Терминът операционна система, най-вероятно ви е познат още от ерата на първите персонални компютри. Днес, умните устройства вече са десетки видове, тяхната работа нямаше да бъде толкова продуктивна, ако не разполагаха с операционни системи, които да ни позволяват не само бързодействие на процеса, който сме им задали, но и мултитаскинг, за да използваме времето си още по-ефективно. Всъщност не всеки компютър разполага с операционна система – този, който управлява микровълновата ни фурна, например, няма нужда от такава, тъй като наборът от задачи, които трябва да изпълнява никога не се променя. От операционна система, обаче, имат нужда всички останали устройства, които изпълняват различни цели, комуникират с потребителите по по-сложен начин и могат да бъдат надграждани с цел отговаряне на променящите се нужди на хората.
Както сами можете да се досетите, нашите смартфони и таблети отговарят на тези условия, което обяснява и защо те не могат да бъдат интелигентни мобилни устройства без да разполагат с операционна система. И макар всеки да знае какво е операционната система на практика, тук ще погледнем към нея от теоретична гледна точка.
Всяко едно устройство, което разполага с операционна система (ОС), може да промени своята работа с модифициране на същата тази операционна система. Точно поради тази причина основният софтуер на устройствата (операционната система) е съставена от така наречен „портативен” код, който търпи изменения и може да бъде надграден без промяната да окаже каквото и да е въздействие върху хардуера.
Основни функции на операционната система
Операционната система изпълнява две основни функции, описани по-долу:
- Тя управлява хардуерните и софтуерните ресурси на системата, към които спадат неща като: централен процесор, памет, екран, списък с контакти, батерия, свързване към интернет мрежа и какво ли още не. Тази функция е жизненоважна, тъй като многобройни програми и методи за въвеждане на информация се съревновават едновременно за „вниманието” на централния процесор и едновременно изискват оперативна памет и пространство. Целта на ОС, следователно, е да разпределя наличните ресурси между всички тези приложения по възможно най-оптимален начин.
- ОС осигурява стабилен и постоянен начин, по който приложенията да се справят с хардуера без да знаят подробности за този хардуер. Този „начин” е по-известен като приложно-програмен интерфейс (API), който позволява на един програмист да напише приложение на едно компютърно устройство и да бъде почти 100% сигурен, че приложението ще бъде разпознато от друго устройство от същия тип.
Задачи на операционната система
По-долу ще разгледаме основните задачи на операционната система:Управление на процесора
Управлението на процесора се изразява в две неща: гарантиране, че всеки процес или приложение получава достатъчно от времето на процесора, за да функционира и използване на колкото се може повече цикли на процесора за реална работа. В зависимост от начина, по който ОС управлява споменатите процеси различаваме два вида операционни системи: single-tasking и multi-tasking. Най-просто казано, първият вид ОС ни оставя с впечатлението, че компютърът работи само по една задача, докато вторият – че работи едновременно по много. Мобилните операционни системи, които ползваме днес, са оборудвани с отлични възможности за мултитаскинг.
Управление на паметта
Управлението на паметта се изразява в следните две задачи: 1) на всеки процес трябва да бъде осигурена достатъчно памет, без това да пречи на останалите процеси и 2) различните видове памет в системата трябва да се използват правилно, така че всеки процес да се изпълнява с оптимален ефект.
Управлението на капацитета на твърдия диск (при мобилните устройства това е вграденият сторидж) е най-бавно. Освен с него, обаче, ОС се занимава с още два вида памет:
Високоскоростен кеш: това е бързо, сравнително малко количество памет, до което централният процесор достига най-бързо. Контролерите на кеша предвиждат от кои данни ще има нужда процесорът и след това изтеглят тези данни от основната памет в кеша, за да ускорят производителността на системата.
Основна памет: позната още като RAM памет.
Целта на ОС е да балансира между всички тези видове памет, придвижвайки данните на блокове (наричани още страници) между наличната памет в съответствие с протичащите процеси.
Потребителски интерфейс
Когато мислим за операционни системи, ние обикновено си представяме техния „външен вид” или потребителския интерфейс. Потребителският интерфейс всъщност е нещо като „горния слой” на операционната система, а управлението на всички основни функции се случва в „ядрото”. Връзката между ядрото на операционната система и потребителския интерфейс определя и разликите между съвременните операционни системи.
