Δικαιολογήστε το λειτουργικό σύστημα είναι ένα εκτεταμένο μηχάνημα και διαχειριστής πόρων;

Το λειτουργικό σύστημα (OS) λειτουργεί τόσο ως εκτεταμένο μηχάνημα όσο και ως διαχειριστής πόρων, διότι βασικά γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ των δυνατοτήτων ακατέργαστου υλικού ενός υπολογιστή και των εφαρμογών και των χρηστών που πρέπει να αλληλεπιδρούν με αυτό. Ας σπάσουμε κάθε ρόλο:

1. Εκτεταμένο μηχάνημα:

Το λειτουργικό σύστημα επεκτείνει τις δυνατότητες του υποκείμενου υλικού, καθιστώντας το ευκολότερο και αποτελεσματικότερο για τους χρήστες και τις εφαρμογές να αλληλεπιδρούν. Το κάνει αυτό με διάφορους τρόπους:

* αφαίρεση: Το λειτουργικό σύστημα κρύβει τις πολυπλοκότητες του υλικού από τον χρήστη και τις εφαρμογές. Αντί να ασχολούνται με οδηγίες χαμηλού επιπέδου για διαχείριση μνήμης, πρόσβαση στο δίσκο ή επικοινωνία δικτύου, τα προγράμματα αλληλεπιδρούν με το λειτουργικό σύστημα μέσω API υψηλού επιπέδου (διεπαφές προγραμματισμού εφαρμογών). Αυτό απλοποιεί την ανάπτυξη και διευκολύνει τη χρήση του συστήματος. Για παράδειγμα, ένας προγραμματιστής δεν χρειάζεται να ανησυχεί για τον συγκεκριμένο τομέα του δίσκου για να γράψει. Απλά χρησιμοποιούν μια λειτουργία συστήματος αρχείων.

* Virtualization: Το λειτουργικό σύστημα δημιουργεί εικονικούς πόρους που δεν αντιστοιχούν άμεσα σε συστατικά φυσικού υλικού. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την κατανομή των πόρων πολλαπλών και αποτελεσματικών πόρων. Για παράδειγμα, η εικονική μνήμη επιτρέπει στα προγράμματα να χρησιμοποιούν περισσότερη μνήμη από ό, τι διαθέσιμη φυσικά με την ανταλλαγή τμημάτων του προγράμματος μεταξύ RAM και του σκληρού δίσκου. Οι εικονικές μηχανές (VMs) παρέχουν απομονωμένα περιβάλλοντα, εκτελώντας πολλαπλά λειτουργικά συστήματα σε ένα μόνο μηχάνημα.

* Ενισχυμένη λειτουργικότητα: Το λειτουργικό σύστημα παρέχει υπηρεσίες που το ίδιο το υλικό δεν προσφέρει, όπως σύστημα αρχείων, συνδεσιμότητα δικτύου και γραφικό περιβάλλον χρήστη (GUI). Αυτές οι υπηρεσίες είναι χτισμένες πάνω από το υλικό, επεκτείνοντας τη λειτουργικότητά του πέρα από τις βασικές δυνατότητές του.

2. Διαχειριστής πόρων:

Το λειτουργικό σύστημα διαχειρίζεται αποτελεσματικά και δίκαια τους πόρους του υλικού και του λογισμικού του υπολογιστή, εξασφαλίζοντας ότι όλα τα προγράμματα και οι χρήστες έχουν πρόσβαση σε αυτό που χρειάζονται. Αυτό περιλαμβάνει:

* Διαχείριση μνήμης: Κατανομή και διανομή μνήμης σε διαφορετικές διαδικασίες, αποτρέποντας τις συγκρούσεις και εξασφαλίζοντας αποτελεσματική χρήση της διαθέσιμης μνήμης RAM.

* Διαχείριση επεξεργαστών (προγραμματισμός): Προσδιορισμός ποιες διαδικασίες λαμβάνουν χρόνο CPU και για πόσο καιρό, εξασφαλίζοντας την ανταπόκριση και την δίκαιη κατανομή της ισχύος επεξεργασίας. Διαφορετικοί αλγόριθμοι προγραμματισμού βελτιστοποιούνται για διαφορετικούς στόχους (π.χ. ελαχιστοποίηση του χρόνου απόκρισης, μεγιστοποίηση της απόδοσης).

* Διαχείριση I/O: Διαχείριση λειτουργιών εισόδου και εξόδου, όπως είσοδος πληκτρολογίου, κλικ του ποντικιού, πρόσβαση στο δίσκο και επικοινωνία δικτύου. Αυτό περιλαμβάνει τη διαμόρφωση δεδομένων, τα αιτήματα ουράς και τον συντονισμό της χρήσης των περιφερειακών.

* Διαχείριση συστήματος αρχείων: Οργάνωση και διαχείριση αρχείων και καταλόγων σε συσκευές αποθήκευσης. Αυτό περιλαμβάνει τη διαχείριση των δικαιωμάτων πρόσβασης αρχείων, την παροχή μεθόδων για τη δημιουργία, τη διαγραφή και την τροποποίηση των αρχείων και την εξασφάλιση της ακεραιότητας των δεδομένων.

* Διαχείριση ασφαλείας: Ελέγχοντας την πρόσβαση σε πόρους, την πρόληψη της μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης και της χρήσης και την προστασία του συστήματος από το κακόβουλο λογισμικό.

Συνοπτικά, το λειτουργικό σύστημα λειτουργεί ως εκτεταμένο μηχάνημα, αφαιρώντας τις πολυπλοκότητες του υλικού, προσθέτοντας λειτουργικότητα και δημιουργώντας εικονικούς πόρους. Ταυτόχρονα, λειτουργεί ως διαχειριστής πόρων, διαθέτει αποτελεσματικά και ελέγχει την πρόσβαση σε αυτούς τους πόρους (τόσο φυσικό όσο και εικονικό), εξασφαλίζοντας τη δίκαιη και αποτελεσματική λειτουργία του συστήματος. Αυτοί οι δύο ρόλοι είναι αλληλένδετοι. Τα εκτεταμένα χαρακτηριστικά του μηχανήματος βασίζονται στις δυνατότητες διαχείρισης των πόρων και οι λειτουργίες διαχείρισης πόρων γίνονται πιο αποτελεσματικές και ισχυρές μέσω της αφαίρεσης που παρέχεται από την εκτεταμένη πτυχή της μηχανής.