Ett operativsystem fungerar som en mellanhand mellan användaren av en dator och datorhårdvaran. Syftet med ett operativsystem är att tillhandahålla en miljö där användaren kan utföra program på ett bekvämt och effektivt sätt.
Ett operativsystem är en programvara som hanterar datorhårdvaran. Hårdvaran måste tillhandahålla lämpliga mekanismer för att säkerställa att datorsystemet fungerar korrekt och för att förhindra att användarprogrammen stör systemets korrekta funktion.
Operativsystem – Definition:
- Ett operativsystem är ett program som kontrollerar utförandet av tillämpningsprogram och fungerar som ett gränssnitt mellan användaren av en dator och datorhårdvaran.
- En vanligare definition är att operativsystemet är det enda program som alltid körs på datorn (vanligtvis kallat kärnan) och att allt annat är tillämpningsprogram.
- Ett operativsystem sysslar med allokering av resurser och tjänster, t.ex. minne, processorer, enheter och information. Operativsystemet innehåller på motsvarande sätt program för att hantera dessa resurser, till exempel en trafikstyrare, en schemaläggare, minneshanteringsmodul, I/O-program och ett filsystem.
Operativsystemets funktioner – Operativsystemet utför tre funktioner:
- Bekvämlighet: Ett operativsystem gör datorn bekvämare att använda.
- Effektivitet: Ett operativsystem gör det möjligt att använda datasystemets resurser på ett effektivt sätt.
- Förmåga till utveckling: Ett operativsystem bör vara konstruerat på ett sådant sätt att det möjliggör effektiv utveckling, testning och införande av nya systemfunktioner samtidigt utan att störa tjänsten.
Driftssystem som användargränssnitt –
- Användare
- System- och tillämpningsprogram
- Driftssystem
- Hårdvara
Varje allmändator består av hårdvara, operativsystem, systemprogram och tillämpningsprogram. Hårdvaran består av minne, CPU, ALU och I/O-enheter, periferienheter och lagringsenheter. Systemprogrammet består av kompilatorer, laddare, redaktörer, operativsystem osv. Applikationsprogrammet består av affärsprogram, databasprogram.
Fig1: Begreppsbild av ett datorsystem
Alla datorer måste ha ett operativsystem för att kunna köra andra program. Operativsystemet samordnar användningen av maskinvaran mellan de olika systemprogrammen och tillämpningsprogrammen för olika användare. Det tillhandahåller helt enkelt en miljö inom vilken andra program kan utföra användbart arbete.
Operativsystemet är en uppsättning specialprogram som körs på ett datorsystem och som gör att det kan fungera korrekt. Det utför grundläggande uppgifter som att känna igen inmatning från tangentbordet, hålla reda på filer och kataloger på disken, skicka utdata till bildskärmen och styra kringutrustning.
OS är utformat för att tjäna två grundläggande syften:
- Det kontrollerar fördelningen och användningen av datorsystemets resurser mellan de olika användarna och uppgifterna.
- Det tillhandahåller ett gränssnitt mellan datorhårdvaran och programmeraren som förenklar och gör det möjligt att koda, skapa och felsöka tillämpningsprogram.
Operativsystemet måste stödja följande uppgifter. Uppgifterna är:
- Gör det möjligt att skapa, ändra program och datafiler med hjälp av en editor.
- Access till kompilatorn för att översätta användarprogrammet från högnivåspråk till maskinspråk.
- Försörjer ett laddningsprogram för att flytta den kompilerade programkoden till datorns minne för exekvering.
- Försörjer rutiner som hanterar detaljerna i I/O-programmeringen.
I/O System Management –
Modulen som håller koll på enheternas status kallas I/O-trafikstyrning. Varje I/O-enhet har en enhetshanterare som finns i en separat process som är associerad med den enheten.
I/O-subsystemet består av
- En minneshanteringskomponent som inkluderar buffring caching och spooling.
- Ett generellt gränssnitt för enhetsdrivrutiner.
Drivrutiner för specifika hårdvaruenheter.
Assembler –
Inputen till en assembler är ett program i assemblerspråk. Utgången är ett objektprogram plus information som gör det möjligt för laddaren att förbereda objektprogrammet för exekvering. En gång i tiden hade datorprogrammeraren till sitt förfogande en grundläggande maskin som genom hårdvara tolkade vissa grundläggande instruktioner. Han programmerade datorn genom att skriva en serie ettor och nollor (maskinspråk) och placerade dem i maskinens minne.
Compiler –
Högnivåspråken – exempel är FORTRAN, COBOL, ALGOL och PL/I – bearbetas av kompilatorer och tolkar. En kompilator är ett program som tar emot ett källprogram på ett ”högnivåspråk ”och producerar ett motsvarande objektprogram. En tolk är ett program som ser ut att utföra ett källprogram som om det vore maskinspråk. Samma namn (FORTRAN, COBOL etc.) används ofta för att beteckna både en kompilator och dess tillhörande språk.
Loader –
En loader är en rutin som laddar ett objektprogram och förbereder det för körning. Det finns olika laddningsscheman: absolut, relokering och direktlänkning. I allmänhet måste laddaren ladda, omlokalisera och länka objektprogrammet. Laddaren är ett program som placerar program i minnet och förbereder dem för exekvering. I ett enkelt laddningsschema ger assembleren ut maskinspråksöversättningen av ett program på en sekundär enhet och en laddare placerar den i kärnan. Laddaren placerar maskinspråksversionen av användarens program i minnet och överför kontrollen till det. Eftersom loaderprogrammet är mycket mindre än assemblerprogrammet gör de mer kärna tillgänglig för användarens program.
Operativsystemets historia –
Operativsystemet har utvecklats genom åren. Följande tabell visar operativsystemets historia.
| Generation | År | Elektronisk enhet som används | Typer av operativsystem Enhet |
|---|---|---|---|
| Första | 1945-55 | Ackumulatorrör | Stickkort |
| Tvåa | 1955-65 | Transistorer | Batchsystem |
| Tredje | 1965-80 | Integrerade kretsar(IC) | Multiprogrammering |
| Fjärde | Sedan 1980 | Integration i stor skala | PC |
Typer av operativsystem –
- Batchoperativsystem- Sekvens av jobb i ett program på en dator utan manuella ingrepp.
- Tidsdelningsoperativsystem- gör det möjligt för många användare att dela på datorresurserna.(Maximalt utnyttjande av resurserna).
- Distribuerat operativsystem- Hanterar en grupp av olika datorer och får dem att framstå som en enda dator.
- Nätverksoperativsystem- Datorer som körs i olika operativsystem kan delta i ett gemensamt nätverk (Används i säkerhetssyfte).
- Realtidsoperativsystem- Betydde att program ska fastställa tidsfrister.
Exempel på operativsystem är –
- Windows (GUI-baserad, PC)
- GNU/Linux (Personlig, arbetsstationer, ISP, fil- och utskriftsserver, klient/server i tre nivåer)
- macOS (Macintosh), som används för Apples persondatorer och arbetsstationer (MacBook, iMac).
- Android (Googles operativsystem för smartphones/surfplattor/smartwatches)
- iOS (Apples operativsystem för iPhone, iPad och iPod Touch)