Kas ir operētājsistēma: definīcija, funkcijas un piemēri
Uzzini, kas ir operētājsistēma: skaidra definīcija, galvenās funkcijas, populāru OS piemēri (Windows, macOS, Linux) un to pielietojumi ikdienā un speciālām vajadzībām.
Operētājsistēma (jeb OS) ir datora programmu kopums — ieskaitot ierīču draiverus, kodolu (kernel) un citas sistēmas programmas — kas ļauj cilvēkiem un lietojumprogrammām mijiedarboties ar datoru. Tā pārvalda datora aparatūras un programmatūras resursus, nodrošina kopīgus pakalpojumus lietojumprogrammām un veido lietotāja saskarni. Operētājsistēmas mērogs var būt ļoti atšķirīgs — no ļoti maziem un speciāliem risinājumiem (piemēram, MenuetOS) līdz plaši pazīstamām platformām kā Microsoft Windows.
Galvenās funkcijas
- Procesu un uzdevumu pārvaldība: OS kontrolē, kā programmas izmanto centrālo procesoru, plāno izpildi (scheduling), ļauj veikt vairāku programmu vienlaicīgu darbību (multitasking) un pārvalda procesu komunikāciju.
- Atmiņas pārvaldība: sistēma administrē sistēmas atmiņu (RAM), piešķir atmiņas blokus programmām un nodrošina aizsardzību pret neatļautu piekļuvi.
- Failu sistēma un datu glabāšana: OS organizē datus uz krātuves ierīcēm (cietajiem diskiem, SSD), pārvalda failu piekļuvi, tiesības un struktūru.
- Ierīču pārvaldība: operētājsistēma komunikē ar aparatūru caur draiveriem, kontrolē displejus, ievadierīces un citus perifērijas elementus.
- Tīkla funkcijas: OS nodrošina datu sūtīšanu un saņemšanu tīklā, veido tīkla protokolu atbalstu un drošības mehānismus (savienojumi ar citiem datoriem).
- Lietotāja saskarne: var būt grafiska (GUI) vai teksta komandlīnijas (CLI), kas ļauj lietotājam vadīt datoru un palaist programmas (saskarne).
- Drošība un piekļuves kontrole: OS kontrolē lietotāju autentifikāciju, piekļuves tiesības un aizsardzību pret ļaunprogrammatūru.
- Sistēmas izsaukumi un pakalpojumi: piedāvā API, caur kuriem lietojumprogrammas pieprasa resursus un sistēmas funkcijas.
Veidi un pielietojumi
Operētājsistēmas var būt dažādas atkarībā no mērķa:
- Galddatoru un portatīvie OS: paredzētas vispārīgai lietošanai (darbam, izklaidei). Šajā kategorijā ir populāras Microsoft Windows, macOS un Linux izplatīšanas.
- Mobilās operētājsistēmas: izstrādātas viedtālruņiem un planšetēm; tās optimizētas enerģijas patēriņam un pieskaršanās saskarnēm (skat. arī mobilās OS konceptu).
- Iebūvētās un speciālās sistēmas: darbojas ierīcēs kā rūpnieciskie kontrolieri, viedierīces, medicīnas aparāti vai IoT ierīces; šajās ierīcēs bieži lieto reāllaika operētājsistēmas (RTOS).
- Serveru OS un sadalītās sistēmas: paredzētas tīkla pakalpojumu un lielu datu apjomu apstrādei, bieži ar paplašinātu drošību un virtualizācijas atbalstu.
Kodoli un arhitektūra
Kodols (kernel) ir operētājsistēmas kodola daļa, kas tieši mijiedarbojas ar aparatūru. Ir dažādas pieejas kodola arhitektūrai, piemēram, monolītiskie kodoli (lielākā daļa funkciju darbojas vienā kodola telpā) un mikrokodoli (pamattiesības tiek saglabātas kodolā, bet papildu pakalpojumi darbojas lietotājas telpā). Šī izvēle ietekmē veiktspēju, uzturēšanu un drošību.
Kā izvēlēties operētājsistēmu?
Izvēle atkarīga no nepieciešamajām funkcijām:
- Ja svarīga ir saderība ar specifiskām programmām — pārbaudiet, kuras platformas tās atbalsta.
- Ja nozīmīga drošība un kontrole — apsveriet Linux vai serveru risinājumus ar regulāriem atjauninājumiem.
- Mobilitātei un pieejamībai — izvēlieties mobilos risinājumus vai vieglas distribūcijas portatīvajiem datoriem.
- Speciālām ierīcēm vai rūpnieciskai lietošanai — meklējiet iebūvētās vai reāllaika operētājsistēmas.
Īsumā, operētājsistēma ir pamatsistēma, kas nodrošina aparatūras un programmatūru koordināciju, drošību, tīkla komunikāciju un lietotāja saskarni. Dažas no biežāk izmantotajām operētājsistēmām ir macOS, Linux un Microsoft Windows, bet tirgū pastāv arī daudz citu risinājumu dažādiem mērķiem — no mobilajām ierīcēm līdz iebūvētām sistēmām.
Ubuntu GNU/Linux, brīva operētājsistēma
Vēsture
Pirmo operētājsistēmu izmantoja kopā ar ENIAC (elektroniskais ciparu integrators un dators). Bija ļoti grūti panākt, lai ENIAC darbotos. Operētājsistēmas darbība bija atkarīga no tā, kā bija savienoti slēdži un kabeļi, un atkarībā no šī faktora perforatoru kartes veidoja rezultātu. Lai gan tā bija sava veida operētājsistēma, mūsdienās tā nav uzskatāma par operētājsistēmu.
Pirmā operētājsistēma, kas izskatījās un darbojās kā operētājsistēmas mūsdienās, bija UNIX, ko 1969. gadā izveidoja Bell Labs. Tai bija neliels kodols un daudzas mazas programmas, ko varēja salikt kopā, lai strādātu ar lietotāja ievadi un datiem. Daudzas tās funkcijas tika pārņemtas no Multics - vecākas operētājsistēmas, kas tika izveidota 1964. gadā.
Atskaņot multivides Video: Vecas UNIX sistēmas izmantošana.
Operētājsistēmu veidi
Viena un vairāku uzdevumu veikšana
Viena uzdevuma sistēma vienlaikus var palaist tikai vienu programmu. Daudzuzdevumu operētājsistēmā vienlaicīgi var darboties vairāk nekā viena programma. Daudzuzdevumu veikšana tiek veikta, sadalot procesora laiku. Procesors katrai programmai atvēl nelielu daļu sava laika.
Viena un vairāku lietotāju
Viena lietotāja operētājsistēmas nevar atšķirt lietotājus, taču var atļaut vienlaicīgi palaist vairākas programmas. Daudzlietotāju operētājsistēma ļauj vairākiem lietotājiem vienlaicīgi mijiedarboties ar sistēmu.
Izplatīts
Sadalītā operētājsistēma pārvalda atsevišķu datoru grupu un liek tiem izskatīties pēc viena datora. Izkliedētie aprēķini tiek veikti vairāk nekā vienā datorā.
Šablonēts
Operētājsistēmas, izplatītās un mākoņdatošanas kontekstā šablonu veidošana attiecas uz vienas virtuālās mašīnas kā viesu operētājsistēmas izveidi, pēc tam saglabājot to kā rīku vairākām darbojošām virtuālajām mašīnām. Šis paņēmiens ir izplatīts lielos serveru noliktavās.
Iebūvēts
Iegultās operētājsistēmas ir paredzētas izmantošanai iegulto datoru sistēmās. Tās ir paredzētas darbam nelielās iekārtās, piemēram, PDA, ar mazāku autonomiju, un spēj darboties ar ierobežotu resursu skaitu. Windows CE un Minix 3 ir daži iegulto operētājsistēmu piemēri.
Reāllaika
Reālā laika operētājsistēma garantē notikumu vai datu apstrādi līdz noteiktam laika brīdim. Reālā laika operētājsistēma var būt vienuzdevumu vai daudzuzdevumu operētājsistēma, bet, ja tā ir daudzuzdevumu operētājsistēma, tā izmanto specializētus plānošanas algoritmus, lai panāktu deterministisku uzvedību. Notikumu vadīta sistēma pārslēdz uzdevumus, pamatojoties uz to prioritātēm vai ārējiem notikumiem, savukārt laika dalīšanas operētājsistēmas pārslēdz uzdevumus, pamatojoties uz pulksteņa pārrāvumiem.
Bibliotēka
Bibliotēku operētājsistēma ir tāda, kurā tipiskas operētājsistēmas sniegtie pakalpojumi, piemēram, tīklošana, tiek nodrošināti bibliotēku veidā un apvienoti ar lietojumprogrammu un konfigurācijas kodu, lai izveidotu unikernel - specializētu, vienas adreses telpas mašīna attēlu, ko var izvietot mākoņa vai iegulto vidēs.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir operētājsistēma?
A: Operētājsistēma (OS) ir datorprogrammu grupa, kas ļauj cilvēkiem mijiedarboties ar datoru un pārvaldīt datora aparatūras un programmatūras resursus.
J: Kādas ir operētājsistēmas sastāvdaļas?
A: Operētājsistēmas komponenti ir ierīču draiveri, kodoli un cita programmatūra, kas nodrošina datorprogrammām kopīgus pakalpojumus.
J: Vai operētājsistēma var būt maza vai liela?
A: Jā, operētājsistēma var būt maza (piemēram, MenuetOS) vai liela (piemēram, Microsoft Windows).
J: Kādi ir operētājsistēmu piemēri?
A: Daži operētājsistēmu piemēri ir macOS, Linux un Microsoft Windows.
J: Kādi ir dažādi operētājsistēmu izmantošanas veidi?
A: Dažādas operētājsistēmas var izmantot dažādiem mērķiem, piemēram, personālajiem datoriem, mobilajām operētājsistēmām vai specializētiem darbiem.
J: Kādus uzdevumus veic operētājsistēmas?
A: Operētājsistēma nodrošina, ka visas programmas var izmantot procesoru, sistēmas atmiņu, displejus, ievadierīces un citu aparatūru. Turklāt dažas no tām nodrošina lietotājam saskarni datora lietošanai un ir atbildīgas par datu nosūtīšanu uz citiem datoriem vai ierīcēm tīklā.
J: Kāda ir operētājsistēmas nozīme?
A: Operētājsistēmai ir būtiska nozīme, jo tā ļauj cilvēkiem mijiedarboties ar datoru, pārvalda datora aparatūras un programmatūras resursus un nodrošina datorprogrammām kopīgus pakalpojumus. Tā arī nodrošina, ka visas programmas var izmantot aparatūru, un nosūta datus citiem datoriem vai ierīcēm tīklā.
Meklēt