Vznik, používání a vývoj operačního systému (zkráceně Operating System, OS) představuje v posledních čtyřiceti letech zásadní pokrok v oblasti počítačového softwaru. Přestože operační systém ještě nemá striktní definici, obecně se věří, že operační systém se používá ke správě systémových prostředků, řízení provádění programu, vylepšování rozhraní člověk-stroj, poskytování různých služeb, racionální organizaci pracovních postupů počítače a poskytování dobré operační prostředí pro efektivní využívání počítačů uživateli. Systémový software.
S dnešním vývojem počítačů, od osobních počítačů po superpočítače, jsou bez výjimky vybaveny jedním nebo více operačními systémy. Operační systém se stal neoddělitelnou a důležitou součástí moderních počítačových systémů. Vytváří různá aplikační prostředí pro lidi. Položil důležitý základ. Hlavní cíle konfigurace operačního systému lze shrnout takto: 1. Usnadnit používání uživatelem. OS usnadňuje uživateli používání přátelského rozhraní mezi uživatelem a počítačem. 2. Rozbalte funkce stroje. OS rozšiřuje funkce stroje rozšířením a transformací hardwarového vybavení a poskytováním nových služeb. 3. Spravujte systémové prostředky. OS efektivně spravuje všechny hardwarové a softwarové zdroje v systému, aby byly plně využity. 4. Zlepšete účinnost systému. OS rozumně organizuje pracovní proces počítače, aby zlepšil výkon a efektivitu systému. 5. Vytvořte otevřené prostředí. OS je navržen a vyroben v souladu s příslušnými mezinárodními standardy, aby vytvořil otevřené prostředí. Jeho význam se týká hlavně: dodržování příslušných mezinárodních standardů (jako jsou otevřené komunikační standardy, otevřené standardy uživatelského rozhraní, otevřené knihovny podprocesů atd.); podpora škálovatelnosti a rozšiřitelnosti architektury; podpora aplikací na různých platformách Přenositelnost a interoperabilita.
Počítačový systém zahrnuje dvě součásti: hardware a software. Hardware je podstatným základem pro všechny softwarové operace. Software může plně využít hardwarový potenciál a rozšířit hardwarové funkce o různé systémové a aplikační úlohy. Ti dva se navzájem podporují, doplňují a jsou nepostradatelní. Každá vrstva má sadu funkcí a poskytuje odpovídající rozhraní. Rozhraní skrývá podrobnosti implementace ve vrstvě a poskytuje konvence použití mimo vrstvu. Hardwarová vrstva poskytuje základní výpočetní prostředky, včetně procesorů, registrů, paměti a různých I / O zařízení a vybavení. Tato zařízení a vybavení tvoří hardware počítačového systému, který může přijímat a ukládat informace podle potřeb uživatelů. Zpracování dat a výsledky výpočtu výstupů jsou základem operačního systému a softwaru. Vrstva operačního systému je obvykle softwarová vrstva nejblíže hardwaru. Poprvé rozšiřuje a transformuje počítačový hardware. Dokončuje hlavně plánování a přidělování zdrojů, přístup a ochranu informací a koordinaci a kontrolu souběžných činností. Operační systém je základem pro provoz dalšího softwaru na vyšší úrovni a poskytuje silnou podporu návrhářům systémových programů, jako jsou kompilátory a systémy pro správu databází. Pracovní základ vrstvy programového systému je založen na stroji upraveném a rozšířeném operačním systémem. Pomocí rozšířené instrukční sady poskytované operačním systémem lze snadno implementovat různé programy pro zpracování jazyků, systémy správy databází a další systémové programy. Kromě toho je uživatelům k dispozici široká škála obslužných programů, jako jsou programy pro sestavování odkazů, programy pro správu knihoven, programy pro odstraňování problémů s diagnostikou, klasifikační / kombinované programy atd. Aplikační vrstva řeší potřeby specifické pro uživatele nebo různé aplikace. Vývojáři aplikací používají programovací jazyky k vyjádření problémů s aplikacemi a vývoji různých aplikací, což je rychlé a pohodlné. Koncový uživatel komunikuje s počítačovým systémem prostřednictvím aplikace a řeší své problémy s aplikací.
Role a funkce operačního systému Role operačního systému v počítačovém systému lze chápat ze tří aspektů: operační systém je rozhraní mezi uživatelem a hardwarem počítače. Operační systém poskytuje uživatelům virtuální stroj (Virtual Machine). Operační systém je správce prostředků počítačového systému.
Hlavní vlastnosti operačního systému: 1. Souběh (souběh) 2. Sdílení (sdílení) 3. Asynchronie (asynchronismus) 4. Virtuální (virtuální)
Vývoj operačních systémů
1. Systém sériového zpracování
Na počátku počítačů, od konce 1940. do poloviny 1950. let, měli programátoři přímý kontakt s hardwarem a vůbec neexistoval žádný operační systém. Počítač běží na konzole, která integruje indikátory, různé přepínače, některá vstupní zařízení a tiskárnu. Program zapsaný do strojového kódu je načten vstupním zařízením a čtečkou karet. Pokud je program pozastaven kvůli chybě, je chybová poloha zobrazena kontrolkou. Programátor může zjistit příčinu chyby kontrolou registrů a hlavní paměti. Pokud je program spuštěn normálně, výsledek se odešle na tiskárnu.
2. Jednoduchý systém dávkového zpracování
Počáteční počítače byly velmi drahé, takže bylo důležité je co nejlépe využít. Časové úsilí způsobené časným uspořádáním počítače na palubě a časem zdola nahoru je nepřijatelné. Za účelem zlepšení výše uvedené situace byl vytvořen koncept systému dávkového zpracování. První systém dávkového zpracování byl vyroben v polovině 1950. let 701. století a byl vyvinut společností General Motors a používán na počítači IBM 704. Tento koncept byl později vylepšen zákazníky IBM a aplikován v IBM 1960. Na začátku 7090. let 7094. století někteří majitelé vyvinuli systémy dávkového zpracování sami. IBSYS, operační systém nakonfigurovaný společností IBM pro počítače XNUMX/XNUMX, byl obzvláště známý svým rozsáhlým vlivem na jiné systémy. Ústřední myšlenkou jednoduchého systému dávkového zpracování je, že použitím softwaru zvaného monitor se uživatel nemusí přímo dotýkat stroje, ale nejprve odešle úlohu do řídicí jednotky počítače prostřednictvím stroje na plachty a papírové pásky, a monitor bude Úkoly jsou organizovány společně, aby vytvořily dávku úloh, a poté se celá dávka úloh umístí na vstupní zařízení spravované monitorem. Kdykoli je úloha provedena a vrácena na monitor, monitor automaticky načetl další úlohu.
3. Vícenásobný systém dávkového zpracování
4. Systém sdílení času
Pomocí technologie návrhu více programů lze efektivně provádět dávkové zpracování úloh. U mnoha úloh, jako je zpracování transakcí, je však nutné zajistit režim přímé interakce mezi uživatelem a počítačem.
5. Systém v reálném čase
Ačkoli vícepásmový dávkový systém zpracování a systém sdílení času dokázali získat uspokojivé využití zdrojů a dobu odezvy, stále nemohou uspokojit potřeby kontroly v reálném čase a zpracování informací v reálném čase, jako jsou systémy navádění raket, letadla jízdenkové systémy, systémy pro získávání informací atd., které vedly ke vzniku systémů v reálném čase.
