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, γνωστό και ως «OS», 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 διατηρεί τα πάντα μαζί. Τα λειτουργικά συστήματα επικοινωνούν με το υλικό της συσκευής. Διαχειρίζονται τα πάντα, από το πληκτρολόγιο και τα ποντίκια σας έως το ραδιόφωνο Wi-Fi, τις συσκευές αποθήκευσης και την οθόνη. Με άλλα λόγια, ένα λειτουργικό σύστημα χειρίζεται συσκευές εισόδου και εξόδου. Τα λειτουργικά συστήματα χρησιμοποιούν προγράμματα οδήγησης συσκευών γραμμένα από δημιουργούς υλικού για να επικοινωνούν με τις συσκευές τους.

Τα λειτουργικά συστήματα περιλαμβάνουν επίσης μεγάλο λογισμικό - 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 τη διεπαφή μεταξύ των δύο. Για παράδειγμα, όταν μια εφαρμογή θέλει να εκτυπώσει κάτι, παραδίδει αυτήν 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 διαθέτετε ή να καταλάβετε πώς λειτουργεί. Το λειτουργικό σύστημα χειρίζεται τις λεπτομέρειες.

Το λειτουργικό σύστημα χειρίζεται επίσης πολλαπλές εργασίες, κατανέμοντας πόρους υλικού σε πολλά προγράμματα που εκτελούνται. Το λειτουργικό σύστημα ελέγχει ποιες διεργασίες εκτελούνται και τις κατανέμει μεταξύ διαφορετικών CPU εάν έχετε έναν υπολογιστή με πολλαπλούς επεξεργαστές ή πυρήνες, επιτρέποντας σε πολλές διεργασίες να εκτελούνται παράλληλα. Διαχειρίζεται επίσης την εσωτερική μνήμη του συστήματος, κατανέμοντας τη μνήμη μεταξύ εφαρμογών που εκτελούνται.

Το λειτουργικό σύστημα είναι το μοναδικό λογισμικό που εκτελεί την παράσταση και είναι υπεύθυνο για όλα τα άλλα. Για παράδειγμα, το λειτουργικό σύστημα ελέγχει επίσης τα αρχεία και άλλους πόρους στους οποίους έχουν πρόσβαση αυτά τα προγράμματα.

Οι περισσότερες εφαρμογές λογισμικού είναι γραμμένες για λειτουργικά συστήματα, τα οποία επιτρέπουν στο λειτουργικό σύστημα να κάνει πολύ μεγάλο βάρος. Για παράδειγμα, όταν εκτελείτε το Minecraft, το τρέχετε σε ένα λειτουργικό σύστημα. Το Minecraft δεν χρειάζεται να γνωρίζει ακριβώς πώς λειτουργεί κάθε διαφορετικό στοιχείο υλικού. Το Minecraft χρησιμοποιεί μια ποικιλία λειτουργιών του λειτουργικού συστήματος και το λειτουργικό σύστημα τις μεταφράζει σε οδηγίες υλικού χαμηλού επιπέδου. Αυτό σώζει τους προγραμματιστές του Minecraft - και κάθε άλλο πρόγραμμα που λειτουργεί σε ένα λειτουργικό σύστημα - πολλά προβλήματα.

Τα λειτουργικά συστήματα δεν είναι μόνο για υπολογιστές

Όταν λέμε «υπολογιστές» λειτουργούν συστήματα, δεν εννοούμε απλώς παραδοσιακούς επιτραπέζιους υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές. Το smartphone σας είναι ένας υπολογιστής, όπως tablet, έξυπνες τηλεοράσεις, κονσόλες παιχνιδιών, έξυπνα ρολόγια και δρομολογητές Wi-Fi. Το Amazon Echo ή το Google Home είναι μια υπολογιστική συσκευή που τρέχει ένα λειτουργικό σύστημα.

Τα οικεία λειτουργικά συστήματα επιτραπέζιων υπολογιστών περιλαμβάνουν Microsoft Windows, Apple macOS, Chrome OS της Google και 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, σχεδιασμένα ειδικά για μία εργασία - όπως εκτέλεση δρομολογητή Wi-Fi, παροχή πλοήγησης GPS ή λειτουργία ATM.

Πού αρχίζουν τα λειτουργικά συστήματα και τα προγράμματα;

Τα λειτουργικά συστήματα περιλαμβάνουν επίσης άλλο λογισμικό, συμπεριλαμβανομένης μιας διεπαφής χρήστη που επιτρέπει στους χρήστες να διασυνδέονται με τη συσκευή. Αυτό μπορεί να είναι μια διεπαφή επιφάνειας εργασίας σε έναν υπολογιστή, μια διεπαφή οθόνης αφής σε τηλέφωνο ή μια φωνητική διεπαφή σε μια ψηφιακή βοηθητική συσκευή.

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

Για παράδειγμα, στα Windows, η εφαρμογή Εξερεύνηση αρχείων (ή Εξερεύνηση των Windows) αποτελεί ουσιαστικό μέρος του λειτουργικού συστήματος των Windows — χειρίζεται ακόμη και τη σχεδίαση της διεπαφής της επιφάνειας εργασίας σας — και μια εφαρμογή που εκτελείται σε αυτό το λειτουργικό σύστημα.

Ο πυρήνας ενός λειτουργικού συστήματος είναι ο πυρήνας

Σε χαμηλό επίπεδο, ο "πυρήνας" είναι το βασικό πρόγραμμα υπολογιστή που βρίσκεται στην καρδιά του λειτουργικού σας συστήματος. Αυτό το μεμονωμένο πρόγραμμα είναι ένα από τα πρώτα πράγματα που φορτώνονται κατά την εκκίνηση του λειτουργικού σας συστήματος. Διαχειρίζεται την κατανομή μνήμης, τη μετατροπή λειτουργιών λογισμικού σε οδηγίες για την CPU του υπολογιστή σας και την αντιμετώπιση εισόδου και εξόδου από συσκευές υλικού. Ο πυρήνας εκτελείται γενικά σε απομονωμένη περιοχή για να αποτραπεί η παραβίασή 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 επίσης. Για παράδειγμα, το Linux είναι απλώς ένας πυρήνας. Ωστόσο, το Linux συχνά ονομάζεται λειτουργικό σύστημα. Το Android ονομάζεται επίσης λειτουργικό σύστημα και είναι χτισμένο γύρω από τον πυρήνα του Linux. Οι διανομές Linux όπως το Ubuntu παίρνουν τον πυρήνα του Linux και προσθέτουν επιπλέον λογισμικό γύρω του. Αναφέρονται επίσης ως λειτουργικά συστήματα.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υλικολογισμικού και λειτουργικού συστήματος;

Πολλές συσκευές τρέχουν απλώς "firmware" - έναν τύπο λογισμικού χαμηλού επιπέδου που γενικά προγραμματίζεται απευθείας στη μνήμη μιας συσκευής υλικού. Το υλικολογισμικό είναι συνήθως μόνο ένα μικρό λογισμικό που έχει σχεδιαστεί για να κάνει μόνο τα απόλυτα βασικά.

Όταν εκκινεί ένας σύγχρονος υπολογιστής, φορτώνει υλικολογισμικό UEFI από τη μητρική πλακέτα. Αυτό το υλικολογισμικό είναι λογισμικό χαμηλού επιπέδου που αρχικοποιεί γρήγορα το υλικό του υπολογιστή σας. Στη συνέχεια εκκινεί το λειτουργικό σας σύστημα από τη μονάδα στερεάς κατάστασης του υπολογιστή σας ή το σκληρό δίσκο. (Αυτός ο σκληρός δίσκος ή ο σκληρός δίσκος έχει το δικό του εσωτερικό υλικολογισμικό, το οποίο χειρίζεται την αποθήκευση δεδομένων στους φυσικούς τομείς μέσα στη μονάδα δίσκου.)

Η διαφορά μεταξύ υλικολογισμικού και λειτουργικού συστήματος μπορεί επίσης να είναι λίγο θολή. Για παράδειγμα, το λειτουργικό σύστημα για iPhone και iPad της Apple, που ονομάζεται iOS, ονομάζεται συχνά «υλικολογισμικό». Το λειτουργικό σύστημα του PlayStation 4 ονομάζεται επίσημα και υλικολογισμικό.

Πρόκειται για λειτουργικά συστήματα που διασυνδέονται με πολλές συσκευές υλικού, παρέχουν υπηρεσίες σε προγράμματα και κατανέμουν πόρους μεταξύ εφαρμογών. Ωστόσο, ένα πολύ βασικό υλικολογισμικό που λειτουργεί σε τηλεχειριστήριο τηλεόρασης, για παράδειγμα, δεν ονομάζεται γενικά λειτουργικό σύστημα.

ΣΧΕΤΙΚΟΙ: Τι είναι το υλικολογισμικό ή ο μικροκώδικας και πώς μπορώ να ενημερώσω το υλικό μου;

Ο μέσος άνθρωπος δεν χρειάζεται να καταλάβει ακριβώς τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα. Ωστόσο, μπορεί να είναι χρήσιμο να γνωρίζετε με ποιο λειτουργικό σύστημα πρέπει να γνωρίζετε με ποιο λογισμικό και υλικό είναι συμβατή η συσκευή σας.

Πιστωτική εικόνα: Stanislaw Mikulski / Shutterstock.com, mama_mia / Shutterstock.com, GagliardiImages / Shutterstock.com