Co to jest system operacyjny?
System operacyjny (OS) to oprogramowanie, które działa jako interfejs pomiędzy użytkownikiem końcowym a sprzętem komputerowym. Każdy komputer musi mieć co najmniej jeden system operacyjny, aby można było uruchomić inne programy. Aplikacja taka jak Chrome, MS Word, Games itp. potrzebuje pewnego środowiska, w którym będzie działać i wykonywać swoje zadania. System operacyjny pomaga komunikować się z komputerem, nie wiedząc jak posługiwać się jego językiem. Użytkownik nie ma możliwości korzystania z komputera lub urządzenia mobilnego bez posiadania systemu operacyjnego.
Historia OS
- Systemy operacyjne zostały po raz pierwszy opracowane pod koniec lat 50. w celu zarządzania przechowywaniem taśm.
- General Motors Research Lab wdrożyło pierwszy system operacyjny na początku lat 50. dla swojego IBM 701.
- W połowie lat 60. systemy operacyjne zaczęły używać dysków
- Pod koniec lat 60. powstała pierwsza wersja systemu Unix OS.
- Pierwszym systemem operacyjnym zbudowanym przez Microsoft był DOS. Został on zbudowany w 1981 roku poprzez zakup oprogramowania 86-DOS od firmy z Seattle.
- Obecny popularny system operacyjny Windows po raz pierwszy pojawił się w 1985 r., gdy utworzono graficzny interfejs użytkownika i połączono go z systemem MS-DOS.
Cechy systemu operacyjnego
Poniżej znajduje się lista często spotykanych, ważnych cech systemu operacyjnego:
- Tryb ochronny i nadzorczy
- Umożliwia dostęp do dysków i systemów plików Sterowniki urządzeń Bezpieczeństwo sieciowe
- Wykonywanie programu
- Zarządzanie pamięcią Wirtualna pamięć Multitasking
- Obsługa operacji we/wy
- Manipulacja systemem plików
- Wykrywanie i obsługa błędów
- Przydział środków
- Ochrona informacji i zasobów
Co to jest Jądro?
Jądro jest centralnym elementem komputerowego systemu operacyjnego. Jedynym zadaniem wykonywanym przez jądro jest zarządzanie komunikacją pomiędzy oprogramowaniem a sprzętem. Jądro znajduje się w jądrze komputera. Umożliwia ono komunikację pomiędzy sprzętem i oprogramowaniem. Podczas gdy jądro jest najbardziej wewnętrzną częścią systemu operacyjnego, powłoka jest tą najbardziej zewnętrzną.
Cechy charakterystyczne
- Niskopoziomowe harmonogramowanie procesów
- Komunikacja międzyprocesowa
- Synchronizacja procesów
- Przełączanie kontekstowe
Rodzaje ziaren
Istnieje wiele typów jąder, które istnieją, ale wśród nich dwa najpopularniejsze to jądra:
1.Monolityczny
Jądro monolityczne to pojedynczy kod lub blok programu. Zapewnia on wszystkie wymagane usługi oferowane przez system operacyjny. Jest to uproszczona konstrukcja, która tworzy odrębną warstwę komunikacyjną pomiędzy sprzętem i oprogramowaniem.
2. Mikrokernelki
Microkernel zarządza wszystkimi zasobami systemowymi. W tym typie jądra, usługi są realizowane w różnych przestrzeniach adresowych. Usługi użytkownika są przechowywane w przestrzeni adresowej użytkownika, a usługi jądra są przechowywane w przestrzeni adresowej jądra. Dzięki temu można zmniejszyć rozmiar zarówno jądra, jak i systemu operacyjnego.
Funkcje systemu operacyjnego
W systemie operacyjnym każdą z tych funkcji wykonuje oprogramowanie:
- Zarządzanie procesami:- Zarządzanie procesami pomaga systemowi operacyjnemu w tworzeniu i usuwaniu procesów. Zapewnia również mechanizmy synchronizacji i komunikacji pomiędzy procesami.
- Zarządzanie pamięcią:- Moduł zarządzania pamięcią wykonuje zadanie przydzielania i odblokowywania miejsca w pamięci dla programów potrzebujących tych zasobów.
- Zarządzanie plikami:- Zarządza wszystkimi działaniami związanymi z plikami, takimi jak przechowywanie organizacji, wyszukiwanie, nazywanie, udostępnianie i ochrona plików.
- Zarządzanie urządzeniami: Zarządzanie urządzeniami pozwala na śledzenie wszystkich urządzeń. Ten moduł również odpowiedzialny za to zadanie jest znany jako sterownik wejść/wyjść. Wykonuje on również zadanie alokacji i dealokacji urządzeń.
- Zarządzanie systemem we/wy: Jednym z głównych obiektów każdego systemu operacyjnego jest ukrycie przed użytkownikiem specyfiki tego urządzenia sprzętowego.
- Zarządzanie pamięcią pomocniczą: Systemy posiadają kilka poziomów pamięci masowej, które obejmują podstawową pamięć masową, wtórną pamięć masową i pamięć podręczną. Instrukcje i dane muszą być przechowywane w głównej pamięci masowej lub w pamięci podręcznej, aby uruchomiony program mógł się do nich odwołać.
- Security:- Moduł bezpieczeństwa chroni dane i informacje systemu komputerowego przed zagrożeniami związanymi ze złośliwym oprogramowaniem i autoryzowanym dostępem.
- Interpretacja rozkazów: Moduł ten służy do interpretacji poleceń wydawanych przez zasoby systemowe i działające w celu przetworzenia tych poleceń.
- Networking: System rozproszony to grupa procesorów, które nie udostępniają pamięci, urządzeń sprzętowych ani zegara. Procesory komunikują się ze sobą poprzez sieć.
- Księgowość zawodowa: Śledzenie czasu i zasobów wykorzystywanych przez różne stanowiska i użytkowników.
- Zarządzanie komunikacją: Koordynacja i przydzielanie kompilatorów, tłumaczy ustnych i innych zasobów programowych różnych użytkowników systemów komputerowych.
Rodzaje systemu operacyjnego
- System operacyjny partii
- Wielozadaniowy/Udostępnianie czasu OS
- Multiprocessing OS
- System operacyjny w czasie rzeczywistym
- Rozproszony system operacyjny
- System operacyjny sieci
- Mobilny system operacyjny
System operacyjny partii
Niektóre procesy komputerowe są bardzo długie i czasochłonne. Aby przyspieszyć ten sam proces, zadanie o podobnym typie potrzeb jest łączone i uruchamiane jako grupa.
Użytkownik wsadowego systemu operacyjnego nigdy nie wchodzi w bezpośrednią interakcję z komputerem. W tym typie systemu operacyjnego, każdy użytkownik przygotowuje swoje zadanie na urządzeniu offline jak kartę dziurkującą i przekazuje je operatorowi komputera.
Wielozadaniowość/Wspólne użytkowanie czasu Systemy operacyjne
System operacyjny oparty na współdzieleniu czasu umożliwia osobom znajdującym się na innym terminalu (powłoce) korzystanie z jednego systemu komputerowego w tym samym czasie. Czas procesora (CPU), który jest współdzielony przez wielu użytkowników, jest określany jako współdzielenie czasu.
System operacyjny działający w czasie rzeczywistym
Interwał czasowy systemu operacyjnego w czasie rzeczywistym do przetwarzania i reagowania na wejścia jest bardzo mały. Przykłady: Wojskowe systemy oprogramowania, kosmiczne systemy oprogramowania.
Rozproszony system operacyjny
Systemy rozproszone wykorzystują wiele procesorów umieszczonych w różnych maszynach, aby zapewnić użytkownikom bardzo szybkie obliczenia.
Sieciowy system operacyjny
Sieciowy system operacyjny działa na serwerze. Zapewnia on możliwość zarządzania danymi, użytkownikami, grupami, zabezpieczeniami, aplikacjami i innymi funkcjami sieciowymi.
Mobilny system operacyjny
Mobilne systemy operacyjne to te systemy operacyjne, które są przeznaczone do zasilania smartfonów, tabletów i urządzeń typu "wearables".
Niektóre z najbardziej znanych mobilnych systemów operacyjnych to Android i iOS, ale inne to BlackBerry, Web i watchOS.
Zalety korzystania z systemu operacyjnego
- Pozwala na ukrycie szczegółów sprzętu poprzez stworzenie abstrakcji
- Łatwy w użyciu z GUI
- Oferuje środowisko, w którym użytkownik może wykonywać programy/aplikacje
- System operacyjny musi się upewnić, że system komputerowy jest wygodny w użyciu
- System operacyjny działa jako pośrednik pomiędzy aplikacjami i komponentami sprzętowymi.
- Zapewnia on łatwy w użyciu format zasobów systemu komputerowego
- Działa jako pośrednik pomiędzy całym sprzętem i oprogramowaniem systemu
Wady stosowania systemu operacyjnego
- Jeśli wystąpi jakikolwiek problem w systemie operacyjnym, użytkownik może stracić wszystkie treści, które zostały zapisane w systemie.
- Oprogramowanie systemu operacyjnego jest dość drogie dla małych organizacji, co stanowi dla nich dodatkowe obciążenie. Przykładowy system Windows
- Nigdy nie jest całkowicie bezpieczny, ponieważ zagrożenie może pojawić się w każdej chwili.
Podsumowanie
- System operacyjny to oprogramowanie, które działa jako interfejs pomiędzy użytkownikiem końcowym a sprzętem komputerowym.
- Systemy operacyjne zostały po raz pierwszy opracowane pod koniec lat 50. w celu zarządzania przechowywaniem taśm.
- Jądro jest centralnym elementem systemu operacyjnego komputera. Jedynym zadaniem wykonywanym przez jądro jest zarządzanie komunikacją pomiędzy oprogramowaniem a sprzętem.
- Dwa najbardziej popularne jądra to monolityczne i mikrojądra.
- Proces, urządzenie, plik, we/wy, pamięć pomocnicza, zarządzanie pamięcią to różne funkcje systemu operacyjnego.
- Systemy operacyjne typu wsadowego, wielozadaniowego/dostępnego w czasie rzeczywistym, rozproszonego, sieciowego, mobilnego to różne rodzaje systemów operacyjnych.