Operációs rendszer

Az Operációs Rendszer egy program (vagy programok összessége), ami a számítógép alapvető működtetéséért felelős. Biztosítja a kommunikációt a felhasználó és a rendszer között, elosztja az erőforrásokat, ütemezi és végrehajtja a felhasználói programokat, és egységes programozási felületet biztosít számukra (API).

A modern operációs rendszerek jellemzői

Minden modern operációs rendszer négy alapfeladatot lát el.

• Hardverhozzáférés vezérlése.
• Fájl és könyvtárkezelés.
• Felhasználói kezelőfelület biztosítása.
• Alkalmazáskezelés.

Hardverhozzáférés vezérlése

Az operációs rendszer vezérli az alkalmazások és a hardver közötti együtt működést. Ahhoz, hogy elérje és kommunikáljon a hardverrel, az operációs rendszer minden egyes hardverelemhez egy illesztőprogramot telepít. Az illesztőprogram egy kisméretű program, amit a hardver gyártója készít és a hardverrel együtt értékesít. Ha a hardvereszköz és az illesztőprogram is telepítve van, akkor lehetővé válik a kommunikáció az operációs rendszer és a hardver között.

Plug and Play lényege

A rendszererőforrásokhoz való hozzárendelés és az illesztőprogramok telepítése megoldható automatikus konfigurálással, amit PnP-nek is hívnak. A PnP a Plug and Play rövidítéséből származik, és a megjelenése a PC-s platformon Windows 95-re vezethető vissza, hiszen ott jelent meg elsőnek, hogy az új hardverelemek telepítése egyszerűbbé váljon. Minden korszerű operációs rendszer PnP kompatibilis. A Plug and Play segítségével az operációs rendszer automatikusan felismeri a PnP kompatibilis hardvert és konfigurálja az erőforrásokat (IRQ, DMA, IO-portok). Az operációs rendszer ezután beállítja az eszközt és frissíti a rendszerleíró adatbázist, ami tartalmazza az összes információt a számítógépről.

A rendszerleíró adatbázis információt tárol az alkalmazásokról, a felhasználókról, a hardverelemekről, a hálózati beállításokról és a fájltípusokról.

Fájl és könyvtár kezelés

Az operációs rendszer fájlstruktúrát hoz létre tárolóban, például a merevlemezen, hogy biztosítsa az adattárolást. A fájl névvel ellátott, egységként kezelt adatblokk. A program és adatfájlok lehetnek könyvtárakba rendezve. A fájlokat a könnyebb eligazodás és használat céljából szervezzük könyvtárakba. Könyvtárakat tárolhatunk más könyvtárakban is, ezeket az egymásba ágyazott könyvtárakat alkönyvtáraknak nevezzük. A könyvtárakat a Windows operációs rendszerekben mappáknak nevezik, az alkönyvtárat pedig almappának.

A felhasználói felület (User Interface)

Az operációs rendszer kapcsolatot biztosít a felhasználó, valamint a szoftver és hardverelemek között. A felhasználói felületnek két fajtáját különböztetjük meg:

• Parancssoros felület (Command Line Interface - CLI): Ilyenkor a felhasználó a parancssorba gépeli a parancsokat, illetve lehetősége van parancskötegeket (azaz batch-eket) tartalmazó fájlok létrehozására és használatára is.
• Grafikus felhasználói felület (Graphical User Interface - GUI): Ebben az esetben a felhasználó menüket és ikonokat használ.

A legtöbb operációs rendszer, mint például a Windows 2000 és a Windows Xp, egyaránt tartalmaz grafikus és parancssoros felületet is.

Alkalmazáskezelés

Az operációs rendszer meghatározza egy alkalmazás helyét és betölti a számítógép memóriájába, a RAM-ba. Az alkalmazások olyan szoftvertermékek, mint például a szövegszerkesztők, adatbázis-kezelők, táblázatkezelők, játékok és más egyéb programok. Az operációs rendszer biztosítja minden alkalmazás számára a szükséges rendszererőforrásokat. Az alkalmazás-programozói felület (application programming interface - API) egy programozók által használt olyan ajánlás, ami garantálja, hogy az általuk fejlesztett alkalmazás kompatibilis lesz az adott operációs rendszerrel. Például:

• OpenGL (Open Graphics Library):Platformok közötti szabványleírás multimédiás grafikához.
• DirectX:Multimédia feladatokhoz kapcsolódó API-k gyűjteménye a Microsoft Windowsban.

Operációs rendszerekkel kapcsolatos alapfogalmak

Szinte mindegyik modern operációs rendszer többfelhasználós, többfeladatos működésre képes, támogatja a többprocesszoros feldolgozást, valamint a többszálú működést is.

• Egyfelhasználós (Single User) - A számítógép egyetlen felhasználó használja, jogosultsági és hozzáférési funkciók nincsenek az operációs rendszerben. Példa: MS/DOS.
• Többfelhasználós (Multi User) - A számítógépet két vagy több felhasználó használhatja (esetleg egyidejűleg is), ezért az operációs rendszer felhasználói nyilvántartást és jogosultsági rendszert is tartalmaz. Példa: MS/Windows (több felhasználó közül tipikusan egy használja egy adott pillanatban a gépet), Unix (tipikusan több felhasználó használja egyidejűleg a gépet)
• Többfeladatos működés (Multi Tasking) - A számítógép képes egy időben több folyamatot futtatni.
• Többprocesszoros gép (Multi Processor) - A számítógép tartalmazhat két vagy több processzort, amelyeket a programok megosztva használnak.

Működési üzemmódok

Ha a processzor támogat privilegizált és felhasználói üzemmódokat, akkor a rendszermag (kernel, executive stb) az előbbit használja, a felhasználói folyamatok az utóbbit.