SYSTEMY OPERACYJNE

SYSTEMY OPERACYJNE

Systemy operacyjne to oprogramowanie umożliwiające zarządzanie całym systemem komputerowym. Dzięki niemu możliwe jest uruchamianie programów oraz sprawowanie kontroli nad resztą zadań na komputerze. Nadzoruje on komunikację z urządzeniami podłączonymi do komputera, zapis plików na twardym dysku, wyświetlanie informacji na ekranie. Dawniej, aby się nimi posługiwać, potrzebna była duża wiedza. Aktualne systemy operacyjne są proste i intuicyjne w obsłudze.

CZYM SĄ SYSTEMY OPERACYJNE?

+ info

Pierwsze komputery były mainframe’ami bez jakiegokolwiek systemu operacyjnego. Użytkownicy rezerwowali całą maszynę na pewien okres i przychodzili z gotowym programem i danymi wejściowymi, zwykle zapisanymi na karcie perforowanej, taśmie magnetycznej lub taśmie papierowej. Następnie program był ładowany do pamięci komputera i pracował do momentu zakończenia lub do pojawienia się błędu. Programy mogły być debugowane w panelu sterowania poprzez przełączniki i kontrolki. Początkowo programista musiał zapisać program w kodzie maszynowym. Później powstały języki symboliczne, asemblery oraz kompilatory, które tłumaczyły kod źródłowy programu na kod maszynowy komputera. Późniejsze maszyny były tworzone wraz z bibliotekami, które zawierały ułatwiający pracę gotowy kod zapisany na kartach perforowanych lub taśmach magnetycznych. Takie biblioteki były następnie linkowane z programem użytkownika i pomagały w typowych operacjach, np. wejścia i wyjścia. Z nich wywodzą się nowoczesne systemy operacyjne.

JAK POWSTAŁY SYSTEMY OPERACYJNE

PIERWSZE SYSTEMY

Pierwszym systemem operacyjnym był Director Tape pracujący na komputerze Whirlwind. System ten powstał w 1954 roku, a został zaprezentowany przez Douga Rossa 8 maja 1955 roku. W 1955 roku General Motors stworzyło system General Motors OS dla komputera IBM 704. W 1956 General Motors współpracując z North American Aviation stworzyło pierwszy system operacyjny, który był użyty w praktyce do prawdziwej pracy, GM-NAA I/0, również dla tego samego komputera. Wszystkie powyższe systemy były uzupełnieniem bibliotek uruchomieniowych. Ich podstawowym zadaniem było zainicjalizowanie programu użytkownika, uruchomienie go, monitorowanie programu i zasobów, zwolnienie zasobów po zakończeniu pracy programu i automatyczne uruchomienie następnego programu Dzięki nim zminimalizowano czas bezczynności komputerów, zmniejszono ilość potrzebnego personelu, a także uproszczono sposób uruchamiania programów.

Każdy system operacyjny zbudowany jest z trzech, podstawowych części: jądra, systemu plików oraz powłoki. Każda część charakteryzuje się czym innym oraz pełni inne funkcje. Dzięki temu system operacyjny spełnia tak zróżnicowane funkcje, pozwalające na efektywne zarządzanie systemem komputerowym.

BUDOWA

Powłoka systemu operacyjnego

Kolejnym ważnym elementem jest jego powłoka systemu operacyjnego. To specjalny program, który ma za zadanie umożliwienie komunikacji pomiędzy użytkownikiem a systemem operacyjnym. Częścią powłoki jest właśnie interfejs, czyli część systemu, którą widzi użytkownik. Za jej pomocą wydaje on polecenia i wykonuje działania w systemie komputerowym. Twórcy systemów operacyjnych dążą do tego, aby interfejsy były intuicyjne i proste w użytkowaniu.

Jądro systemu operacyjnego

Uważane jest także za podstawowy element budowy systemu operacyjnego, gdyż to właśnie na nim ciąży odpowiedzialność za wszystkie podstawowe zadania systemu. Jądro systemu charakteryzuje się wielozadaniowością i wielowątkowością. To właśnie dzięki temu jest w stanie realizować tyle różnych zadań w jednym czasie. W jądrze wyróżnia się kilka części funkcjonalnych. Dwie najważniejsze z nich to planista czasu procesora oraz przełącznik zadań. Planista jest on odpowiedzialny za ustalenie czasu wykonywania zdania, a przełącznik odpowiada za przełączanie pomiędzy uruchomionymi zadaniami. W składzie jądra można wyróżnić także moduły: synchronizacji i komunikacji, obsługi przerwań i zarządzania urządzeniami systemu, obsługi pamięci. inne w zależności od rodzaju systemu, jego przeznaczenia i funkcji.

System plików

System plików z kolei jest niezbędny do zapisywania uzyskanych danych na różnych nośnikach. System operacyjny oprócz zarządzania pamięcią operacyjną oraz procesorem, zarządza również pamięcią masową, plikami, przestrzenią na dysku, ochroną danych czy urządzeniami zewnętrznymi, podłączonymi do komputera. Tymi urządzeniami mogą być drukarki, skanery, ale także aparaty fotograficzne.

Sieciowe systemy operacyjne są stosowane we wszystkich systemach komputerowych. Poszczególne różnią się od siebie. Należy go dobrać według potrzeb, ponieważ w głównej mierze to od niego zależy, czy korzystanie będzie łatwe i przyjemne, czy praca – sprawna, a granie – w ogóle możliwe. Na rynku obecnie liczą się i są najpopularniejsze cztery rodzaje systemów operacyjnych

RODZAJE SYSTEMÓW OPERACYJNYCH

Mac OS

– to system operacyjny Apple, dostosowany i instalowany na urządzeniach tej marki. Uważany jest za jeden z najprostszych w obsłudze oraz jeden z najbardziej stabilnych systemów, ponieważ stworzono go z myślą o konkretnej linii produktów. Jego wadą może być fakt, że działa jedynie na urządzeniach firmy Apple. Jest to drugi najpopularniejszy system operacyjny na rynku. Do obsługi iPhone’ów Apple stworzyło osobny system o nazwie iOS.

Windows

- jest najpopularniejszym systemem. Jego zaletą jest przystępny interfejs oraz kompatybilność z oprogramowaniem powszechnie używanym na rynku. System operacyjny Windows 10 to uniwersalny system operacyjny, który sprawdzi się we wszelkich zastosowaniach: od nauki i pracy, przez odtwarzanie multimediów, aż po granie w gry wideo.

+ info

Linux

– to darmowy system operacyjny, który plasuje się na trzecim miejscu wśród tych najczęściej używanych. Jego ogromną zaletą jest uniwersalność, ponieważ można go stosować na różnych urządzeniach i systemach komputerowych. Jednak nie jest aż tak przystępny i intuicyjny, jak pozostałe programy.

Android

wiele swoich elementów zaadoptował od innego systemu operacyjnego – Linux. To właśnie od niego twórcy zapożyczyli silnik, na którym powstał. Z tego powodu często jest określany jako „system operacyjny z jądrem Linux”. Należy jednak pamiętać o tym, że pomimo tego, Android jest odrębnym systemem i jego działanie różni się od funkcjonowania Linuxa.

Główne zadania systemu operacyjnego

Zarządzanie zasobami systemu komputerowego:

• przydział zasobów, synchronizacja dostępu do zasobów (zapobieganie interferencji),
• ochrona i autoryzacja dostępu do zasobów,
• odzyskiwanie zasobów, rozliczanie – gromadzenie danych o wykorzystaniu zasobów.

• tworzenie deskryptora zasobu,
• usuwanie deskryptora zasobu,
• realizacja żądania przydziału,

Zarządzanie procesem – proces to program w stanie uruchomionym, każdy proces wymaga przydziału pewnych zasobów, włączając w to czas procesora, pamięć, pliki oraz urządzenia wejścia/wyjścia, aby w pełni wykonać swoje zadanie. System operacyjny jest odpowiedzialny w fazie zarządzania procesami za:

• tworzenie i usuwanie procesu,
• wstrzymywanie i przywracanie procesu,
• zapewnienie mechanizmów pozwalających na synchronizację procesów oraz komunikację między procesami.

Zarządzanie pamięcią operacyjną – pamięć to duża tablica słów lub bajtów, z których każdy ma własny adres. Pamięć jest szybko dostępna i dzielona jest pomiędzy procesor oraz urządzenia wejścia/wyjścia. Pamięć główna jest ulotnym miejscem przechowywania danych, traci swoją zawartość w czasie awarii systemu. System operacyjny jest odpowiedzialny w fazie zarządzania pamięcią za:

• utrzymywanie informacji, która część pamięci jest aktualnie używana i przez kogo,
• decydowania, który proces powinien zostać wczytany do pamięci, jeżeli pamięć jest wolna,
• przydzielanie i zwalnianie pamięci.

Zarządzanie plikami – plik jest zbiorem informacji zdefiniowanym przez twórcę pliku. Zazwyczaj pliki reprezentują programy (źródła programów lub pliki wykonywalne) oraz dane. System operacyjny jest odpowiedzialny w fazie zarządzania plikami za:

• tworzenie i kasowanie plików,

• tworzenie i kasowanie katalogów,
• wsparcie dla użytkowników końcowych przy operacjach na plikach,
• mapowanie plików na nośniku danych,
• tworzenie kopii plików.

Zarządzenie nośnikami danych – pamięć główna jest ulotna i często za mała aby obsłużyć wszystkie programy i dane, dlatego stosuje się nośniki danych (najczęściej dysk twardy) do powiększania tej pamięci tak zwanej pamięć drugiego rzędu, na napędach tych mapuje się pamięć główną. System operacyjny jest odpowiedzialny w fazie zarządzania nośnikami danych za:

• zarządzanie wolną pamięcią,
• alokacją zapisu,
• planowaniem dysku.

Milena Zub

DZIĘKUJĘ!