Что такое операционная система?

Операционная система — это системное программное обеспечение, которое управляет всеми ресурсами вычислительного устройства.

• Выступает в качестве интерфейса между программным обеспечением и различными частями компьютера или компьютерным оборудованием.
• Управляет всеми ресурсами и операциями компьютера.
• Контролирует и отслеживает выполнение всех других программ, находящихся на компьютере, включая прикладные программы и другое системное программное обеспечение компьютера.
• Примерами операционных систем являются Windows, Linux, macOS, Android, iOS и т. д.

Операционная система

Для чего используется операционная система?

• В качестве платформы для прикладных программ: предоставляет платформу, на которой могут работать другие программы, называемые прикладными программами.
• Управление устройством ввода-вывода: также позволяет компьютеру управлять своими собственными ресурсами, такими как память, монитор, клавиатура, принтер и т. д. Управление этими ресурсами необходимо для эффективного и справедливого использования.
• Многозадачность: управляет памятью и позволяет нескольким программам работать в своем собственном пространстве и даже взаимодействовать друг с другом через общую память.
• Управляет памятью и файлами: управляет основной памятью компьютера и вторым хранилищем. Кроме того, он разрешает и освобождает память для всех задач и приложений.
• Обеспечивает безопасность: помогает поддерживать безопасность системы и приложений через процесс авторизации. Таким образом, ОС обеспечивает безопасность системы.

Функции операционной системы

• Управление ресурсами: операционная система управляет и распределяет память, процессорное время и другие аппаратные ресурсы между различными программами и процессами, запущенными на компьютере.
• Управление процессами: Операционная система отвечает за запуск, остановку и управление процессами и программами. Она также контролирует планирование процессов и выделяет им ресурсы.
• Управление памятью: операционная система управляет основной памятью компьютера и предоставляет механизмы для оптимизации использования памяти.
• Безопасность: операционная система обеспечивает безопасную среду для пользователя, приложений и данных, реализуя политики и механизмы безопасности, такие как контроль доступа и шифрование.
• Учет заданий: отслеживает время и ресурсы, используемые различными заданиями или пользователями.
• Управление файлами: операционная система отвечает за организацию и управление файловой системой, включая создание, удаление и манипулирование файлами и каталогами.
• Управление устройствами: операционная система управляет устройствами ввода/вывода, такими как принтеры, клавиатуры, мыши и дисплеи. Она предоставляет необходимые драйверы и интерфейсы для обеспечения связи между устройствами и компьютером.
• Сетевые возможности: операционная система предоставляет сетевые возможности, такие как установление и управление сетевыми подключениями, обработка сетевых протоколов и совместное использование ресурсов, таких как принтеры и файлы, по сети.
• Пользовательский интерфейс : Операционная система предоставляет пользовательский интерфейс, который позволяет пользователям взаимодействовать с компьютерной системой.
• Резервное копирование и восстановление: операционная система предоставляет механизмы для резервного копирования данных и их восстановления в случае сбоев системы, ошибок или катастроф.
• Виртуализация: Операционная система предоставляет возможности виртуализации, которые позволяют нескольким операционным системам или приложениям работать на одной физической машине. Это может обеспечить эффективное использование ресурсов и гибкость в управлении рабочими нагрузками.
• Мониторинг производительности: операционная система предоставляет инструменты для мониторинга и оптимизации производительности системы, включая выявление узких мест, оптимизацию использования ресурсов и анализ системных журналов и показателей.
• Разделение времени: операционная система позволяет нескольким пользователям одновременно совместно использовать компьютерную систему и ее ресурсы, предоставляя механизмы разделения времени, которые распределяют ресурсы справедливо и эффективно.
• Системные вызовы: Операционная система предоставляет набор системных вызовов, которые позволяют приложениям взаимодействовать с операционной системой и получать доступ к ее ресурсам. Системные вызовы предоставляют стандартизированный интерфейс между приложениями и операционной системой, обеспечивая переносимость и совместимость между различными аппаратными и программными платформами.
• Средства обнаружения ошибок: содержат методы, включающие сообщения об ошибках, а также другие методы отладки и обнаружения ошибок.

Цели операционных систем

Давайте теперь рассмотрим некоторые цели операционной системы, которые упомянуты ниже.

• Удобство использования: Одна из целей — сделать компьютерную систему более удобной и эффективной в использовании.
• Удобство для пользователя: сделать компьютерную систему более интерактивной и предоставить более удобный интерфейс для пользователей.
• Легкий доступ: Обеспечить пользователям легкий доступ к использованию ресурсов, выступая в качестве посредника между оборудованием и его пользователями .
• Управление ресурсами: Для более эффективного и быстрого управления ресурсами компьютера.
• Контроль и мониторинг: отслеживание того, кто использует какой ресурс, удовлетворение запросов ресурсов и урегулирование конфликтующих запросов от разных программ и пользователей.
• Справедливое распределение ресурсов: обеспечение эффективного и справедливого распределения ресурсов между пользователями и программами.

Типы операционных систем

• Пакетная операционная система: Пакетная операционная система — это тип операционной системы, которая не взаимодействует с компьютером напрямую. Есть оператор, который берет похожие задания с одинаковыми требованиями и группирует их в пакеты.
• Операционная система с разделением времени: Операционная система с разделением времени — это тип операционной системы, которая позволяет многим пользователям совместно использовать ресурсы компьютера (максимальное использование ресурсов).
• Распределенная операционная система: Распределенная операционная система — это тип операционной системы, которая управляет группой различных компьютеров и делает вид, что это один компьютер. Эти операционные системы предназначены для работы в сети компьютеров. Они позволяют нескольким пользователям получать доступ к общим ресурсам и общаться друг с другом по сети. Примерами служат Microsoft Windows Server и различные дистрибутивы Linux, предназначенные для серверов.
• Сетевая операционная система: Сетевая операционная система — это тип операционной системы, которая работает на сервере и обеспечивает возможность управления данными, пользователями, группами, безопасностью, приложениями и другими сетевыми функциями.
• Операционная система реального времени: Операционная система реального времени — это тип операционной системы, которая обслуживает систему реального времени, а временной интервал, необходимый для обработки и реагирования на входные данные, очень мал. Эти операционные системы предназначены для реагирования на события в реальном времени. Они используются в приложениях, требующих быстрых и детерминированных ответов, таких как встроенные системы, промышленные системы управления и робототехника.
• Многопроцессорная операционная система: Многопроцессорные операционные системы используются в операционных системах для повышения производительности нескольких ЦП в одной компьютерной системе. Несколько ЦП связаны вместе, так что задание может быть разделено и выполнено быстрее.
• Однопользовательские операционные системы: Однопользовательские операционные системы предназначены для поддержки одного пользователя одновременно. Примерами являются Microsoft Windows для персональных компьютеров и Apple macOS.
• Многопользовательские операционные системы: Многопользовательские операционные системы предназначены для поддержки нескольких пользователей одновременно. Примерами являются Linux и Unix.
• Встроенные операционные системы: Встроенные операционные системы предназначены для работы на устройствах с ограниченными ресурсами, таких как смартфоны, носимые устройства и бытовая техника. Примерами являются Android от Google и iOS от Apple.
• Кластерные операционные системы: Кластерные операционные системы предназначены для работы на группе компьютеров или кластере, чтобы работать вместе как единая система. Они используются для высокопроизводительных вычислений и для приложений, требующих высокой доступности и надежности. Примерами являются Rocks Cluster Distribution и OpenMPI.

Как выбрать операционную систему?

При выборе лучшей операционной системы для нашего использования необходимо учитывать множество факторов. Эти факторы перечислены ниже.

• Фактор цены: Цена является одним из факторов при выборе правильной операционной системы, поскольку некоторые ОС являются бесплатными, например, Linux, но есть и платные ОС, например, Windows и macOS.
• Фактор доступности: некоторые операционные системы просты в использовании, например macOS и iOS, но некоторые ОС немного сложны для понимания, например Linux. Поэтому вам следует выбрать операционную систему, в которой вы более доступны.
• Фактор совместимости: Некоторые операционные системы поддерживают очень мало приложений, тогда как некоторые операционные системы поддерживают больше приложений. Вы должны выбрать ОС, которая поддерживает необходимые вам приложения.
• Фактор безопасности: Фактор безопасности также является фактором при выборе правильной ОС, поскольку macOS обеспечивает некоторую дополнительную безопасность, в то время как Windows имеет немного меньше функций безопасности.

Примеры операционных систем

• Windows (на базе графического интерфейса, ПК)
• GNU/Linux (персональные, рабочие станции, интернет-провайдеры, файловые серверы и серверы печати, трехуровневые клиент/сервер)
• macOS (Macintosh), используемая для персональных компьютеров и рабочих станций Apple (MacBook, iMac).
• Android (операционная система Google для смартфонов/планшетов/умных часов)
• iOS (операционная система Apple для iPhone, iPad и iPod Touch)