История, назначение, функции и виды операционных систем

История, назначение, функции и виды операционных систем

Определение операционной системы (ОС)

Определение

Операционная система (ОС) — Операционная система (ОС) — это комплекс программных средств, который управляет аппаратными ресурсами компьютера и предоставляет пользователям и приложениям интерфейс для работы с этими ресурсами. ОС является основой для выполнения программ и взаимодействия пользователя с вычислительной техникой. Операционные системы развивались параллельно с развитием вычислительной техники. С момента появления первых компьютеров задачи, которые выполняли операционные системы, ограничивались минимальной координацией работы оборудования. Рассмотрим ключевые этапы развития ОС.

Простыми словами

ОС обеспечивает работу компьютера или устройства и связь с пользователем.

Эволюция операционных систем

1

1940–1950 гг.

В эти годы компьютеры представляли собой гигантские машины, которые выполняли программы с помощью перфокарт и перфолент. Управление ими было минимальным, программирование происходило напрямую на аппаратном уровне, что требовало больших усилий и времени.

2

1960-е гг.

Появление первых многозадачных операционных систем было связано с развитием вычислительных мощностей и появлением транзисторов. Одной из первых ОС, использующих принципы многозадачности, была CTSS (Compatible Time-Sharing System (Совместимая система разделения времени была первой универсальной операционной системой с разделением времени.

3

1970-е гг.

4

1980–1990-е гг.

С развитием персональных компьютеров появился рынок ОС для домашних пользователей. В 1981 году была выпущена операционная система MS-DOS для IBM PC, а в 1985 году компания Microsoft представила свою графическую оболочку Windows, которая впоследствии завоевала популярность.

5

2000-е и далее

В последние десятилетия ОС претерпели значительные изменения, связанные с ростом мобильных устройств (Android, iOS), а также с увеличением требуемых возможностей для облачных вычислений и виртуализации. Крупнейшими игроками стали ОС Windows, Linux, macOS, Android и iOS.

В это время начали развиваться операционные системы с более сложными возможностями управления ресурсами, такие как Multics (Multiplexed Information and Computing Service) и позднее UNIX (UNIX — это семейство операционных систем для компьютеров.

Назначение операционной системы

Управление аппаратными ресурсами

процессор, память, устройства ввода-вывода.

Интерфейс пользователя

графический (GUI) или текстовый (CLI).

Запуск и управление программами

выполнение и завершение задач, управление процессами.

Хранение данных

обеспечение доступа и управления файловой системой.

Основные функции ОС

1

Управление процессами

Операционная система управляет процессами, которые представляют собой выполняющиеся программы. Каждому процессу выделяются ресурсы, такие как время процессора, память и устройства ввода-вывода. ОС решает, какие процессы будут выполняться в каждый момент времени, и координирует их выполнение.

2

Управление памятью

ОС управляет оперативной памятью компьютера, организуя выделение памяти для процессов и следя за эффективностью её использования. − Современные ОС поддерживают виртуальную память, которая позволяет увеличивать объём доступной памяти за счет использования жесткого диска.

Управление файлами

ОС предоставляет интерфейс для работы с файлами: создание, чтение, запись, удаление, а также управление доступом к файлам. − Для эффективной работы с данными ОС использует файловые системы, которые определяют структуру хранения и организации данных на дисках.

ОС управляет всеми периферийными устройствами (клавиатуры, мыши, принтеры, диски, сетевая карта и другие). − Для этого используется механизм драйверов, которые обеспечивают взаимодействие между ОС и устройствами.

Управление устройствами ввода-вывода

По уровню взаимодействия с пользователем

ОС с графическим интерфейсом (GUI): Обеспечивает визуальное взаимодействие с пользователем через окна, кнопки и меню (например, Windows, macOS, Ubuntu). − ОС с командной строкой (CLI): Предоставляет текстовый интерфейс для ввода команд (например, старые версии UNIX, MS-DOS).

По типу устройства

Десктопные операционные системы: используются на персональных компьютерах и ноутбуках (например, Windows, macOS, Linux). − Мобильные операционные системы: Разработаны для мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты (например, Android, iOS). − Встраиваемые операционные системы: Разработаны для работы в специализированных устройствах, например, в бытовой технике, автомобилях, промышленных устройствах (например, RTOS, VxWorks).

1

2

По способу работы с несколькими пользователями

Однозадачные системы: Обрабатывают одну задачу в единицу времени (например, MS-DOS). − Многозадачные системы: Позволяют выполнять несколько задач одновременно, используя принцип времени разделения или многозадачности с предсказуемым временем отклика (например, UNIX, Linux, Windows).

По типу лицензирования

Проприетарные ОС: Разработаны и принадлежат коммерческим компаниям (например, Windows, macOS). − Открытые ОС: Исходный код таких систем доступен для использования и модификации всеми желающими (например, Linux, BSD).

По типу архитектуры

Монолитные ОС: Все основные компоненты ОС, такие как управление памятью, процессами и устройствами, работают в одном пространстве. Пример — Linux. − Модульные ОС: Система состоит из набора независимых компонентов, которые могут быть загружены и удалены по мере необходимости (например, microkernel системы, такие как Minix)

Заключение

Эволюция операционных систем (ОС) напрямую связана с развитием вычислительной техники. ОС играет важнейшую роль, обеспечивая управление ресурсами, защиту данных и взаимодействие пользователя с компьютером. Сегодняшние операционные системы создаются с учётом разнообразных устройств: от мощных серверов до компактных смартфонов.

Спасибо за внимание!