Πώς λειτουργεί το λογισμικό και το σύστημα λειτουργίας μαζί;

Το λογισμικό λειτουργίας (OS) και το λογισμικό συστήματος συνεργάζονται σε μια ιεραρχική σχέση για τη διαχείριση και τον έλεγχο του υλικού του υπολογιστή και την παροχή μιας πλατφόρμας για το λογισμικό εφαρμογών. Δεν λειτουργούν μεμονωμένα. Αντίθετα, σχηματίζουν μια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική όπου κάθε στρώμα εξαρτάται από αυτά κάτω από αυτό. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Υλικό συστήματος: Αυτό είναι το θεμέλιο - η CPU, η μνήμη, οι συσκευές αποθήκευσης, οι συσκευές εισόδου/εξόδου (πληκτρολόγιο, ποντίκι, οθόνη κ.λπ.).

2. Firmware: Αυτό είναι λογισμικό χαμηλού επιπέδου ενσωματωμένο απευθείας σε υλικό (όπως το BIOS/UEFI σε έναν υπολογιστή). Αρχικοποιεί το υλικό και επιτρέπει στη φόρτωση του λειτουργικού συστήματος. Είναι η γέφυρα μεταξύ του υλικού και του λειτουργικού συστήματος.

3. Λειτουργικό σύστημα (OS): Το λειτουργικό σύστημα είναι το βασικό λογισμικό συστήματος. Λειτουργεί ως διαμεσολαβητής μεταξύ του λογισμικού υλικού και εφαρμογών. Οι βασικές λειτουργίες περιλαμβάνουν:

* αφαίρεση υλικού: Το λειτουργικό σύστημα κρύβει την πολυπλοκότητα του υλικού από το λογισμικό εφαρμογών. Οι εφαρμογές δεν χρειάζεται να γνωρίζουν τις λεπτομέρειες του ελεγκτή σκληρού δίσκου. Απλώς ζητούν δεδομένα και το λειτουργικό σύστημα χειρίζεται την αλληλεπίδραση με το υλικό.

* Διαχείριση πόρων: Το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται χρόνο, μνήμη, χώρο αποθήκευσης και περιφερειακά. Καταβάλλει αυτούς τους πόρους σε διαφορετικές διαδικασίες και εφαρμογές αποτελεσματικά. Αυτό περιλαμβάνει τις διαδικασίες προγραμματισμού, τη διαχείριση της κατανομής της μνήμης (εικονική μνήμη) και τη διαχείριση συστημάτων αρχείων.

* Διαχείριση διαδικασιών: Το λειτουργικό σύστημα δημιουργεί, διαχειρίζεται και τερματίζει τις διαδικασίες (τρέχοντα προγράμματα). Εξασφαλίζει ότι οι διαδικασίες εκτελούνται ταυτόχρονα χωρίς να παρεμβαίνουν μεταξύ τους.

* Διαχείριση συστήματος αρχείων: Το λειτουργικό σύστημα οργανώνει αρχεία και καταλόγους σε συσκευές αποθήκευσης, παρέχοντας έναν δομημένο τρόπο αποθήκευσης και ανάκτησης πληροφοριών.

* Ασφάλεια: Το λειτουργικό σύστημα παρέχει χαρακτηριστικά ασφαλείας για την προστασία του συστήματος από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση και κακόβουλο λογισμικό. Αυτό περιλαμβάνει τον έλεγχο ταυτότητας χρήστη, τον έλεγχο πρόσβασης και τις ενημερώσεις ασφαλείας.

* Διαχείριση εισόδου/εξόδου (I/O): Το OS χειρίζεται την επικοινωνία μεταξύ του υπολογιστή και των εξωτερικών συσκευών.

4. Λογισμικό συστήματος (πέρα από το λειτουργικό σύστημα): Αυτό το στρώμα περιλαμβάνει προγράμματα που υποστηρίζουν και βελτιώνουν το λειτουργικό σύστημα. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:

* Οδηγοί συσκευών: Αυτά είναι μικρά προγράμματα που επιτρέπουν στο λειτουργικό σύστημα να επικοινωνούν με συγκεκριμένες συσκευές υλικού (εκτυπωτές, κάρτες ήχου κ.λπ.). Είναι ζωτικής σημασίας για το λειτουργικό σύστημα να αλληλεπιδράσει αποτελεσματικά με το υλικό.

* βοηθητικά προγράμματα: Αυτά είναι προγράμματα που εκτελούν διάφορες εργασίες συντήρησης συστήματος, όπως ο καθαρισμός του δίσκου, η απόρριψη, η δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και η παρακολούθηση του συστήματος.

* Βιβλιοθήκες συστήματος: Συλλογές προ-γραπτού κώδικα που παρέχουν κοινές λειτουργίες στο λογισμικό εφαρμογών, μειώνοντας τον χρόνο και την προσπάθεια ανάπτυξης. Αυτά συχνά παρέχουν λειτουργίες εισόδου/εξόδου, ρουτίνες διαχείρισης μνήμης και πολλά άλλα.

* Συλλογές γλώσσας προγραμματισμού/διερμηνείς: Αυτά μεταφράζουν τον κώδικα αναγνώσιμο από τον άνθρωπο σε κώδικα μηχανής που μπορεί να εκτελέσει η CPU.

Πώς δουλεύουν μαζί:

Φανταστείτε να παραγγείλετε φαγητό σε ένα εστιατόριο. Το υλικό είναι η κουζίνα και τα συστατικά, το υλικολογισμικό είναι η βασική ρύθμιση κουζίνας (φούρνοι, σόμπες), το λειτουργικό σύστημα είναι ο σερβιτόρος που παίρνει την παραγγελία σας, διαχειρίζεται το προσωπικό της κουζίνας (διαδικασίες) και σας φέρνει τα τρόφιμά σας (αποτελέσματα από εφαρμογές) και το λογισμικό συστήματος είναι οι συνταγές (βιβλιοθήκες) και τα εργαλεία κουζίνας (βοηθητικά προγράμματα και οδηγοί) που βοηθούν την προετοιμασία των τροφίμων. Το λογισμικό εφαρμογής είναι το αίτημά σας για γεύμα.

Το λειτουργικό σύστημα βασίζεται στο υλικολογισμικό για την προετοιμασία του υλικού. Στη συνέχεια, το λειτουργικό σύστημα χρησιμοποιεί λογισμικό συστήματος (οδηγούς, βιβλιοθήκες, επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας) για τη διαχείριση και τον έλεγχο του υλικού, δημιουργώντας ένα περιβάλλον όπου το λογισμικό εφαρμογής μπορεί να τρέξει χωρίς άμεση αλληλεπίδραση με τις πολυπλοκότητες του υλικού. Το λογισμικό εφαρμογής ζητά πόρους και υπηρεσίες από το λειτουργικό σύστημα, το οποίο με τη σειρά του αλληλεπιδρά με το υποκείμενο λογισμικό και το υλικό του συστήματος για την εκπλήρωση αυτών των αιτημάτων. Ολόκληρη η δομή συνεργάζεται για να παρέχει μια λειτουργική και αποτελεσματική υπολογιστική εμπειρία.