S sistemskega vidika arhitektura OS zagotavlja dodeljevanje sredstev, upravlja pogone v skupni rabi, omrežja in procesorje, zagotavlja skupne storitve, ki jih zahtevajo številni različni programi za vzdrževanje datotek, upravljanje procesov, dostop do tiskalnikov in zaščita pred virusi za posamezne aplikacije.
Načelo delovanja sistema
Vrste
OS projektiranje arhitekture
Moderne monolitne strukture
CP /M in DOS sta preprosta primera monolitnih operacijskih sistemov. To so sistemi, ki delijo aplikacije z enim naslovnim prostorom. V CP /M se 16-bitni naslovni prostor začne s sistemskimi spremenljivkami in področjem uporabe ter se konča s tremi deli:
Večplastni sistemi
Oblikovanje mikro jedra
Virtualni hipervizorji
Izvorni hipervizor deluje na goli žlezi, s postavljenimi sistemi, ki so v strukturi sistema višji. To vam omogoča izvajanje učinkovite strojne sheme, ki plača ceno za vzdrževanje določene izvedbe strojne opreme. Sprejemanje hipervizorja delno zaobide potrebo po specifični izvedbi strojne opreme, ki se izvaja na drugem sistemu. Struktura sistema se začne z dna gostitelja, vključuje hipervizor in nato gostiteljski operacijski sistem, nameščen nad hipervizorjem. Možna je tudi kombinacija domačih in prilagojenih pristopov. Hipervizor lahko nekatere svoje funkcije izvaja na samo strojni opremi in se uporablja za gostujoče sisteme za izvajanje drugih funkcij. Običajen primer tega pristopa je uvedba podpore za virtualizacijo procesorjev na golo strojno opremo in uporaba namenskega OS za dostop do naprav, ki jih hipervizor virtualizira za druge gostiteljske sisteme.
Hibridni operacijski sistemi
Mikro vezja in moduli
Osnovna zamisel je, da je mikro jedro odstraniti vse nebistvene storitve iz jedra in jih namesto tega uporabiti kot sistemske programe, s čimer postane jedro čim manjše in učinkovitejše. Mach je bilo prvo in najbolj znano mikrovezje, zdaj pa je glavna komponenta Mac OSX-a. Windows NT je bil prvotno mikročip, vendar je imel težave z zmogljivostjo (v primerjavi z Windows 95). Izboljšana zmogljivost NT 4.0 s premikanjem več storitev v jedro je XP spremenila v bolj monolitno. Drug primer mikro jedra je QNX, operacijski sistem v realnem času za vgrajene sisteme. Trenutni razvoj operacijskega sistema je objektno usmerjen, z relativno majhnim jedrom in nizom modulov, ki jih je mogoče dinamično povezati (npr. Struktura Solarisa). Moduli so podobni slojem, saj ima vsak podsistem dobro definirane naloge in vmesnike, vendar pa se lahko vsak modul poveže z drugim modulom, s čimer odpravi problem prehoda skozi več vmesnih slojev. Jedro je v tej arhitekturi sorazmerno majhno, kot mikrovezja, ki jih ne potrebuje za prenos sporočil, saj lahko moduli neposredno komunicirajo z enim odenega za drugim.
Datoteka je zbirka povezanih informacij. Računalniki lahko shranjujejo datoteke na disk (sekundarni pomnilnik) za dolgoročne namene shranjevanja. Primeri nosilcev informacij so magnetni trak, magnetni disk in optični diskovni pogoni, kot so CD-ji, DVD-ji. Vsak od teh prevoznikov ima svoje lastnosti, kot so hitrost, zmogljivost, hitrost prenosa podatkov in metode dostopa do podatkov. Datotečni sistem je običajno organiziran v imenike za preprosto navigacijo in uporabo. Ti imeniki lahko vsebujejo datoteke in druge imenike. Glavne dejavnosti operacijskega sistema za upravljanje datotek:bere ali zapisuje datoteko. Dovoli program za delo z datoteko, ki je odvisna od branja, pisanja in zavrnitve. Zagotavlja uporabniški vmesnik za ustvarjanje /brisanje datotek. Zagotavlja vmesnik za varnostno kopiranje datotečnega sistema. V primeru porazdeljenih sistemov, ki predstavljajo niz procesorjev in ne uporabljajo pomnilnika, zunanjih naprav ali ure, operacijski sistem upravlja povezavo med vsemi procesi. Več procesov med seboj komunicira preko komunikacijskih linij v strukturi omrežnega operacijskega sistema, obravnava strategije usmerjanja in povezovanja, pa tudi vprašanja konkurence in varnosti. Osnovne komunikacijske dejavnosti OS:Dva procesa pogosto zahtevata prenos podatkov med njimi. Oba postopka sta lahko na enem računalniku ali na različnih računalnikih, vendar sta povezana prek računalniškega omrežja. Sporočilolahko izvajate na dva načina: z uporabo skupnega pomnilnika ali s pošiljanjem sporočil.
To je najbolj znan in najbolj uporabljen odprtokodni sistem. Mnogi programerji uporabljajo izraz Linux za označevanje jedra Linuxa, kot tudi niz programov, orodij in storitev, ki so običajno dobavljeni z jedrom Linuxa. Nekateri uporabniki se sklicujejo na to zbirko GNU, ker veliko orodij vključuje komponente GNU. Čeprav ne vse Linux namestitve uporabljajo komponente GNU kot del sistema. Android, na primer, uporablja strukturo jedra Linuxa in zelo malo se zanaša na orodja GNU. Linux se razlikuje od drugih sistemov:Open Source. OS je brezplačen in dostopen za javno gledanje, urejanje uporabnikov z ustreznimi veščinami. Obstaja veliko distribucij Linuxa, ki vključujejo različne možnosti programske opreme. Unix in Linux sta v veliki meri podobna in dejansko je bil Linux prvotno ustvarjen na enak način kot Unix. Oba imata podobna orodja za interakcijo s sistemi, programskimi orodji, postavitvami datotek in drugimi ključnimi komponentami. Vendar Unix ni brezplačen. Že vrsto let je bilo ustvarjenih več različnih sistemov, ki so poskušali biti podobni Unixu ali Unixu, vendar je bil Linux najuspešnejši, kar je daleč presegalo priljubljenost svojih predhodnikov. Večina jedra Linuxa je napisana v programskem jeziku C z majhnim številom zbirk iz drugih jezikov. Vsaka distribucijavsebuje več sto ali tisoč programov, ki se lahko distribuirajo z njim in za vsakega od teh programov.
Distribucija Linuxa omogoča izbiro prostora na disku z datotečno strukturo OS, od katerih ima vsak poseben pomen. Napredna različica razširjenega datotečnega sistema (ext), ki je bila prvič razvita za MINIX. Druga razširjena različica (Ext2) je bila nadgrajena različica. Ext3 je dodal izboljšano zmogljivost, Ext4 pa še bolj napredne funkcije. IBM je za UNIX AIX razvil JFS (Journaled File System). Trenutno je JFS alternativa Ext4 in se uporablja tam, kjer je potrebno zelo stabilno delo pri uporabi zelo malo virov. JFS je primeren za primere, kjer je moč procesorja omejena. ReiserFS je bil uveden kot alternativa Ext3 z izboljšano zmogljivostjo in naprednimi funkcijami. Včasih je bila SuSE Linux datoteka privzeto ReiserFS, kasneje pa je Reiser zapustil podjetje, SuSe pa ni imel druge možnosti, kot da se vrne v Ext3. ReiserFS dinamično podpira razširitve datotek, kar je relativno razširjena funkcija, sistemu manjka določeno področje delovanja. XFS je hitri JFS, ki je zasnovan za vzporedno obdelavo I /O. NASA je prej uporabljala to strukturo datotečnega sistema na svojih 300-terabajtnih strežnikih za shranjevanje. Datotečni sistem B-Tree (Btrfs) se osredotoča na odpornost na napake, upravljanje zabave, popravilo sistema, veliko konfiguracijo shranjevanja in je še v razvoju. Btrfs ni priporočljivo za proizvodnjo. Na Linuxu je na voljo veliko formatov datotek, ki pa se uporabljajo zdelo z drugimi OS: VIS, NTFS od Microsofta, HFS od Apple. Vendar pa lahko delo z datotečno strukturo operacijskega sistema poteka v Linuxu z uporabo določenih orodij, kot je ntfs-3g, za namestitev datotečnih sistemov NTFS, ki niso privilegirani za Linux.
Postopek souporabe procesorja, če sta v spominu hkrati dva ali več programov, se imenuje multiprogramiranje. Vključuje uporabo enega samega skupnega procesorja in povečuje število prenosov z organiziranjem nalog. Dodelitev OS, struktura OS, povezana z multiprogramiranjem:Sistem hkrati shrani več nalog v pomnilnik. Ta niz je podskupina nalog, shranjenih v bazenu. Sistem izbere in začne izvajati eno od nalog v pomnilniku. Multiprogramski operacijski sistemi spremljajo stanje vseh aktivnih programov in virov s pomočjo programske opreme za upravljanje pomnilnika, da zagotovijo, da CPU nikoli ne bo deloval brez delovnih procesov za obdelavo. Ta shema dela pomaga učinkovito uporabljati CPE.