Выражение «операционная система» слышал каждый, кто пользовался компьютером, телефоном, смарт-телевизором и другими устройствами. Операционная система хоть в информатике, хоть не в информатике всегда означает одно и то же. Итак, что такое ОС в компьютере или в любом другом устройстве?
Операционная система — это набор из взаимосвязанных системных программ, благодаря которым работает компьютерное устройство. ОС в компьютере помогает человеку правильно и эффективно взаимодействовать с устройством и другими установленными программами. Самые популярные операционные системы у многих «на слуху». Например, наверное все слышали про такие ОС для компьютеров как:
Windows;
разнообразные дистрибутивы Linux;
MacOS;
ChromeOS;
и др.
Обладатели телефонов точно знают, что вся армия этих гаджетов делится на две большие группы согласно их операционным системам, это:
Android;
iOS.
Конечно, операционных систем для компьютеров и телефонов намного больше, чем мы обозначили. Но их достаточно, чтобы понять, что операционная система — это не нечто отдаленное, это такой вид программы, с которой мы сталкиваемся каждый день. Теперь давайте подробнее остановимся на том, что такое ОС в компьютере.
Операционная система в информатике
Информатика — это родоначальник компьютерных устройств, роботов, программирования и др. Информатика, как наука, покрывает разнообразные сферы: начиная от строения и производства программ и заканчивая программированием программного обеспечения.
С курса школьной информатики многим примерно знакомо внутреннее строение компьютера:
процессор;
материнская плата;
жесткий диск;
оперативная память;
и др.
Устройство компьютера кажется сложным, а его возможности очень впечатляющими, но на самом деле он не всесилен. И его стабильная работа и функциональные возможности доступны благодаря операционной системе.
«Мозгом» в компьютере является процессор. Именно он проводит сложнейшие вычисления и отдает команды другим компонентам компьютера, чтобы они правильно реагировали на программный код и действия пользователя. Но процессор не может самостоятельно регулировать собственную работу. Все что он может — это обрабатывать определенное количество команд в секунду. Но процессор никак не может решить какие команды ему нужно обрабатывать, а какие нет. Все что в него попало, то он и обработал.
Распределением возможностей процессора и всей производительности компьютера занимается операционная система. Именно она решает:
какую команду и когда должен обработать процессор;
какие еще компоненты компьютера нужно задействовать в работе;
сколько оперативной памяти нужно выделить программе;
что сохранить в оперативной памяти, а что удалить;
как распределить приоритет между всеми открытыми программами на компьютере;
и др.
Операционная система в любом устройстве представляет собой самую главную программу, которая отвечает за работоспособность, мощность и функциональность всего устройства. Каким бы мощным ни было устройство в аппаратной части, если его операционная система работает с ошибками и неправильно управляет возможностями устройства, тогда толку от этого устройства не будет. И наоборот, в маломощных устройствах их стабильная работа достигается за счет эффективности операционной системы.
Что такое ОС в компьютере: основные моменты
Операционная система в информатике представлена комплексом разнообразных программ, свойств и функций. Полноценно описать возможности и работу операционной системы в одной статье нереально. Но можно остановиться на ее основных моментах, о которых нужно знать.
Процесс, как способ управления. Каждая запущенная программа на компьютере для операционной системы будет отдельным процессом. При этом сама ОС в компьютере также состоит из множества процессов. ОС вынуждена отслеживать каждый запущенный процесс, для того чтобы правильно распределять ресурсы компьютера. Для этого действия в ОС присутствует специальная структура данных, которая является блоком управления процессов.
Потоки и параллельное выполнение. Одна программа — это один процесс. В процессоре постоянно производятся вычисления, где очередь из команд для вычисления составляют поток. Принято считать, что одно ядро — это один поток для команд. При этом некоторые производители ядер разделяют одно ядро на несколько потоков. Но сейчас не об этом. Одна программа или один процесс могут выполняться в одном потоке, то есть в одном потоке процессора. Но также один процесс может выполняться в несколько потоков. В многопоточном режиме программы выполняются быстрее, за счет того, что нужно меньше времени стоять в очереди команд процессора. Быть программе однопоточной или многопоточной — решает программист. Но ОС распределяет работу программы (процесса) в несколько потоков, если такой режим в ней заложен.
Приоритет выполнения или планирование. Не важно сколько потоков в процессоре. В них всегда будет стоять очередь из команд, которые нужно выполнить. В обычном режиме команды выполняются процессором последовательно, то есть как очередь из команд идет, так они и выполняются. Но случаются моменты, когда нужно некоторые команды выполнить без очереди и в срочном порядке. Именно ОС в компьютере определяет приоритет выполнения команд. Приоритет выполнения команд в потоке определяется действиями пользователя. Операционная система постоянно «следит» за теми приложениями, которые использует пользователь в данный момент. Активные приложения выполняются процессором без очереди.
Оперативная память. В оперативной памяти хранится та информация, которая наиболее часто используется процессором. Потому что к этой памяти можно легко и быстро обратиться. Однако оперативная память не безгранична. Нужно постоянно следить за ее состоянием, чтобы вовремя очищать или, наоборот, вносить в нее новые данные. Этим действием занимается операционная система.
Ядро. Ядро операционной системы — это ее центральная программная часть. Именно ядро отвечает за работу операционной системы и является ее основной частью. Операционную систему можно представить так: ядро, а на ядро «наложены» другие программы ОС: драйвера, кодеки, интерфейс, системные утилиты, системные программы, адаптеры и др.
Заключение
Операционная система в информатике — это «мозг» устройства, на котором она используется. Операционных систем много и каждая из них обладает разными характеристиками и свойствами. Но задача у всех общая — это наладить эффективную работу устройства.
Другое
