1.Поняття про операційні системи та їх місце в загальній структурі комп’ютера.

Сучасна комп’ютерна система складається з одного або декількох процесорів, оперативної пам’яті, дисків, клавіатури, принтерів, мережного інтерфейсу та інших пристроїв, тобто є складною комплексною системою. Написання програм, які слідкують за всіма компонентами, коректно їх використовують і при цьому працюють оптимально, представляє дуже складну задачу. З цієї причини комп’ютери забезпечуються спеціальним рівнем програмного забезпечення, який називають операційними системами. Операційна система відповідає за керування всіма названими пристроями і забезпечує користувача програмами для роботи з апаратурою. Розміщення операційної системи в загальній структурі комп’ютера показано на рис.1.1

Рис.1.1. Комп’ютерна система складається з апаратного забезпечення, системних програм і додатків.

В самому низу знаходиться апаратне забезпечення, яке в багатьох випадках може складатись з двох або більше рівнів. З них самий нижній рівень містить фізичні пристрої, які складаються з інтегральних мікросхем, провідників, джерел живлення і т.д. Вище розміщено мікроархітектурний рівень, на якому фізичні пристрої розглядаються з точки зору функціональних одиниць. На цьому рівні, звичайно, знаходяться внутрішні регістри центрального процесора і арифметико-логічний пристрій. На кожному такті процесора з регістра обирається один чи два операнди, які обробляються в арифметико-логічному пристрої. Результат зберігається в одному чи декількох регістрах. В деяких машинах операції над даними контролюються програмними додатками, які називаються мікропрограмами. В інших комп’ютерах такий контроль виконується напряму апаратними ланцюгами.

Певна система команд передається по маршруту передачі даних. Деякі команди можуть бути виконані за один цикл передачі даних, інші вимагають декількох циклів. Такі команди можуть використовувати регістри або інші можливості апаратури. Команди, які видимі для працюючого на асемблері програміста, формують рівень ISA (архітектура системи команд), що часто називається машинною мовою (містить 50-300 команд, які служать переважно для переміщення даних по комп’ютеру, виконання арифметичних дій і порівняння величин).

Над операційною системою розміщено решту системних програм: інтерпретатор команд (оболонка), системи вікон, компілятори, редактори і т.д. Ці програми не є частиною операційної системи. Під операційною системою розуміють то програмне забезпечення, яке запускається в режимі ядра (режимі супервізора). Вона захищена від втручання користувача за допомогою апаратних засобів. Компілятори і редактори запускаються в користувацькому режимі. Існують системи, в яких ця відмінність відсутня. Але в традиційних комп’ютерах операційна система представляє набір команд, що запускаються в режимі ядра. В багатьох системах є програми, які працюють в користувацькому режимі, але допомагають операційній системі або виконують спеціалізовані функції. При цьому вони не є частиною операційної системи, але виконувані ними дії впливають на її роботу. Всі програми, які запускаються в режимі ядра є частиною операційної системи, але деякі програми, які працюють поза цим режимом, можуть також відноситись до операційної системи, або бути з нею тісно зв’язаними. Прикладні програми пишуться користувачем або купуються для вирішення власних проблем.