Kurz informačních technologií

Operační systémy

Základní programem na každém počítači je operační systém, který funguje jako vrstva mezi hardwarovým vybavením počítače a programy, které uživatelé potřebují ke své práci, či zábavě.

Operační systém

Termín označuje software, který je nepostradatelný pro počítač. Tento software musí být vyvinut (napsán) ve speciálním procesorovém jazyce zvaném strojový kód. Tento kód je velmi jednoduchý a poskytuje vývojářům malé možnosti. To znamená, že programování ve zdrojovém kódu je velmi obtížné a časově náročné. Každý vývojář by musel udělat všechny funkce osobně a dělat věci jednu po druhé znovu a znovu. Proto přichází operační systém a nabízí programátorovi sadu služebních funkcí, které usnadní vývoj dalších programů.

Druhou doménou operačních systémů je správa více programů běžících souběžně na jednom počítači. Programy mohou být vyvinuty různými firmami nezávisle na sobě a je nutné, aby se navzájem neovlivňovaly.

Třetím základním důvodem, proč se operační systémy používají, je to, že počítačový hardware, i když je na stejné platformě a je kompatibilní s ostatním hardwarem, není stejný z pohledu vývojáře. Ke každému hardwaru se musí přistupovat jinak. Když chce aplikace zobrazit text na obrazovce, musí mít speciální kód pro všechny podporované video karty na trhu. Aby se tím nemusel zabývat, nabízí operační systém ovladače a snaží se tak co nevíce odstínit programátory od skutečného přístupu k hardwaru.

Operační systém není nic pevně daného. Jde o program jako každý jiný. Holý počítač z výroby je jen krabice plná elektronického zařízení. Je v ní obsažená jen drobná softwarová aplikace zvaná BIOS (Basic Input Output System), která řídí hardware a dokáže akorát zavést operační systém do paměti. Dodat mu ho ovšem už musí uživatel počítače.

Pro práci můžete instalovat další aplikace jako jsou hry nebo kancelářské programy, které teď budou bezpečně pracovat společně pod kontrolou operačního systému. Operační systém poskytuje služby. Všechny činnosti požadované od aplikací musí projít přes kontrolní služby systému. Například když chce aplikace něco zobrazit na monitoru, musí zavolat systémovou funkci. Výhodou je, že tato systémová funkce je vždy stejná bez ohledu na hardware, na kterém systém funguje. Takže vývojář aplikace musí znát jenom systémovou funkci a nechat specifické hardwarové problémy na výrobci operačního systému. Kdyby chtěla aplikace obejít (překonat) systém a přistoupit k hardwaru přímo, je ukončena. Operační systém nedělá žádné výjimky.

Operační systém zajišťuje jednodušší vývoj aplikací a u počítačového hardwaru slouží jako jeho softwarový správce. Operačních systémů je větší množství, byť běžný uživatel se pravděpodoběn setká pouze s Windows od firmu Microsoft. Dále bychom mohli jmenovat například Unix, nebo Linux.

Uživatelské rozhraní

Uživatelské rozhraní poskytované operačním systémem může být obecně rozděleno do dvou kategorií.

  1. Textové uživatelské rozhraní – historicky, počítače nepoužívaly monitory nebo zobrazovaly jak jsme zvyklí. Buď používaly nějaký systém textového výstupu jako tiskárnu nebo jednoduchou televizi nebo monitor jako textový černobílý displej. Tyto systémy jsou méně náročné na hardwarový výkon a jsou snadněji spravovatelné. Na druhou stranu, uživatelé musí být velmi zkušení. Systém neposkytuje žádné grafické hry ani kancelářské aplikace jiné, než tyto s textovým výstupem.
  2. Grafické uživatelské rozhraní – GUI, to jsou systémy jaké užíváte právě teď. Můžete hrát hry, malovat, modelovat v 3D nebo pracovat s kancelářskými systémy. Všechny moderní systémy mají tyto schopnosti. Také dál poskytují starší cestu textového vstupu pro zkušené uživatele.

Procesy

Operační systém pracuje s jedním důležitým základním prvkem zvaným process. Je to jednotka běhu, kterou systém rozeznává a pracuje s ní. Když spustíte aplikaci, systém vytvoří process a aplikace funguje v procesu. Pokud máte zájem zjistit, jaké procesy běží právě teď na Vašem počítači, zmáčněte jednou kombinaci kláves Ctrl + Alt + Del. Vyskočí na Vás správce úloh systému Windows. Na několika kartách budete mít možnost sledovat, co vše se na Vašem počítači děje z pohledu opračního systému. V případě havarovaných progamů, je možné tyto odsud ukončit. Jinak nedoporučujeme jednotlivé procesy ukončovat tímto způsobem, protože by to mohlo mít zásadní vliv na stabilitu počítače.

Všechny systémové zdroje (paměť, diskový prostor, čas procesoru, síťová karta), které jsou rezervovány spuštěnou aplikací (procesem) jsou lokální v procesu a k nim přistoupit jiný proces. To znamená, že když aplikace otevře například soubor a čte z něho, žádná jiná aplikace do něho nemůže zapisovat. Souběžné čtení a zapisování může vést k problémům, když aplikace čtoucí data přečte data, která budou za okamžik přepsána (a nebudou tedy už existovat).

Když je proces ukončen nečekaně – například jeho vývojář udělal někde chybu – nejsou soubory nebo paměť řádně ukončené. Teď může nastat problém, že soubor bude navždy nepřístupný a paměť také nebude k dispozici. Tomuto problému operační systém efektivně zamezuje – pamatuje si všechny otevřené soubory stejně jako rezervovanou paměť, a když je proces ukončen, všechny zdroje jsou uvolněny pro budoucí použití.


<< zpět na úvodní stranu kurzu informačních technologií