Τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα;

Ένα λειτουργικό σύστημα είναι το κύριο λογισμικό που διαχειρίζεται όλο το υλικό και άλλο λογισμικό σε έναν υπολογιστή. Το λειτουργικό σύστημα, επίσης γνωστό ως "λειτουργικό σύστημα", διασυνδέεται με το υλικό του υπολογιστή και παρέχει υπηρεσίες που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι εφαρμογές.

Τι κάνει ένα λειτουργικό σύστημα?

Ένα λειτουργικό σύστημα είναι το βασικό σύνολο λογισμικού σε μια συσκευή που κρατά τα πάντα μαζί. Τα λειτουργικά συστήματα επικοινωνούν με το υλικό της συσκευής. Διαχειρίζονται τα πάντα από το πληκτρολόγιο και τα ποντίκια σας στο ραδιόφωνο Wi-Fi, τις συσκευές αποθήκευσης και την οθόνη. Με άλλα λόγια, ένα λειτουργικό σύστημα χειρίζεται συσκευές εισόδου και εξόδου. Τα λειτουργικά συστήματα χρησιμοποιούν οδηγούς συσκευών γραμμένους από δημιουργούς υλικού για να επικοινωνούν με τις συσκευές τους.

Τα λειτουργικά συστήματα περιλαμβάνουν επίσης πολλά λογισμικά - πράγματα όπως κοινές υπηρεσίες συστήματος, βιβλιοθήκες και διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών (API) που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι προγραμματιστές για να γράψουν προγράμματα που εκτελούνται στο λειτουργικό σύστημα.

Το λειτουργικό σύστημα βρίσκεται μεταξύ των εφαρμογών που εκτελείτε και του υλικού, χρησιμοποιώντας τα προγράμματα οδήγησης υλικού ως διεπαφή μεταξύ των δύο. Για παράδειγμα, όταν μια εφαρμογή θέλει να εκτυπώσει κάτι, εκχωρεί αυτή την εργασία στο λειτουργικό σύστημα. Το λειτουργικό σύστημα στέλνει τις οδηγίες στον εκτυπωτή χρησιμοποιώντας τα προγράμματα οδήγησης του εκτυπωτή για να στείλει τα σωστά σήματα. Η εφαρμογή που εκτυπώνει δεν χρειάζεται να ενδιαφέρεται για τον εκτυπωτή που έχετε ή να κατανοείτε πώς λειτουργεί. Το λειτουργικό σύστημα χειρίζεται τις λεπτομέρειες.

Το λειτουργικό σύστημα χειρίζεται επίσης πολλαπλές εργασίες, διαθέτοντας πόρους υλικού μεταξύ πολλών προγραμμάτων που εκτελούνται. Το λειτουργικό σύστημα ελέγχει ποιες διεργασίες εκτελούνται και τις κατανέμει μεταξύ διαφορετικών CPU, αν έχετε έναν υπολογιστή με πολλαπλές επεξεργαστές ή πυρήνες, επιτρέποντας την εκτέλεση πολλών διαδικασιών παράλληλα. Διαχειρίζεται επίσης την εσωτερική μνήμη του συστήματος, κατανέμοντας μνήμη μεταξύ εφαρμογών που εκτελούνται.

Το λειτουργικό σύστημα είναι το ένα μεγάλο κομμάτι του λογισμικού που τρέχει το show και είναι υπεύθυνο για οτιδήποτε άλλο. Για παράδειγμα, το λειτουργικό σύστημα ελέγχει επίσης τα αρχεία και τους άλλους πόρους που αυτά τα προγράμματα έχουν πρόσβαση.

Οι περισσότερες εφαρμογές λογισμικού είναι γραμμένες για λειτουργικά συστήματα, τα οποία επιτρέπουν στο λειτουργικό σύστημα να κάνει πολλή βαριά ανύψωση. Για παράδειγμα, όταν εκτελείτε το Minecraft, το τρέχετε σε ένα λειτουργικό σύστημα. Το Minecraft δεν χρειάζεται να γνωρίζει με ακρίβεια πώς λειτουργεί κάθε διαφορετικό στοιχείο υλικού. Το Minecraft χρησιμοποιεί διάφορες λειτουργίες του λειτουργικού συστήματος και το λειτουργικό σύστημα μεταφράζει αυτά σε οδηγίες υλικού χαμηλού επιπέδου. Αυτό εξοικονομεί τους προγραμματιστές του Minecraft - και κάθε άλλο πρόγραμμα που τρέχει σε ένα λειτουργικό σύστημα - πολύ πρόβλημα.

Τα λειτουργικά συστήματα δεν είναι μόνο για υπολογιστές

Όταν λέμε "υπολογιστές" τρέχουν λειτουργικά συστήματα, δεν σημαίνει μόνο παραδοσιακούς επιτραπέζιους υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές. Το smartphone σας είναι ένας υπολογιστής, όπως τα tablet, έξυπνες τηλεοράσεις, κονσόλες παιχνιδιών, έξυπνα ρολόγια και δρομολογητές Wi-Fi. Μια Echo Amazon ή το Google Home είναι μια υπολογιστική συσκευή που τρέχει ένα λειτουργικό σύστημα.

Τα εξοικειωμένα λειτουργικά συστήματα για επιτραπέζιους υπολογιστές περιλαμβάνουν τα Microsoft Windows, MacOS της Apple, το Chrome OS της Google και το Linux. Τα κυρίαρχα λειτουργικά συστήματα smartphone είναι το iOS της Apple και το Android της Google.

Άλλες συσκευές, όπως ο δρομολογητής Wi-Fi, ενδέχεται να εκτελούν "ενσωματωμένα λειτουργικά συστήματα". Πρόκειται για εξειδικευμένα λειτουργικά συστήματα με λιγότερες λειτουργίες από ένα τυπικό λειτουργικό σύστημα που έχει σχεδιαστεί ειδικά για ένα μόνο έργο όπως το δρομολογητή Wi-Fi, πλοήγηση ή λειτουργία ενός ΑΤΜ.

Πού ξεκινούν τα λειτουργικά συστήματα και τα προγράμματα;?

Τα λειτουργικά συστήματα περιλαμβάνουν επίσης και άλλο λογισμικό, συμπεριλαμβανομένου ενός διεπαφή χρήστη που επιτρέπει τη διεπαφή ανθρώπων με τη συσκευή. Αυτό μπορεί να είναι μια επιφάνεια εργασίας επιφάνειας εργασίας σε έναν υπολογιστή, μια επιφάνεια αφής σε ένα τηλέφωνο ή μια φωνητική διασύνδεση σε μια συσκευή ψηφιακού βοηθού.

Ένα λειτουργικό σύστημα είναι ένα μεγάλο κομμάτι λογισμικού κατασκευασμένο από πολλές διαφορετικές εφαρμογές και διαδικασίες. Η γραμμή μεταξύ του τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα και τι είναι ένα πρόγραμμα μπορεί μερικές φορές να είναι λίγο θολή. Δεν υπάρχει ακριβής, επίσημος ορισμός ενός λειτουργικού συστήματος.

Για παράδειγμα, στα Windows, η εφαρμογή File Explorer (ή Windows Explorer) είναι ταυτόχρονα ένα ουσιαστικό μέρος του λειτουργικού συστήματος των Windows - χειρίζεται ακόμη και την σχεδίαση της επιφάνειας εργασίας της επιφάνειας εργασίας σας - και μια εφαρμογή που εκτελείται σε αυτό το λειτουργικό σύστημα.

Ο πυρήνας ενός λειτουργικού συστήματος είναι ο πυρήνας

Σε ένα χαμηλό επίπεδο, ο "πυρήνας" είναι το βασικό πρόγραμμα υπολογιστή στην καρδιά του λειτουργικού σας συστήματος. Αυτό το ενιαίο πρόγραμμα είναι ένα από τα πρώτα πράγματα που φορτώνονται όταν ξεκινά το λειτουργικό σας σύστημα. Διαχειρίζεται την κατανομή μνήμης, τη μετατροπή των λειτουργιών του λογισμικού στις οδηγίες για την CPU του υπολογιστή σας και την αντιμετώπιση της εισόδου και εξόδου από συσκευές υλικού. Ο πυρήνας εκτελείται γενικά σε μια απομονωμένη περιοχή για να αποφευχθεί η αλλοίωσή του από άλλο λογισμικό στον υπολογιστή. Ο πυρήνας του λειτουργικού συστήματος είναι πολύ σημαντικός, αλλά είναι μόνο ένα μέρος του λειτουργικού συστήματος.

Οι γραμμές εδώ μπορεί να είναι λίγο ασαφείς. Για παράδειγμα, το Linux είναι απλά ένας πυρήνας. Ωστόσο, το Linux εξακολουθεί να ονομάζεται συχνά λειτουργικό σύστημα. Το Android ονομάζεται επίσης λειτουργικό σύστημα και είναι χτισμένο γύρω από τον πυρήνα του Linux. Διανομές Linux, όπως το Ubuntu, λαμβάνουν τον πυρήνα του Linux και προσθέτουν επιπλέον λογισμικό γύρω του. Αναφέρονται και ως λειτουργικά συστήματα.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του υλικολογισμικού και ενός λειτουργικού συστήματος?

Πολλές συσκευές τρέχουν μόνο "firmware" - ένα είδος λογισμικού χαμηλού επιπέδου που προγραμματίζεται γενικά απευθείας στη μνήμη μιας συσκευής υλικού. Το υλικολογισμικό είναι συνήθως ένα μικρό κομμάτι λογισμικού σχεδιασμένο να κάνει μόνο τα απόλυτα βασικά.

Όταν ένας σύγχρονος υπολογιστής εκκινεί, φορτώνει firmware UEFI από τη μητρική πλακέτα. Αυτό το υλικολογισμικό είναι λογισμικό χαμηλού επιπέδου που εγκαθιστά γρήγορα το υλικό του υπολογιστή σας. Στη συνέχεια εκκινεί το λειτουργικό σας σύστημα από τη μονάδα SSD του υπολογιστή σας ή το σκληρό δίσκο. (Αυτή η μονάδα SSD ή σκληρός δίσκος έχει το δικό της εσωτερικό υλικολογισμικό, το οποίο χειρίζεται την αποθήκευση δεδομένων στους φυσικούς τομείς της μονάδας).

Η γραμμή μεταξύ του υλικολογισμικού και του λειτουργικού συστήματος μπορεί να πάρει λίγο θολή. Για παράδειγμα, το λειτουργικό σύστημα για iPhones και iPads της Apple, που ονομάζεται iOS, ονομάζεται συχνά "firmware". Το λειτουργικό σύστημα του PlayStation 4 αποκαλείται επίσημα και ως υλικολογισμικό.

Αυτά είναι λειτουργικά συστήματα που αλληλεπιδρούν με πολλαπλές συσκευές υλικού, παρέχουν υπηρεσίες σε προγράμματα και κατανέμουν πόρους μεταξύ εφαρμογών. Ωστόσο, ένα πολύ βασικό λογισμικό που τρέχει σε ένα τηλεχειριστήριο τηλεόρασης, για παράδειγμα, δεν ονομάζεται συνήθως ένα λειτουργικό σύστημα.

Ο μέσος άνθρωπος δεν χρειάζεται να καταλάβει ακριβώς τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα. Μπορεί να είναι χρήσιμο να γνωρίζετε σε ποιο λειτουργικό σύστημα πρέπει να γνωρίζετε ποιο λογισμικό και υλικό είναι συμβατό με τη συσκευή σας.

Εικόνα Πίστωση: Stanislaw Mikulski / Shutterstock.com, mama_mia / Shutterstock.com, GagliardiImages / Shutterstock.com