Operační systém, architektura, poskytovaná rozhraní

Operační systém

• Operační systém je komplexní software, který řídí hardwarové a softwarové zdroje počítače a poskytuje společné služby pro počítačové programy.
• OS je rozhraní mezi HW a SW.
• Poskytuje abstrakci nad daným hardwarem (a jazyky vyšší úrovně).

Vrstvy HW/SW:

1. hardware
2. operační systém (OS)
3. standardní knihovny (libc, CRT)
4. systémové nástroje
5. aplikace

• Hranice mezi vrstvami nemusí být ostrá

Architektura OS

• Architektura operačního systému popisuje jeho vnitřní strukturu a způsob, jakým jsou spravovány systémové zdroje a služby.
• Mezi klíčové aspekty architektury OS patří jeho
  • jádro,
  • správa procesů a vláken,
  • správa paměti,
  • systémové volání

Jádro (kernel)

1. Monolitické jádro
   • Celý operační systém běží jako jeden velký proces v jednom adresním prostoru.
   • Všechny základní služby jako správa paměti, ovladače zařízení, systémová volání a správa souborů jsou integrovány do jednoho velkého bloku kódu.
   • Např. tradiční Linuxové jádro.
   • Výhody:
     • výkon
     • jednoduchost
   • Nevýhody:
     • bezpečnost
     • stabilita
     • horší rozšířitelnost
2. Mikrojádro
   • Mikrojádrové jádro minimalizuje služby běžící v privilegovaném režimu jádra.
   • Přesouvá služby jádra (ovladače zařízení, protokoly síťové komunikace a systémové služby) do uživatelského prostoru
   • Výhody:
     • bezpečnost
     • stabilita
     • lehčí rozšířitelnost
   • Nevýhody:
     • výkon
     • složitost
3. Hybridní jádro
   • Kombinují principy monolitických a mikrojádrových architektur.
   • Poskytují modulární strukturu, kde některé služby běží v jádře, zatímco jiné mohou být provozovány v uživatelském prostoru.
   • Např. Windows.
   • Výhody:
     • flexibilita
     • výkon
     • stabilita
   • Nevýhody:
     • složitost
     • náročnost na návrh

Poskytovaná rozhraní

Operační systémy poskytují několik typů rozhraní:

1. Uživatelské Rozhraní (User Interface - UI):
   • Grafické uživatelské rozhraní (GUI)
   • Příkazová řádka (CLI)
2. Programovací rozhraní (Application Programming Interface - API):
   • Umožňuje vývojářům softwaru psát aplikace, které mohou využívat služby poskytované operačním systémem, jako je přístup k souborovému systému, síťové komunikaci, správě okna atd.
3. Hardwarové abstrakční vrstvy (Hardware Abstraction Layers - HAL):
   • Poskytuje konzistentní rozhraní k hardwarovým zdrojům, což zjednodušuje programování a správu systému.

Navigace

Předchozí: Následující: Vykonávání programu a proces překladu Celý okruh: 2. Informační technologie