Un sistem de operare acționează ca un intermediar între utilizatorul unui calculator și hardware-ul acestuia. Scopul unui sistem de operare este de a oferi un mediu în care un utilizator poate executa programe într-un mod convenabil și eficient.
Un sistem de operare este un software care gestionează hardware-ul calculatorului. Hardware-ul trebuie să furnizeze mecanisme adecvate pentru a asigura funcționarea corectă a sistemului de calculatoare și pentru a împiedica programele utilizatorului să interfereze cu buna funcționare a sistemului.
Sistemul de operare – Definiție:
- Un sistem de operare este un program care controlează execuția programelor de aplicații și acționează ca o interfață între utilizatorul unui calculator și hardware-ul calculatorului.
- O definiție mai frecventă este aceea că sistemul de operare este singurul program care rulează în permanență pe calculator (numit de obicei nucleu), toate celelalte fiind programe de aplicație.
- Un sistem de operare se ocupă de alocarea resurselor și serviciilor, cum ar fi memoria, procesoarele, dispozitivele și informațiile. Sistemul de operare include în mod corespunzător programe pentru a gestiona aceste resurse, cum ar fi un controlor de trafic, un planificator, un modul de gestionare a memoriei, programe I/O și un sistem de fișiere.
Funcțiile sistemului de operare – Sistemul de operare îndeplinește trei funcții:
- Comoditate: Un sistem de operare face ca un calculator să fie mai comod de utilizat.
- Eficiență: Un sistem de operare permite ca resursele sistemului informatic să fie utilizate în mod eficient.
- Capacitatea de a evolua: Un SO ar trebui să fie construit astfel încât să permită dezvoltarea, testarea și introducerea eficientă a unor noi funcții de sistem în același timp, fără a interfera cu serviciul.
Sistemul de operare ca interfață cu utilizatorul –
- Utilizator
- Programe de sistem și programe de aplicație
- Sistemul de operare
- Hardware
Care calculator de uz general este format din hardware, sistem de operare, programe de sistem și programe de aplicație. Hardware-ul este format din memorie, CPU, ALU și dispozitive I/O, dispozitiv periferic și dispozitiv de stocare. Programul de sistem este format din compilatoare, încărcătoare, editori, sistem de operare etc. Programul de aplicație constă în programe de afaceri, programe de baze de date.
Fig1: Vedere conceptuală a unui sistem informatic
Care calculator trebuie să aibă un sistem de operare pentru a rula alte programe. Sistemul de operare coordonează utilizarea hardware-ului între diferitele programe de sistem și programele de aplicații pentru diverși utilizatori. El oferă pur și simplu un mediu în care alte programe pot face o muncă utilă.
Sistemul de operare este un set de programe speciale care rulează pe un sistem de calculatoare și care îi permite acestuia să funcționeze corect. El îndeplinește sarcini de bază, cum ar fi recunoașterea intrărilor de la tastatură, urmărirea fișierelor și directoarelor de pe disc, trimiterea ieșirii pe ecranul de afișare și controlul dispozitivelor periferice.
SOS este conceput pentru a servi două scopuri de bază:
- Controlează alocarea și utilizarea resurselor Sistemului de calcul între diverși utilizatori și sarcini.
- Furnizează o interfață între hardware-ul calculatorului și programator care simplifică și face fezabilă codificarea, crearea, depanarea programelor de aplicații.
Sistemul de operare trebuie să suporte următoarele sarcini. Sarcinile sunt:
- Furnizează facilitățile de creare, modificare a programelor și a fișierelor de date cu ajutorul unui editor.
- Acces la compilator pentru traducerea programului utilizatorului din limbaj de nivel înalt în limbaj mașină.
- Furnizează un program de încărcare pentru a muta codul programului compilat în memoria calculatorului pentru a fi executat.
- Furnizează rutine care se ocupă de detaliile programării I/O.
Managementul sistemului I/O –
Modulul care ține evidența stării dispozitivelor se numește controler de trafic I/O. Fiecare dispozitiv de E/S are un gestionar de dispozitiv care rezidă într-un proces separat asociat cu acel dispozitiv.
Subsistemul de E/S este format din
- O componentă de gestionare a memoriei care include memoria tampon caching și spooling.
- O interfață generală de drivere de dispozitiv.
Drivere pentru dispozitive hardware specifice.
Assamblor –
Intrarea unui asamblor este un program în limbaj de asamblare. Ieșirea este un program obiect plus informații care permit încărcătorului să pregătească programul obiect pentru execuție. La un moment dat, programatorul de calculatoare avea la dispoziție o mașină de bază care interpreta, prin intermediul hardware-ului, anumite instrucțiuni fundamentale. El programa acest calculator scriind o serie de unu și de zerouri (limbajul mașinii), le plasa în memoria mașinii.
Compilator –
Limbajele de nivel înalt- exemple sunt FORTRAN, COBOL, ALGOL și PL/I sunt prelucrate de compilatoare și interpretoare. Un compilator este un program care acceptă un program sursă într-un „limbaj de nivel înalt „și produce un program obiect corespunzător. Un interpretor este un program care pare să execute un program sursă ca și cum ar fi un limbaj de mașină. Același nume (FORTRAN, COBOL, etc.) este adesea folosit pentru a desemna atât un compilator, cât și limbajul asociat acestuia.
Loader –
Un Loader este o rutină care încarcă un program obiect și îl pregătește pentru execuție. Există diverse scheme de încărcare: absolută, de relocare și de legătură directă. În general, încărcătorul trebuie să încarce, să relocalizeze și să lege programul obiect. Încărcătorul este un program care plasează programele în memorie și le pregătește pentru execuție. Într-o schemă de încărcare simplă, asamblorul scoate traducerea în limbaj mașină a unui program pe un dispozitiv secundar, iar un încărcător îl plasează în nucleu. Încărcătorul plasează în memorie versiunea în limbaj mașină a programului utilizatorului și îi transferă acestuia controlul. Deoarece programul de încărcare este mult mai mic decât asamblorul, acestea pun la dispoziție mai mult nucleu pentru programul utilizatorului.
Istoria sistemului de operare –
Sistemul de operare a evoluat de-a lungul anilor. Tabelul următor prezintă istoricul sistemului de operare.
| Generație | Anul | Dispozitiv electronic utilizat | Tipuri de dispozitiv OS |
|---|---|---|---|
| Primul | 1945-55 | Tuburi de vâscozitate | Cărți de conectare |
| Secundul | 1955-65 | Transistori | Sisteme de lot |
| Al treilea | 1965-.80 | Circuite integrate (IC) | Multiprogramare |
| Cele de-al patrulea | După 1980 | Integrare la scară largă | PC |
Tipuri de sisteme de operare –
- Sisteme de operare pe loturi- Succesiune de lucrări într-un program pe un calculator, fără intervenții manuale.
- Sistem de operare cu partajare de timp- permite multor utilizatori să împartă resursele calculatorului.(Utilizarea maximă a resurselor).
- Sistem de operare distribuit- gestionează un grup de calculatoare diferite și face să pară un singur calculator.
- Sistem de operare de rețea- calculatoarele care rulează în sisteme de operare diferite pot participa la o rețea comună (Se utilizează în scopuri de securitate).
- Sistem de operare în timp real- a însemnat aplicații pentru fixarea termenelor.
Exemple de sisteme de operare sunt –
- Windows (bazat pe GUI, PC)
- GNU/Linux (Personal, stații de lucru, ISP, server de fișiere și imprimare, client/server pe trei niveluri)
- macOS (Macintosh), utilizat pentru calculatoarele personale și stațiile de lucru ale Apple (MacBook, iMac).
- Android (sistemul de operare al Google pentru smartphone-uri/tablete/smartwatch-uri)
- iOS (sistemul de operare al Apple pentru iPhone, iPad și iPod Touch)
.