Mikä on Operating-järjestelmä? Opastus
Nathaniel Brooks
⚡ Älykäs yhteenveto
An OperaKäyttöjärjestelmä (OS) on järjestelmäohjelmisto, joka hallitsee tietokoneen laitteisto- ja ohjelmistoresursseja samalla, kun se tarjoaa olennaisia palveluita ohjelmille. Se toimii välittäjänä käyttäjien ja koneen välillä mahdollistaen tehokkaan moniajon ja resurssien kohdentamisen.
Mikä on Operating System?
An Operating System (OS) on ohjelmisto, joka toimii rajapintana tietokoneen laitteistokomponenttien ja käyttäjän välillä. Jokaisessa tietokonejärjestelmässä on oltava vähintään yksi käyttöjärjestelmä muiden ohjelmien suorittamiseksi. Sovellukset, kuten selaimet, MS Office, Muistiopelit jne., tarvitsevat jonkin ympäristön toimiakseen ja suorittaakseen tehtäviään.
Käyttöjärjestelmä auttaa sinua kommunikoimaan tietokoneen kanssa ilman, että osaat puhua tietokoneen kieltä. Käyttäjä ei voi käyttää tietokonetta tai mobiililaitetta ilman käyttöjärjestelmää.
Ymmärtääksemme, miten käyttöjärjestelmät ovat kehittyneet, tarkastellaanpa niiden historiaa.
Käyttöjärjestelmän historia
- Operating-järjestelmät kehitettiin ensimmäisen kerran 1950-luvun lopulla nauhatallennusten hallintaan
- General Motorsin tutkimuslaboratorio otti käyttöön ensimmäisen käyttöjärjestelmän 1950-luvun lopulla. IBM 701
- 1960-luvun puolivälissä käyttöjärjestelmät alkoivat käyttää levyjä
- 1960-luvun lopulla kehitettiin ensimmäinen versio Unix-käyttöjärjestelmästä
- Ensimmäinen käyttöjärjestelmä, jonka on rakentanut Microsoft oli DOS. Se rakennettiin vuonna 1981 ostamalla 86-DOS-ohjelmisto seattlelaiselta yhtiöltä
- Nykyajan suosittu käyttöjärjestelmä Windows syntyi ensimmäisen kerran vuonna 1985, kun graafinen käyttöliittymä luotiin ja yhdistettiin MS-DOS:n kanssa.
Nykyään useat käyttöjärjestelmät kilpailevat markkina-asemasta pöytätietokoneissa ja mobiililaitteissa.
Esimerkkejä Operajärjestelmä markkinaosuudella
Seuraavat ovat Operajärjestelmäesimerkkejä uusimman markkinaosuuden kanssa
| OS nimi | Jaa: |
|---|---|
| Android | 44.44 |
| Windows | 27.45 |
| iOS | 15.94 |
| macOS | 8.65 |
| Linux | 1.61 |
| Chrome OS | 1.36 |
Koska käyttöjärjestelmiä on niin paljon, on hyödyllistä ymmärtää, miten ne eroavat toisistaan suunnittelun ja tarkoituksen suhteen.
Tyyppisiä Operating System (OS)
Seuraavassa on suosittuja käyttöjärjestelmätyyppejä (Operating-järjestelmä):
- Erä Operating System
- Moniajo/ajanjakokäyttöjärjestelmä
- Monikäsittelyjärjestelmä
- Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä
- Hajautettu käyttöjärjestelmä
- Verkko-käyttöjärjestelmä
- Mobiili käyttöjärjestelmä
Erä Operating System
Jotkin tietokoneprosessit ovat erittäin pitkiä ja aikaa vieviä. Saman prosessin nopeuttamiseksi samankaltaisia tarpeita vaativat työt kootaan yhteen ja suoritetaan ryhmänä.
Eräkäyttöjärjestelmän käyttäjä ei ole koskaan suorassa vuorovaikutuksessa tietokoneen kanssa. Tällaisessa käyttöjärjestelmässä jokainen käyttäjä valmistelee työnsä offline-laitteella, kuten reikäkortilla, ja lähettää sen tietokoneen käyttäjälle.
Monitehtävä/ajanjako Operating Systems
Time-sharing-käyttöjärjestelmä mahdollistaa eri päätteessä (kuoressa) olevien ihmisten käyttää yhtä tietokonejärjestelmää samanaikaisesti. Prosessoriaikaa (CPU), joka jaetaan useiden käyttäjien kesken, kutsutaan ajanjakoksi.
multiprocessing Operating System
Moniprosessointikäyttöjärjestelmä käyttää useampaa kuin yhtä suoritinta prosessien suorittamiseen. Useat suorittimet toimivat rinnakkain jakaen tietokoneväylän, kellon, muistin ja oheislaitteet. Tämä lähestymistapa parantaa suorituskykyä ja luotettavuutta, koska jos yksi suoritin vikaantuu, muut suorittimet voivat jatkaa työskentelyä.
Reaaliaikainen käyttöjärjestelmä
A reaaliaikainen käyttöjärjestelmä on hyvin lyhyt aikaväli syötteiden käsittelyyn ja niihin vastaamiseen. Esimerkkejä: Sotilasohjelmistojärjestelmät, avaruusohjelmistojärjestelmät ovat reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän esimerkkejä.
hajautettu Operating System
Hajautetut järjestelmät käyttävät monia eri koneissa sijaitsevia prosessoreita tarjotakseen käyttäjilleen erittäin nopean laskennan.
verkkotuotteet Operating System
verkkotuotteet Operating Järjestelmä toimii palvelimella. Se tarjoaa mahdollisuuden hallita tietoja, käyttäjiä, ryhmiä, turvallisuutta, sovelluksia ja muita verkkotoimintoja.
Mobiili käyttöjärjestelmä
Mobiilikäyttöjärjestelmät ovat erityisesti älypuhelimien, tablettien ja puettavien laitteiden käyttöön suunniteltuja käyttöjärjestelmiä.
Jotkut tunnetuimmista mobiilikäyttöjärjestelmistä ovat Android ja iOS, mutta muita ovat HarmonyOS, Wear OS ja watchOS.
Jokainen käyttöjärjestelmätyyppi suorittaa joukon ydintoimintoja, jotka pitävät järjestelmän toiminnassa sujuvasti.
Toiminnot Operating System
Joitakin tyypillisiä käyttöjärjestelmän toimintoja voivat olla muistin, tiedostojen, prosessien, I/O-järjestelmän ja laitteiden, suojauksen jne. hallinta.
Alla on tärkeimmät toiminnot Operating-järjestelmä:
Leikkauksessa järjestelmäohjelmisto suorittaa jokaisen toiminnon:
- Prosessien hallinta: Prosessinhallinta auttaa käyttöjärjestelmää luomaan ja poistamaan prosesseja. Se tarjoaa myös mekanismeja prosessien välistä synkronointia ja viestintää varten.
- Muistin hallinta: Muistinhallintamoduuli suorittaa muistitilan varaamisen ja vapauttamisen ohjelmille, jotka tarvitsevat näitä resursseja.
- Tiedostonhallinta: Se hallitsee kaikkia tiedostoihin liittyviä toimintoja, kuten organisaation tallennusta, hakua, nimeämistä, jakamista ja tiedostojen suojaamista.
- LaitehallintaLaitehallinta pitää kirjaa kaikista laitteista. Tämä moduuli, joka tunnetaan myös nimellä I/O-ohjain, suorittaa laitteiden allokoinnin ja allokoinnin poiston.
- I/O-järjestelmän hallinta: Yksi minkä tahansa käyttöjärjestelmän päätavoitteista on piilottaa laitteiden erityispiirteet käyttäjältä.
- Toissijaisen tallennustilan hallinta: Järjestelmillä on useita tallennustasoja, jotka sisältävät ensisijaisen tallennustilan, toissijaisen tallennustilan ja välimuistin. Ohjeet ja tiedot on tallennettava ensisijaiseen muistiin tai välimuistiin, jotta käynnissä oleva ohjelma voi viitata niihin.
- Turvallisuus: Suojausmoduuli suojaa tiedot tietokonejärjestelmän suojaaminen haittaohjelmien uhilta ja luvattomalta käytöltä.
- Komennon tulkintaTämä moduuli tulkitsee käyttäjän antamia komentoja ja varaa järjestelmäresursseja näiden komentojen käsittelyyn.
- Verkostoituminen: Hajautettu järjestelmä on ryhmä prosessoreita, jotka eivät jaa muistia, laitteistoja tai kelloa. Prosessorit kommunikoivat keskenään verkon kautta.
- TyökirjanpitoErilaisten töiden ja käyttäjien käyttämän ajan ja resurssien seuraaminen.
- Viestinnän hallinta: Kääntäjien, tulkkien ja muiden ohjelmistoresurssien koordinointi ja osoittaminen tietokonejärjestelmien eri käyttäjille.
Näiden ominaisuuksien lisäksi käyttöjärjestelmät tarjoavat useita tärkeitä ominaisuuksia.
Ominaisuudet Operating System (OS)
Tässä on luettelo käyttöjärjestelmän tärkeimmistä ominaisuuksista:
- Suojattu ja valvojatila
- Sallii levyn käytön ja tiedostojärjestelmien käytön
- Laitteistoajurit
- Networking
- Turvallisuus
- Ohjelman suoritus
- Muistinhallinta
- Virtuaalimuistia
- Moniajo
- I/O-toimintojen käsittely
- Tiedostojärjestelmän manipulointi
- Virheiden havaitseminen ja käsittely
- Resurssien kohdentaminen
- Tietojen ja resurssien suojaus
Miten OperaToimiiko järjestelmä?
Kun käynnistät tietokoneen, käyttöjärjestelmä on ensimmäinen merkittävä ohjelmisto, joka latautuu muistiin. Tätä käynnistyssekvenssiä kutsutaan käynnistysprosessi, ja se noudattaa tiettyä vaihesarjaa.
Ensin tietokone suorittaa pienen, laiteohjelmistoon tallennetun ohjelman nimeltä BIOS (Basic Input/Output System) tai UEFI (Unified Extensible Firmware Interface). Tämä laiteohjelmisto suorittaa käynnistystestin (POST) varmistaakseen, että tärkeät laitteistokomponentit, kuten suoritin, RAM-muisti ja tallennusasemat, toimivat oikein. Kun POST-testi on valmis, laiteohjelmisto paikantaa käynnistyslataimen nimetyltä käynnistysasemalta.
Käynnistyslataaja lataa sitten käyttöjärjestelmän ytimen muistiin. Ydin alustaa järjestelmäajurit, määrittää muistinhallintataulukot ja käynnistää tärkeät taustapalvelut, joita kutsutaan daemoniksi tai järjestelmäprosesseiksi. Kun ydin on alustettu, se käynnistää käyttöliittymän, olipa se sitten graafinen työpöytäympäristö tai komentoriviltä tuleva komentotulkki.
Suorituksen aikana käyttöjärjestelmä hallitsee jatkuvasti järjestelmäresursseja. CPU-aikataulu määrittää, mitkä prosessit saavat prosessoriaikaa käyttämällä algoritmeja, kuten round-robot-ajoitusta tai prioriteettiajoitusta. muistinhallinta varaa RAM-muistia aktiivisille ohjelmille ja käyttää virtuaalimuistia käytettävissä olevan tilan laajentamiseen vaihtamalla tietoja levylle, kun fyysinen muisti on täynnä.
Käyttöjärjestelmä käsittelee myös laitteistoabstraktioLaiteajurit kääntävät yleiset käyttöjärjestelmäkomennot laitteistokohtaisiksi ohjeiksi, jolloin sovellukset voivat olla vuorovaikutuksessa tulostimien, verkkosovittimien ja tallennuslaitteiden kanssa ilman, että niiden tarvitsee tietää taustalla olevia laitteistotietoja. Tiedostojärjestelmä järjestää tiedot tallennusasemille, hallitsee luku- ja kirjoitustoimintoja ja valvoo käyttöoikeuksia tietojen turvallisuuden varmistamiseksi.
Käyttöjärjestelmän toiminnan ymmärtäminen auttaa havainnollistamaan sen käyttäjille ja kehittäjille tarjoamia etuja.
Edut Operating System
- Voit piilottaa laitteiston yksityiskohdat luomalla abstraktion
- Helppo käyttää graafisen käyttöliittymän kanssa
- Tarjoaa ympäristön, jossa käyttäjä voi suorittaa ohjelmia ja sovelluksia
- Käyttöjärjestelmän on varmistettava, että tietokonejärjestelmää on helppo käyttää
- Operating System toimii välittäjänä sovellusten ja laitteistokomponenttien välillä
- Se tarjoaa tietokonejärjestelmäresursseille helppokäyttöisen muodon
- Toimii välittäjänä järjestelmän kaikkien laitteistojen ja ohjelmistojen välillä
Haitat Operating System
- Jos käyttöjärjestelmässä ilmenee ongelmia, saatat menettää kaiken järjestelmääsi tallennetun sisällön
- OperaJärjestelmäohjelmistot ovat melko kalliita pienille organisaatioille, mikä lisää niiden työmäärää. Esimerkki: Windows
- Se ei ole koskaan täysin turvallinen, koska uhka voi ilmaantua milloin tahansa
Jokaisen käyttöjärjestelmän ytimessä on sen kriittisin osa: ydin.
Mitä ydin sisältää Operating System?
Ydin on tietokoneen käyttöjärjestelmän keskeinen osa. Ytimen ainoa tehtävä on hallita ohjelmiston ja laitteiston välistä kommunikaatiota. Ydin on tietokoneen ydin. Se mahdollistaa laitteiston ja ohjelmiston välisen kommunikaation. Ydin on käyttöjärjestelmän sisin osa, kun taas komentotulkki on sen uloin.
Ytimen ominaisuudet
- Prosessien matalan tason aikataulutus
- Prosessien välinen viestintä
- Prosessin synkronointi
- Kontekstin vaihto
Ytimen tyypit
Ytimiä on monenlaisia, mutta niistä kaksi suosituinta ovat:
1. Monoliittinen
Monoliittinen ydin on ohjelman yksittäinen koodi tai lohko. Se tarjoaa kaikki käyttöjärjestelmän edellyttämät palvelut. Se on yksinkertainen muotoilu, joka luo erillisen viestintäkerroksen laitteiston ja ohjelmiston välille.
2. Mikroytimet
Microkernel hallitsee kaikkia järjestelmäresursseja. Tämän tyyppisessä ytimessä palvelut toteutetaan eri osoiteavaruudessa. Käyttäjäpalvelut tallennetaan käyttäjän osoiteavaruuteen ja ytimen palvelut ytimen osoiteavaruuteen. Joten se auttaa pienentämään sekä ytimen että käyttöjärjestelmän kokoa.
Käyttöjärjestelmien kehittyessä tekoälyn rooli kasvaa jatkuvasti.
Miten tekoäly muuttaa Operating Systems
Tekoäly muokkaa sitä, miten nykyaikaiset käyttöjärjestelmät hallitsevat resursseja ja ovat vuorovaikutuksessa käyttäjien kanssa. Suuret käyttöjärjestelmätoimittajat integroivat nyt tekoälypohjaisia ominaisuuksia, jotka parantavat suorituskykyä, tietoturvaa ja käytettävyyttä.
Älykäs resurssienhallinta: Tekoälyalgoritmit analysoivat käyttömalleja ennustaakseen, mitkä sovellukset käyttäjä avaa seuraavaksi, ja lataavat ne muistiin nopeampien käynnistysaikojen saavuttamiseksi. Windows, macOSja Android kaikki käyttävät koneoppimismalleja optimoidakseen suorittimen ja akun allokoinnin reaaliajassa.
Parannettu turvallisuus: Käyttöjärjestelmän tekoälyllä toimivat uhkien tunnistusjärjestelmät voivat tunnistaa haittaohjelmia ja epäilyttävää toimintaa analysoimalla kaavoja sen sijaan, että ne luottaisivat pelkästään allekirjoitustietokantoihin. Tämä ennakoiva lähestymistapa havaitsee nollapäiväuhkia, jotka perinteiset virustorjuntamenetelmät saattavat jäädä huomaamatta.
Ääni- ja luonnollisen kielen käyttöliittymät: Sisäänrakennetut tekoälyavustajat, kuten Copilot, Siri ja Google Assistant, mahdollistavat käyttöjärjestelmän toimintojen hallinnan luonnollisen kielen komennoilla, mikä tekee tietojenkäsittelystä helpommin käytettävää.
Automaattinen järjestelmän ylläpito: Tekoälyn avulla käyttöjärjestelmä voi automaattisesti ajoittaa päivitykset, tyhjentää välimuistit ja optimoida tallennustilan opitun käyttäjätoiminnan perusteella, mikä vähentää manuaalisen järjestelmänhallinnan tarvetta.
Ero laiteohjelmiston ja Operating System
Alla on tärkeimmät erot laiteohjelmiston ja Operating-järjestelmä:
| firmware | Operating System |
|---|---|
| Määritä laiteohjelmisto: Laiteohjelmisto on eräänlainen ohjelmointi, joka on upotettu laitteen sirulle, joka ohjaa kyseistä laitetta. | Määritellä Operating System: Käyttöjärjestelmä tarjoaa toimintoja enemmän kuin laiteohjelmiston tarjoamat. |
| Laiteohjelmisto on ohjelmia, jotka mikropiirin tai muun vastaavan valmistaja on koodannut, eikä niitä voida muuttaa. | OS on ohjelma, jonka käyttäjä voi asentaa ja jota voidaan muuttaa. |
| Se on tallennettu haihtumattomaan muistiin. | Käyttöjärjestelmä on tallennettu kiintolevylle. |
Ero 32-bitin ja 64-bitin välillä Operating System
Alla on avain Erot 32-bitin ja 64-bitin välillä Operating System:
| parametrit | 32-Bit | 64-Bit |
|---|---|---|
| Architecture ja ohjelmisto | Salli 32 bitin tietojen käsittely samanaikaisesti | Salli 64 bitin tietojen käsittely samanaikaisesti |
| Yhteensopivuus | 32-bittiset sovellukset vaativat 32-bittisen käyttöjärjestelmän ja suorittimen. | 64-bittiset sovellukset vaativat 64-bittisen käyttöjärjestelmän ja suorittimen. |
| Järjestelmät saatavilla | Windows 10 (32-bittinen), vanhemmat Linux-versiot ja vanhat järjestelmät. | Windows 10, Windows 11, macOSja kaikki modernit Linux-jakelut. |
| Muistin rajoitukset | 32-bittiset järjestelmät ovat rajoitettu 4 Gt RAM-muistiin. | 64-bittiset järjestelmät sallivat enintään 16 eksatavua (noin 17 miljardia gigatavua) RAM-muistia. |
