Operációs rendszer

Operációs rendszernek (röviden OS az angol operating system alapján) nevezzük a számítástechnikában a számítógépeknek azt az alapprogramját, mely közvetlenül kezeli a hardvert, és egy egységes környezetet biztosít a számítógépen futtatandó alkalmazásoknak (például szövegszerkesztők, játékok stb.).

A kezelt hardver-erőforrásoknak része többek között a memória, a processzor, a merevlemez és a perifériás eszközök használata.

Az ISO nemzetközi szabványosítási szervezet definíciója szerint az operációs rendszer „olyan programrendszer, amely a számítógépes rendszerben a programok végrehajtását vezérli: így például ütemezi a programok végrehajtását, elosztja az erőforrásokat, biztosítja a felhasználó és a számítógépes rendszer közötti kommunikációt.”^[1]

Felépítése

Az operációs rendszerek alapvetően három részre bonthatók: a felhasználói felület (a shell, amely lehet egy grafikus felület, vagy egy szöveges), alacsony szintű segédprogramok és a kernel (mag), amely közvetlenül a hardverrel áll kapcsolatban.

Vannak olyan operációs rendszerek, melyekben a kernel (mag) és a shell (héj) különválnak, így lehetőség nyílik ezek kombinációjára. Más rendszereknél, mint például a Windowsnál, ez a különválasztás mind elméleti, mind gyakorlati szempontból nehezebb.

Kernel típusok

Négyféle kerneltípus ismert:

A Unix monolitikus kernelre épül, ami mára elavultnak tekinthető, bár szerverek esetén szerencsés az ilyen. Ezeken a rendszereken nem különülnek el alapvetően a folyamat vezérlési, tárolási feladatok, illetve a rendszerhívások. A mikrokernel annyira kicsi, amennyire lehet, gyakorlatilag az egyetlen feladata az erőforrások újraelosztása az alkalmazások között. A Linux kernelje monolitikus kernel, azonban a programkód fordításakor megszabhatjuk, hogy mely részek kerüljenek betölthető állapotba, illetve melyek ne, így lehetőségünk van a modulok futás közbeni, dinamikus betöltésére, ami különösen asztali operációs rendszerek esetén célszerű. A Windows által használt hibrid kernel is ránézésre egy mikrokernel, de itt kernel módban fut az üzenetkezelés (Application IPC), és az eszközillesztők. (vö.: A Windows Vista új drivermodelljén egyes elemek átkerültek a felhasználói rétegbe).

A kernel feladatai

A NeXT rendszer a NeXTSTEP grafikus, objektumorientált operációs rendszert használta, ami igényesen kidolgozott grafikájáról lett ismert. (A képen a GNUStep látható, ami a NeXTSTEP egy újraélesztett, szabad változata.)

Ki- és bemeneti eszközök kezelése (billentyűzet, monitor, stb.)
Programok, folyamatok futásának kezelése
- Indítás, futási feltételek biztosítása, leállítás
- Memória-hozzáférés biztosítása
- Processzor idejének elosztása
- Virtuális gép mutatása a nemkívánt taszkok felé (pontosabban a hardver által biztosított lehetőségek szoftverkiegészítései)
Háttértárolók kezelése
Rendszerhívások kiszolgálása
Fájlrendszer
egyéb

A shell feladatai

Kapcsolattartás a felhasználóval (felhasználói felület)
Alkalmazások futásának kezelése (indítás, futási feltételek biztosítása)

A shell nélkül nem lehet programokat indítani. Tágabb értelemben UNIX alatt minden olyan programot shell-nek hívnak, melyek más alkalmazások elindítására képesek (a szöveges parancssor nem feltétel). Egy shell rendelkezhet grafikus, ikonos indító felülettel is, mint például az Ubuntu Unity vagy az Androidos launcher.

Operációs rendszer

Az operációs rendszer feladatai közé tartozik, hogy felkészítse a számítógépet az alkalmazások futtatására. Az indítási folyamat során pontosan ez történik. Miután a számítógép öntesztje lefutott, a BIOS keresni kezdi az operációs rendszert a rendszertöltő szektorokban, és az elsőt, amit megtalál elindítja. Elsőként a kernel töltődik be és indul el. Innentől rendszerfüggő a folytatás, de nagy vonalakban általánosítható.

Eszközök inicializálása: A rendszer keresi az új hardvereszközöket, a meglévőkhöz pedig betölti és elindítja az illesztő programot. (DOS-ban pl. config.sys)
Szolgáltatások elindítása
Felhasználói interakció megkezdése
- Bejelentkeztetés: Több felhasználós rendszerek esetén mielőtt a felhasználó kapcsolatba lépne a számítógéppel, azonosítania kell magát, általában felhasználói névvel és jelszóval.
- Automatikusan induló programok indítása: Ide tartoznak azok a programok, amik segítik a felhasználó kapcsolattartását a számítógéppel, illetve azok is, amiket ő maga jelölt ki. Tipikus vállalati példa a bejelentkezés után induló e-mail kliens.

Operációs rendszer változatok

Tux, a pingvin; a Linux kabalája és hivatalos logója

Legelterjedtebbek otthoni számítógépeken:

Történelmi vagy hobbi operációs rendszerek:

Szervert futtatni képes operációs rendszerek:

Beágyazott vagy mobil operációs rendszerek:

Android
IOS
Blackberry 10
Windows Phone
QNX
Symbian
HarmonyOS
Alcatel
megjegyzés: ma már telepíthetők Linux disztribúciók mobiltelefonra is

Jegyzetek

↑ Dr. Adamkó Attila: Operációs rendszerek gyakorlat. www.tankonyvtar.hu. (magyarul) Budapest: Digitális Tankönyvtár (2010) (Hozzáférés: 2018. november 13.) (HTML)

További információk

Nézd meg az operációs rendszer címszót a Wikiszótárban!

Dr. Vadász Dénes: Operációs rendszerek (egyetemi jegyzet)
Operációs rendszerek mérnöki megközelítésben

Informatikai portál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap

[1] Dr. Adamkó Attila: Operációs rendszerek gyakorlat. www.tankonyvtar.hu. (magyarul) Budapest: Digitális Tankönyvtár (2010) (Hozzáférés: 2018. november 13.) (HTML)

[1]