama programını aynı anda çalıştırabileceği ve bunlarla aynı anda çalışabileceği anlamına gelir. Çalışan programlara aktif görevler denir ve hepsi Windows görev çubuğunda simgeler olarak görünür. Örneğin, "Hesap Makinesi", "Not Defteri", "Boya" programlarını aynı anda çalıştırabilirsiniz; Bu programların pencereleri ekranda görünecektir. Bir pencereden diğerine geçen kullanıcı sırayla bu uygulamalarla çalışabilir. Bu tür geçişlerle bir önceki program kapanmaz yani RAM'den boşaltılmaz ve kullanıcı penceresine döndüğü anda işine her an devam etmeye hazır hale gelir.

Çoğu zaman, çalışan programlardan birinin çalışması için uzun bir süre gerektirdiği bir durum vardır. Örneğin, büyük matematiksel hesaplamalar veya disklerde virüs kontrolü. Bu durumda, bu program arka planda yürütülür, yani yürütülmesi tamamen tamamlanana kadar durmaz ve aynı zamanda (arka planına karşı), kullanıcı diğer programlarla bir tür operasyonel çalışma gerçekleştirebilir. örneğin, metin düzenleyiciye metin yazabilir.

İşletim sisteminin kontrol işlevinin yönlerinden biri, çoklu görev çalışma modunun desteklenmesinde kendini gösterir: işlemci ve RAM kontrolü. Birkaç programın aynı anda yürütülmesi için, işletim sistemi işlemci süresini aralarında bölmeli, bu programların ve verilerin bellekteki yerleşimini izlemelidir, böylece birbirleriyle karışmazlar (ayrı bellek).

Harici bilgisayar aygıtlarını yönetmek, ilk işletim sistemi işlevinin başka bir yönüdür. İşletim sistemi, harici aygıt sürücüleri olarak adlandırılan, harici aygıtları yönetmek için özel programlar içerir. Harici aygıtın her türü ve her belirli modeli için bir sürücü vardır. Bazen işletim sistemi uygun sürücüyü otomatik olarak seçer, bazen kullanıcının bununla ilgilenmesi gerekir.

Bir bilgisayarda nasıl çalışılacağını öğrenmek, her şeyden önce işletim sistemiyle nasıl etkileşim kurulacağını öğrenmek demektir. Genellikle, belirli bir işletim sistemi ortamında çalışmaya alışkın, alışılmadık bir sistemle karşı karşıya kalan, ekranda olağandışı bir durumla karşılaşan bir kullanıcının kafası karışır. Bilgisayar terminolojisinde, kullanıcı arabirimi terimi, bir programın bir kullanıcıyla etkileşim biçimini belirtmek için benimsenmiştir. Kullanıcı arayüzü birleşik olduğunda çok kullanışlıdır. Böyle bir birleşik arayüzün bir örneği, Norton Commander (NC) diyalog kabuğu ortamıdır. Analogları çeşitli işletim sistemlerinde uygulanmaktadır. Çok yetkin olmayan bir kullanıcı, hangi işletim sistemi ile çalıştığını bilmeyebilir, ancak NC arayüzünde gezinebilir. Başka bir birleşik sistem arayüzü örneği, Windows Masaüstü'dür. Nesne yönelimli bir grafik ortamıdır. Windows'un yeni sürümlerinin ortaya çıkmasıyla birlikte, bazı yönlerden geliştirilebilir, ancak kullanıcının rahatlığı için sürekliliği sağlamak için temel ilkeler korunacaktır.

İşletim sistemiyle çalışmak için temel kullanıcı becerileri aşağıdaki gibidir:

– istenen programı bulabilme ve yürütmesini başlatabilme;

– dosyalarla temel işlemleri gerçekleştirebilme: dosyaların içeriğini kopyalama, taşıma, silme, yeniden adlandırma, görüntüleme;

– bilgisayarın durumu, disklerin doldurulması, dosyaların boyutları ve türleri hakkında yardım bilgileri alın.

İşletim sistemi, kullanıcıyla şu şekilde bir diyalog (etkileşimli) modunda iletişim kurar:

<Приглашение ОС> - <Команда, отдаваемая пользователем>

Böyle bir şema evrenseldir. Ancak kullanılan arayüze bağlı olarak hem davetin şekli hem de komutun iletilme şekli farklı olabilir. İş, herhangi bir uygun diyalog kabuğu kullanılmadan gerçekleşirse, kullanıcı işletim sistemi ile komut satırı aracılığıyla iletişim kurar. Bu, örneğin MS-DOS ile çalışırken mümkündür. Komut satırında ekranda sistemin bir komut almaya hazır olduğunu gösteren bir karakter imleci belirir. Genellikle komut satırı, işletim sisteminin birlikte çalışabileceği geçerli sürücüyü ve geçerli dizini de gösterir. Kullanıcı, komut satırının böyle bir durumunu sisteme bir komut girmesi için bir davet olarak algılamalıdır. Ardından, kullanıcı klavye aracılığıyla istenen komutu girer. Aynı zamanda, komutun sözdizimine kesinlikle uymalıdır, aksi takdirde kabul edilmeyecektir. Örneğin:

C:\> sopy filel.txt A:\file2.txt

“>” işaretinden önce, işletim sistemi komut isteminde görüntülenen, geçerli sürücüyü (C) ve geçerli dizini (kök) gösteren bilgiler gelir. ">" ikonundan sonra kullanıcının girdiği komut kaydedilir. Anlamı, filel.txt adlı bir dosyayı geçerli sürücüden ve dizinden yeni file2.txt adı altında A sürücüsünün kök dizinine kopyalamaktır.

İşletim sisteminin anladığı komut dizisi, işletim sisteminin komut dilini oluşturur. Bu iletişim modunda - komut satırı modunda, kullanıcı komut dilini sözdiziminin tüm ayrıntılarıyla bilmelidir. Artık bir bilgisayarda komut satırı modunda çalışmak çok nadirdir. Diyalog kabukları, ana iletişim araçlarıdır. Ancak, bir iletişim kabuğu kullanılıp kullanılmadığına bakılmaksızın, herhangi bir işletim sisteminin kendi komut dili vardır.

Bir iletişim kabuğuyla çalışan kullanıcı, işletim sistemi komutları da oluşturur, yalnızca bu durumda işini basitleştiren yardımcı araçlar kullanır. Kabuklarla çalışırken, bir işletim sistemi isteminin işareti, kabuğun ortamının (arayüzünün) ekranındaki görünümdür: NC panelleri veya Windows masaüstü. Kullanıcı, fonksiyon tuşlarına veya herhangi bir tuş grubuna basarak ekranda sunulan menülerden seçim yaparak komut verir. Kabukların kullanımı, kullanıcıyı OS komut dilinin sözdiziminin ayrıntılarını bilmek zorunda olmaktan kurtarır. Ancak kullanıcının tam olarak hangi komutları verebileceğini ve bunu nasıl yapacağını anlaması gerekir. Modern işletim sistemi kabuklarının arayüzü oldukça kullanıcı dostudur. Çok sayıda ipucu ve açıklama biçimi kullanır.

İşletim sisteminin üçüncü işlevi dosyalarla çalışmaktır. Bu çalışma, dosya sistemi adı verilen işletim sistemi bölümünün yardımıyla yapılır. MS-DOS ile çalışırken, dosya adı en fazla 8 karakter içerebilir - Latin harfleri ve sayıları; Windows için dosya adı daha uzun olabilir (en fazla 255 karakter) ve Rusça harflerin kullanılmasına izin verir.

Bilgi gibi bir bilgisayardaki tüm dosyalar iki türe ayrılır: program dosyaları (bunlara yürütülebilir dosyalar da denir) ve veri dosyaları. Bir sabit diskin (sabit sürücü) belleği, her birine kendi adı (C:, D:, vb.) atanan parçalara (mantıksal diskler) bölünebilir, yani bu durumda fiziksel kavramlar ve mantıksal diskler ayırt edilir. Bilgisayarda yalnızca disket sürücüler varsa, "mantıksal" veya "fiziksel" sıfatlarını kullanmadan A: veya B: sürücülerinden bahsedebilirsiniz.

Bir dizin "ağacı" kavramı, hiyerarşik dosya yapılarıyla (MS-DOS ve Windows) çalışan işletim sistemleri için tipiktir. Hiyerarşik yapılar, verileri organize etmenin yaygın yollarından biridir (ağ ve tablo ile birlikte). Dosya yapısının görsel bir temsili, bir ağaç verir - diskteki dizinlerin (klasörler) hiyerarşisinin grafiksel bir temsili. Bir alt dizinden diğerine geçmenin tek yolu geri izleme ("ağaçta" yukarı çıkmak) ve ardından yeni yönde aşağı doğru hareket etmektir. Bu nedenle, WINDOWS'taki tam dosya adı, sürücü adını, sürücüdeki dosyanın yolunu ve gerçek dosya adını ve uzantısını içerir.