Функции операционной системы

Операционная система (ОС) действует как интерфейс связи между пользователем и компьютерным оборудованием. Ее цель - предоставить платформу, на которой пользователь может удобно и эффективно выполнять программы. ОС - это программное обеспечение, которое управляет распределением компьютерного оборудования. Координация оборудования должна быть соответствующей, чтобы гарантировать правильную работу компьютерной системы и не допустить вмешательства в нее пользовательских программ. Основная цель ОС - сделать компьютерную среду более удобной для использования, а вторичная цель - максимально эффективно использовать ресурсы. В этой статье мы подробно рассмотрим функции операционной системы.

Почему используются операционные системы?

ОС используются как канал связи между компьютерным оборудованием и пользователем. Они работают как посредники между системным оборудованием и конечным пользователем. Операционные системы, как операционные системы российского производства, так и зарубежные, выполняют следующие действия:

Они контролируют все ресурсы компьютера.
Они предоставляют ценные услуги пользовательским программам.
Они координируют выполнение пользовательских программ.
Предоставляют ресурсы для пользовательских программ.
Они предоставляют пользователям интерфейс (виртуальную машину).
Они скрывают сложность программного обеспечения.
Поддерживают несколько режимов выполнения.
Они контролируют выполнение пользовательских программ для предотвращения ошибок.

Основные функции операционной системы

Управление памятью

ОС управляет первичной памятью или основной памятью. Основная память состоит из большого массива байтов или слов, где каждому байту или слову назначен определенный адрес. Основная память - это быстрое хранилище, и к ней может обращаться напрямую ЦП. Для выполнения программы ее сначала необходимо загрузить в основную память. ОС управляет выделением и освобождением памяти для различных процессов и гарантирует, что другой процесс не использует память, выделенную одному процессу. ОС выполняет следующие действия по управлению памятью:

Она отслеживает первичную память, то есть, какие байты памяти используются какой пользовательской программой. Адреса памяти, которые уже были выделены, и адреса памяти, которая еще не была использована.
ОС определяет порядок, в котором процессам предоставляется доступ к памяти, и на какой срок.
Выделяет память процессу, когда процесс запрашивает ее, и освобождает память, когда процесс завершается или выполняет операцию ввода-вывода.

Управление процессором

В многопрограммной среде ОС решает, в каком порядке процессы получают доступ к процессору и сколько времени обработки имеет каждый процесс. Эта функция называется планированием процессов. ОС управляет работой процессора, распределяя между ним различные задания и гарантируя, что каждый процесс получает достаточно времени от процессора для правильной работы. ОС отслеживает состояние процессов. Программа, которая выполняет эту задачу, называется контроллером трафика. Выделяет ЦП, являющийся процессором, процессу. Освобождает процессор, когда процесс больше не требуется.

Управление устройствами

ОС управляет коммуникацией устройств через соответствующие драйверы. Она выполняет следующие действия по управлению устройствами, отслеживает все устройства, подключенные к системе, назначает программу, отвечающую за каждое устройство, называемое контроллером ввода/вывода, а также решает, какой процесс получит доступ к определенному устройству и на какой срок. ОС эффективно и действенно распределяет устройства, освобождает устройства, когда они больше не нужны.

Существуют различные устройства ввода и вывода. ОС управляет работой этих устройств ввода-вывода. Она получает запросы от этих устройств, выполняет определенную задачу и передает ответ запрашивающему процессу.

Управление файлами

Файловая система организована в каталоги для эффективной или легкой навигации и использования. Эти каталоги могут содержать другие каталоги и другие файлы. ОС выполняет следующие действия по управлению файлами. Она отслеживает, где хранится информация, настройки доступа пользователей, статус каждого файла и многое другое. Эти объекты в совокупности известны как файловая система. ОС отслеживает информацию относительно создания, удаления, передачи, копирования и хранения файлов организованным образом. Она также поддерживает целостность данных, хранящихся в этих файлах, включая структуру каталогов файлов, защищая от несанкционированного доступа.

Управление вводом и выводом

Управление вводом-выводом - важная функция операционной системы, определяющая, как ОС обрабатывает операции ввода - вывода между компьютером и внешними устройствами, такими как клавиатуры, мыши, принтеры, жесткие диски и мониторы.

Пользовательский интерфейс или интерпретатор команд

Пользователь взаимодействует с компьютерной системой через операционную систему. Таким образом, ОС действует как интерфейс между пользователем и аппаратным обеспечением компьютера. Этот пользовательский интерфейс предлагается через набор команд или графический пользовательский интерфейс (GUI). Через этот интерфейс пользователь взаимодействует с приложениями и аппаратным обеспечением машины.

Загрузка компьютера

Процесс запуска или перезагрузки компьютера называется загрузкой. Если компьютер полностью выключен, а если включен, то это называется холодной загрузкой. Теплая загрузка - это процесс использования операционной системы для перезагрузки компьютера.

Безопасность

ОС использует защиту паролем для защиты пользовательских данных и другие подобные методы. Она также предотвращает несанкционированный доступ к программам и пользовательским данным. ОС предоставляет различные методы, которые обеспечивают целостность и конфиденциальность пользовательских данных. Для защиты пользовательских данных используются следующие меры безопасности:

Защита от несанкционированного доступа через вход в систему.
Защита от вторжений путем поддержания активности брандмауэра.
Защита системной памяти от вредоносного доступа.
Отображение сообщений, связанных с уязвимостями системы.

Контроль над производительностью системы

ОС играют ключевую роль в управлении и оптимизации производительности системы. Они действуют как посредники между аппаратным и программным обеспечением, гарантируя эффективное использование вычислительных ресурсов. Одним из основных аспектов является распределение ресурсов, когда ОС выделяет процессорное время, память и устройства ввода-вывода различным процессам, стремясь обеспечить справедливое и оптимальное использование ресурсов. Планирование процессов, критическая функция, помогает решить, какие процессы или потоки должны выполняться, предотвращая монополизацию процессора какой-либо одной задачей и обеспечивая эффективную многозадачность.

Учет работы

ОС отслеживает время и ресурсы, используемые различными задачами и пользователями, эта информация может использоваться для отслеживания использования ресурсов для конкретного пользователя или группы пользователей. В многозадачной ОС, где одновременно работают несколько программ, ОС определяет, какие приложения должны запускаться в каком порядке и как время должно быть выделено для каждого приложения.

Средства обнаружения ошибок

ОС постоянно отслеживает систему, чтобы обнаружить ошибки и избежать сбоев в работе компьютерных систем. Время от времени операционная система проверяет систему на наличие внешних угроз или вредоносной программной активности. Она также проверяет оборудование на наличие любого типа повреждений. Этот процесс отображает несколько предупреждений для пользователя, чтобы можно было предпринять соответствующие действия против любого ущерба, нанесенного системе.

Координация между другим программным обеспечением и пользователями

ОС также координирует и назначает интерпретаторы, компиляторы, ассемблеры и другое программное обеспечение различным пользователям компьютерных систем. Проще говоря, ОС выступает регулировщиком дорожного движения вашего компьютера. Она направляет и управляет тем, как различные программы могут совместно использовать ресурсы вашего компьютера, не вызывая хаоса. Она гарантирует, что когда вы хотите использовать программу, она будет работать гладко, без сбоев или создания проблем для других. Таким образом, это похоже на дружелюбного офицера, обеспечивающего плавный поток движения на оживленной дороге, гарантируя, что каждый доберется туда, куда ему нужно, без каких-либо аварий или пробок.

Выполнение основных компьютерных задач

Управление различными периферийными устройствами, такими как мышь, клавиатура и принтер, осуществляется операционной системой. Сегодня большинство операционных систем являются plug-and-play. ОС автоматически распознают и настраивают устройства без вмешательства пользователя.

Управление сетью

ОС помогают компьютерам общаться друг с другом и с интернетом. Они управляют тем, как данные упаковываются и отправляются по сети, гарантируя их безопасную доставку и правильный порядок. Они также позволяют вам настраивать сетевые соединения, такие как Wi-Fi или Ethernet, и следить за тем, как работает ваша сеть. Они гарантируют, что ваш компьютер использует сеть эффективно и безопасно, например, регулируя скорость вашего интернета или защищая ваш компьютер от сетевых угроз.

Заключение

В заключение, функции операционной системы необходимы для бесперебойной работы компьютера. ОС управляет аппаратным и программным обеспечением, позволяя запускать различные программы, работая с памятью, файлами и устройствами, такими как принтеры или клавиатуры, и обеспечивая безопасность всего. Без этих основных функций мы не смогли бы эффективно использовать компьютеры. Операционная система действует как мозг компьютера, координируя все действия и гарантируя, что все работает правильно для пользователей и приложений.

Источник - Catback.ru

www.catback.ru - 15.11.2024 11:54

Другие пресс-релизы