07 декабря 2023
Операционные системы #1
История. Назначение. Функции.
Сергей Русанов
Руководитель группы системного администрирования
- 10+ лет опыта работы в IT-отделах компаний на должностях от инженера до руководящих позиций
- DevOps
- Опыт виртуализации тестовых и продуктивных сред на основе Hyper-V, VMWare, Citrix
- Знание аппаратной части ПК и серверов (HP, Dell, SuperMicro, IBM)
- Знание принципов работы активного сетевого оборудования (Cisco, Linksys, Dell, Mikrotik), стека TCP/IP, маршрутизации, VLAN
- Знание и администрирование критично важных сервисов (AD, DNS, DFS, Failover Cluster, NLB, Exchange, TFS, Bacula Backup, SCOM, Zabbix)
- Навыки написания и модернизации скриптов bash, PowerShell, Python, cmd
Большинство современных компьютеров состоит из двух и более уровней.
Уровень 0 – аппаратное обеспечение машины.
Электронные схемы этого уровня выполняют программы, написанные на языке уровня 1.
Следующий уровень – микроархитектурный уровень.
На этом уровне можно видеть совокупности 8 или 32 (иногда и больше) регистров, которые формируют локальную память и АЛУ (арифметико-логическое устройство). Регистры вместе с АЛУ формируют тракт данных, по которому поступают данные. Основная операция этого тракта заключается в следующем. Выбирается один или два регистра, АЛУ производит над ними какую-то операцию, а результат помещается в один из этих регистров. На некоторых машинах работа тракта контролируется особой программой, которая называется микропрограммой. В других машинах такой контроль выполняется аппаратным обеспечением.
Следующий (второй) уровень составляет уровень архитектуры системы команд.
Команды используют регистры и другие возможности аппаратуры. Команды формируют уровень ISA (Instruction Set Architecture), называемый машинным языком. Обычно машинный язык содержит от 50 до 300 команд, служащих преимущественно для перемещения данных по компьютеру, выполнения арифметических операций и сравнения величин.
Следующий (третий) уровень обычно – гибридный. Большинство команд в его языке есть также и на уровне архитектуры системы команд. У этого уровня есть некоторые дополнительные особенности: набор новых команд, другая организация памяти, способность выполнять две и более программы одновременно и некоторые другие. С течением времени набор таких команд существенно расширился. В нем появились так называемые макросы операционной системы или вызовы супервизора, называемые теперь системными вызовами.
Новые средства, появившиеся на третьем уровне, выполняются интерпретатором, который работает на втором уровне. Этот интерпретатор был когда-то назван операционной системой. Команды третьего уровня, идентичные командам второго уровня, выполняются микропрограммой или аппаратным обеспечением, но не операционной системой. Иными словами, одна часть команд третьего уровня интерпретируется операционной системой, а другая часть – микропрограммой. Вот почему этот уровень операционной системы считается Гибридным.
Четвертый уровень представляет собой символическую форму одного из языков низкого уровня (обычно ассемблер). На этом уровне можно писать программы в приемлемой для человека форме. Эти программы сначала транслируются на язык уровня 1, 2 или 3, а затем интерпретируются соответствующей виртуальной или фактически существующей (физической) машиной.
Уровни с пятого и выше предназначены для прикладных программистов, решающих конкретные задачи на языках высокого уровня (C, C++, C#, VBA и др.). Компиляторы и редакторы этих уровней запускаются в пользовательском режиме. На еще более высоких уровнях располагаются прикладные программы пользователей.
Таким образом, операционная система – это набор программ, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.
Образно можно сказать, что аппаратура компьютера предоставляет "сырую" вычислительную мощность, а задача операционной системы заключается в том, чтобы сделать использование этой вычислительной мощности доступным и по возможности удобным для пользователя.
Уровень 0 – аппаратное обеспечение машины.
Электронные схемы этого уровня выполняют программы, написанные на языке уровня 1.
Следующий уровень – микроархитектурный уровень.
На этом уровне можно видеть совокупности 8 или 32 (иногда и больше) регистров, которые формируют локальную память и АЛУ (арифметико-логическое устройство). Регистры вместе с АЛУ формируют тракт данных, по которому поступают данные. Основная операция этого тракта заключается в следующем. Выбирается один или два регистра, АЛУ производит над ними какую-то операцию, а результат помещается в один из этих регистров. На некоторых машинах работа тракта контролируется особой программой, которая называется микропрограммой. В других машинах такой контроль выполняется аппаратным обеспечением.
Следующий (второй) уровень составляет уровень архитектуры системы команд.
Команды используют регистры и другие возможности аппаратуры. Команды формируют уровень ISA (Instruction Set Architecture), называемый машинным языком. Обычно машинный язык содержит от 50 до 300 команд, служащих преимущественно для перемещения данных по компьютеру, выполнения арифметических операций и сравнения величин.
Следующий (третий) уровень обычно – гибридный. Большинство команд в его языке есть также и на уровне архитектуры системы команд. У этого уровня есть некоторые дополнительные особенности: набор новых команд, другая организация памяти, способность выполнять две и более программы одновременно и некоторые другие. С течением времени набор таких команд существенно расширился. В нем появились так называемые макросы операционной системы или вызовы супервизора, называемые теперь системными вызовами.
Новые средства, появившиеся на третьем уровне, выполняются интерпретатором, который работает на втором уровне. Этот интерпретатор был когда-то назван операционной системой. Команды третьего уровня, идентичные командам второго уровня, выполняются микропрограммой или аппаратным обеспечением, но не операционной системой. Иными словами, одна часть команд третьего уровня интерпретируется операционной системой, а другая часть – микропрограммой. Вот почему этот уровень операционной системы считается Гибридным.
Четвертый уровень представляет собой символическую форму одного из языков низкого уровня (обычно ассемблер). На этом уровне можно писать программы в приемлемой для человека форме. Эти программы сначала транслируются на язык уровня 1, 2 или 3, а затем интерпретируются соответствующей виртуальной или фактически существующей (физической) машиной.
Уровни с пятого и выше предназначены для прикладных программистов, решающих конкретные задачи на языках высокого уровня (C, C++, C#, VBA и др.). Компиляторы и редакторы этих уровней запускаются в пользовательском режиме. На еще более высоких уровнях располагаются прикладные программы пользователей.
Таким образом, операционная система – это набор программ, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.
Образно можно сказать, что аппаратура компьютера предоставляет "сырую" вычислительную мощность, а задача операционной системы заключается в том, чтобы сделать использование этой вычислительной мощности доступным и по возможности удобным для пользователя.
Больше об операционных системах смотрите в видео-уроке
Содержание:
00:00:00 - Что такое ОС?
00:06:24 - История и эволюция ОС
00:11:45 - Функции ОС
00:14:43 - Интерфейсы и их виды
00:16:54 - Командная строка Windows
00:20:33 - Основные команды
00:25:30 - Работа с Chocolatey
00:32:14 - Командная строка Linux
00:37:24 - Основные команды
01:06:57 - Работа с репозиториями
01:23:22 - Поиск, установка и удаление пакетов
Содержание:
00:00:00 - Что такое ОС?
00:06:24 - История и эволюция ОС
00:11:45 - Функции ОС
00:14:43 - Интерфейсы и их виды
00:16:54 - Командная строка Windows
00:20:33 - Основные команды
00:25:30 - Работа с Chocolatey
00:32:14 - Командная строка Linux
00:37:24 - Основные команды
01:06:57 - Работа с репозиториями
01:23:22 - Поиск, установка и удаление пакетов
Вам также может быть интересно