Операциялық жүйелерге кіріспе

Дәріс 1: Операциялық жүйелерге кіріспе

Операциялық жүйе (operating system) – пайдаланушыға компьютерлік жабдықпен жұмыс істеу үшін ыңғайлы орта беретін бағдарламалар кешені.

Операциялық жүйе пайдаланушы бағдарламаларын іске қосуға мүмкіндік береді; компьютерлік жүйенің барлық ресурстарын – процессорды (процессорларды), жедел жадты, енгізу-шығару құрылғыларын басқарады; сыртқы жад құрылғыларында файлдар түрінде деректерді ұзақ уақыт сақтауды қамтамасыз етеді; компьютерлік желілерге қол жетімділікті қамтамасыз етеді.

Операциялық жүйенің рөлін толығырақ түсіну үшін кез-келген есептеу жүйесінің құрамдас бөліктерін қарастырыңыз (сурет.1.1).

[pic 1]

Сур. 1.1. Есептеу жүйесінің компоненттері

Барлық компоненттерді екі үлкен сыныпқа бөлуге болады- бағдарламалық қамтама(hardware) және аппараттық қамтама(software). Бағдарламалық қамтама қолданбалы, аспаптық және жүйелік болып бөлінеді. Бағдарламалық қамтаманың әр түрін қысқаша қарастырайық.

Есептеу жүйесін құрудың мақсаты-қолданушы мәселелерін шешу. Тапсырмалардың белгілі бір шеңберін шешу үшін қолданбалы бағдарлама жасалады (application). Қолданбалы бағдарламалардың мысалдары ретінде  мәтіндік редакторлар мен процессорлар (Блокнот, Microsoft Word), графикалық редакторлар (Paint, Microsoft Visio), электрондық кестелер (Microsoft Excel), дерекқорды басқару жүйелері (Microsoft Access, Microsoft SQL Server), браузерлер (Internet Explorer) және т.б. бола алады. Қолданбалы бағдарламалардың барлық жиынтығы қолданбалы бағдарламалық қамтама (application software) деп аталады. Бағдарламалық қамтама әртүрлі бағдарламалау құралдарының көмегімен жасалады (даму ортасы, компиляторлар, түзеткіштер және т.б.), олардың жиынтығы инструменталды бағдарламалық қамтама деп аталады.

Жүйелік бағдарламалық  қамтаманың  негізгі түрі-операциялық жүйелер. Олардың негізгі міндеті-бір жағынан қолданушы мен қосымшалар арасындағы интерфейсті (өзара әрекеттесу әдісін), екінші жағынан аппараттық құралдарды қамтамасыз ету. Жүйелік бағдарламалық жасақтамаға жүйелік утилиталар да кіреді-есептеу жүйесіне қызмет көрсету үшін қатаң анықталған функцияны орындайтын бағдарламалар, мысалы, жүйенің күйін диагностика жасау, дискідегі файлдарды дефрагментациялау, деректерді сығымдау (мұрағаттау). Утилиттер операциялық жүйе құрамына кіреді.

Барлық бағдарламалардың операциялық жүйемен өзара іс – қимылы жүйелік шақырулар (system calls) – яғни  операциялық жүйенің қажетті іс-қимылдарды орындауына арналған бағдарламалардың сұрау салулары көмегімен жүзеге асырылады. Жүйелік қоңыраулар жиынтығы API-Application Programming Interface (қолданбалы бағдарламалау интерфейсі) құрайды.

Операциялық жүйенің функциялары:

Операциялық жүйелер орындайтын негізгі функцияларға мыналар жатады:

• бағдарламалардың орындалуын қамтамасыз ету - бағдарламаларды жадқа жүктеу, бағдарламаларды процессорлық уақытпен қамтамасыз ету, жүйелік қоңырауларды өңдеу;
• оперативті жадты басқару-жадыны тиімді бөлу, бос және бос емес жадыны есепке алу;
• сыртқы жадты басқару - әртүрлі файлдық жүйелерді қолдау;
• енгізу-шығаруды басқару - түрлі перифериялық құрылғылармен жұмыс істеуін қамтамасыз ету;
• пайдаланушы интерфейсін ұсыну;
• қауіпсіздікті қамтамасыз ету-ақпаратты және жүйенің басқа да ресурстарын рұқсатсыз пайдаланудан қорғау;
• желілік өзара әрекеттесуді ұйымдастыру.

Операциялық жүйенің құрылымы

Операциялық жүйелердің құрылымын зерттемес бұрын, процессорлардың жұмыс режимдерін қарастырған жөн.

Қазіргі процессорларда кем дегенде екі жұмыс режимі бар – артықшылықты (supervisor mode) және пайдаланушы режимі (user mode)..

Олардың арасындағы айырмашылық, пайдаланушы режимінде аппараттық құралдарды басқаруға, жедел жадты қорғауға және процессордың жұмыс режимдерін ауыстыруға байланысты процессор командалары қол жетімді емес. Артықшылықты режимде процессор барлық мүмкін командаларды орындай алады.

Пайдаланушы режимінде орындалатын қосымшалар бір – бірінің мекенжай кеңістігіне тікелей қол жеткізе алмайды-тек жүйелік қоңыраулар арқылы жүзеге асырылады.