Το λειτουργικό σύστημα (συντμ. Λ/Σ, ΛΣ και αγγλ. Operating System) είναι το λογισμικό συστήματος υπεύθυνο για τον άμεσο έλεγχο και την διαχείριση του υλικού του υπολογιστή και τις βασικές λειτουργίες του συστήματος. Παράλληλα, παρέχει ένα θεμέλιο, ένα επίπεδο λογικής διασύνδεσης, διαμέσου του οποίου οι εφαρμογές αντιλαμβάνονται και βλέπουν το υλικό του υπολογιστή.

Το λειτουργικό σύστημα δικτύου είναι ένας τύπος λειτουργικού συστήματος για διασυνδεδεμένους υπολογιστές.

Σκοπός και λειτουργία

Οι αρχικοί υπολογιστές στερούνταν λειτουργικού συστήματος. Ένας ανθρώπινος χειριστής (operator) φόρτωνε τα προγράμματα στη μνήμη και τα έτρεχε. Εξού και το όνομα των πρώτων προγραμμάτων που αντικατέστησαν αυτές τις ανθρώπινες ενέργειες (Operating Systems).

Σήμερα ο όρος συνήθως αναφέρεται στο σύνολο του λογισμικού που αρχικά διαθέτει ένας υπολογιστής πριν αρχίσουμε να του εγκαθιστούμε εφαρμογές.

Μέσω του αφηρημένου στρώματος διασύνδεσης που προσφέρει το ΛΣ, μπορούν οι εφαρμογές να χρησιμοποιούν την μνήμη, τον επεξεργαστή, το σύστημα αρχείων και τις περιφερειακές συσκευές. Δηλαδή το ΛΣ δημιουργεί ένα εικονικό περιβάλλον μέσα στο οποίο τρέχουν οι εφαρμογές. Αυτό το περιβάλλον των προγραμμάτων ξεχωριστά αλλά και όλου του υπολογιστικού συστήματος. Οι εφαρμογές μέσα από την συγκεκριμένη τυποποιημένη διασύνδεση προγραμματισμού που τους προσφέρει το ΛΣ διαμορφώνουν, αυστηρά συμμορφούμενα με αυτήν, αιτήματα για να αποκτήσουν πόρους προκειμένου να ολοκληρώσουν τις εργασίες τους.

Το ΛΣ είναι το πρώτο στρώμα του λογισμικού που φορτώνει στην μνήμη του ο υπολογιστής όταν ξεκινάει. Το λογισμικό που φορτώνει έπειτα βασίζεται στο ΛΣ για την παροχή μερικών βασικών υπηρεσιών.

Υπηρεσίες

Διαχείριση διεργασιών

Κάθε πρόγραμμα που εκτελείται σε έναν υπολογιστή, είναι μια διεργασία. Στα πλαίσια της αρχιτεκτονικής von Neumann και των υπολογιστών που έχουν χτιστεί πάνω σε αυτή, μόνο μια διεργασία μπορεί να εκτελείται στην ΚΜΕ οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Το τμήμα του ΛΣ που λαμβάνει διάφορες αποφάσεις σχετικά με την ανάθεση της ΚΜΕ στις διάφορες διεργασίες ονομάζεται χρονοδρομολογητής ΚΜΕ.

Διαχείριση μνήμης

Στις σύγχρονες αρχιτεκτονικές υπολογιστών η μνήμη είναι οργανωμένη ιεραρχικά αρχίζοντας από την γρηγορότερη καταχωρητές ,Λανθάνουσα μνήμη, Κύρια μνήμη και δευτερεύουσα μνήμη. Το κομμάτι του ΛΣ που καλείται διαχειριστής μνήμης συντονίζει τη χρήση των διαφόρων τύπων μνήμης καταγράφωντας ποιά τμήματά τους είναι διαθέσιμα ποιά είναι δεσμευμένα και ανάλογα με τις απαιτήσεις των διεργασιών εκχωρεί ή απελευθερώνει τμήματα για να τα χρησιμοποιήσουν οι διεργασίες. Αυτή η δραστηριότητα λέγεται και διαχείριση εικονικής μνήμης, αφού η συνολική μνήμη που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι διεργασίες κατά την εκτελεσή τους ξεπερνά το μέγεθος της κύριας μνήμης αν και η χρήση δευτερεύουσας μνήμης σαν κύρια μειώνει την ταχύτητα του συστήματος.

Συστήματα αρχείων

Το κομμάτι του ΛΣ που ονομάζεται διαχειριστής συστήματος αρχείων δημιουργεί την αφαίρεση του αρχείου και την δυνατότητα στον χρήστη να βλέπει τη δευτερεύουσα μνήμη σαν ένα σύνολο από αρχεία όπου μπορεί να δημιουργεί , νσ τροποποιεί , να σβήνει , να μετακινεί και να αντιγράφει αρχεία.

Δικτύωση

Τα περισσότερα σύχρονα λειτουργικά συστήματα επιτρέπουν τη σύνδεση ενός υπολογιστή σε τοπικά δίκτυα και στο διαδίκτυο ενσωματώνοντας στον κωδικά τους την υλοποίηση αντίστοιχων πρωτοκόλλων.

Ασφάλεια

Εσωτερική ασφάλεια

Με τον όρο αυτό εννοούμε τις ενέργειες που πραγματοποιεί το αντίστοιχο κομμάτι του ΛΣ προκειμένου να προφυλάξει τους πόρους μια διεργασίας από τις άλλες διεργασίες που τρέχουν παράλληλα.Πχ δεν θα θέλαμε μια διεργασία ενός χρήστη να μπορεί να έχει πρόσβασε σε όλο το σύστημα αρχείων ή μια διεργασία να γράφει δεδομένα στο κομμάτι της μνήμης που έχει ανατεθεί σε άλλη.

Εξωτερική ασφάλεια

Σαν κόμβος ενός δικτύου ένας υπολογιστής μπορεί να δεχτεί επιθέσεις από κακόβουλο λογισμικό. Τα σύγχρονα ΛΣ περιλαμβάνουν και τμήματα που είναι υπεύθυνα να αναγνωρίσουν τέτοιες απειλές.

Γραφική διασύνδεση χρήστη

Τα σύγχρονα ΛΣ παρέχουν τη δυνατότητα στον χρήστη να επικοινωνεί με τον Η/Υ με τη χρήση ποντικιού,παραθύρων,εικονιδίων,δείκτη ποντικιού,γραμμές εργασιών.

Οδηγοί συσκευών

Ένα λειτουργικό σύστημα περιλαμβάνει και πολλούς οδηγούς συσκευών (drivers). Συνοπτικά ένας οδηγός συσκευής είναι το πρόγραμμα που χρησιμοποιούν τα άλλα μέρη του ΛΣ καθώς και διεργασίες χρηστών όποτε θέλουν να ανταλλάξουν δεδομένα με ένα περιφερειακό.

Πυρήνας

Έχει καθιερωθεί να χρησιμοποιούμε τον όρο Πυρήνας για να αναφερόμαστε στα πιο βασικά μέρη ενός ΛΣ τα οποία αλληλεπιδρούν στενά με το υλικό. Ενώ μέρη του ΛΣ που δεν ανήκουν στον πυρήνα μπορούν να θεωρηθούν π.χ. η διασύνδεση με το χρήστη, τα πρωτόκολλα επικοινωνίας ανάμεσα στις εφαρμογές, τα πρωτόκολλα διαχείρισης περιόδων εργασιών χρηστών, τα πρωτόκολλα δικτύου κτλ. Μια ενδιαφέρουσα ανάλυση σχετικά με την διαφορά ΛΣ και πυρήνα μπορεί να βρεθεί εδώ (Linux and GNU). Πάντως δεν υπάρχει γενική συναίνεση σχετικά με το θέμα αυτό στην κοινότητα της επιστήμης των υπολογιστών.

Σημερινά λειτουργικά συστήματα

Στις μέρες μας, μέσα 2005, τα λειτουργικά συστήματα που γνωρίζουν την μεγαλύτερη εξάπλωση στους υπολογιστές γενικής χρήσης (συμπεριλαμβανομένων των προσωπικών υπολογιστών) έχουν διαμορφωθεί σε δύο μεγάλες οικογένειες: Αυτή των Unix-συμβατών και την οικογένεια των Microsoft Windows. Οι μεγάλοι υπολογιστές και τα ενσωματωμένα συστήματα χρησιμοποιούν μια ποικιλία από διάφορα άλλα λειτουργικά συστήματα πολλά από τα οποία δεν έχουν άμεση συγγένεια με τα Windows ή με το Unix.

Τα Unix-συμβατά Λειτουργικά Συστήματα αποτελούν μια πολυποίκιλη ομάδα, με πολλές κύριες υποκατηγορίες συμπεριλαμβανομένων των System V, BSD, και GNU/Linux. To εμπορικό σήμα Unix χρησιμοποιείται από πολλά ΛΣ που έχουν πολλά κοινά με το αρχικό Unix. Τα Unix Λ.Σ. τρέχουν σε μια μεγάλη γκάμα από αρχιτεκτονικές υπολογιστών. Χρησιμοποιούνται πολύ σαν συστήματα εξυπηρετητές στις επιχειρήσεις και σε σταθμούς εργασίας σε ακαδημαϊκούς και μηχανολογικούς χώρους εργασίας.

Παραλλαγές του Unix που διακινούνται σαν Ελεύθερο λογισμικό, όπως το GNU/Linux και BSD αυξάνουν σε δημοφιλία στον χώρο των σταθμών εργασίας και των προσωπικών υπολογιστών. Παραλλαγές που διακινούνται με κλειστές άδειες χρήσης όπως το HP-UX της Hewlett-Packard και το AIX της IBM έχουν σχεδιαστεί να τρέχουν μόνο στο υλικό των συγκεκριμένων εταιρειών ενώ άλλες παραλλαγές μπορούν να τρέξουν και σε προσωπικούς υπολογιστές. Το Solaris της Sun (που άλλαξε άδεια χρήσης σε λογισμικό ανοιχτού κώδικα υπό την CDDL άδεια) είναι ένα τέτοιο πολύμορφο αλλά αληθινό Unix και μπορεί να τρέχει στους σταθμούς εργασίας της Sun αλλά και στον μικρότερο υπολογιστή x86 αρχιτεκτονικής. Το ΛΣ Mac OS X της Apple είναι μια παραλλαγή του BSD, και έχει αντικαταστήσει τα προηγούμενα (όχι-unix) MacOS ΛΣ της Apple σε μια μικρή αλλά αφοσιωμένη αγορά, έχοντας γίνει ένα πολύ δημοφιλές Unix.

Η οικογένεια των Microsoft Windows ΛΣ ξεκίνησε σαν ένα επίπεδο γραφικής διασύνδεσης πάνω από το παλιότερο MS-DOS περιβάλλον για τους IBM PC. Οι σύγχρονες εκδόσεις των Windows βασίζονται στον καινούργιο Windows NT πυρήνα που πρωτοδιαμορφώθηκε στο OS/2, με πιό πρόσφατη έκδοση εν έτει 2005 τα Windows XP. Τα Windows τρέχουν πάνω σε 32- και 64-bit Intel και AMD υπολογιστές, αν και προηγούμενες εκδόσεις έτρεχαν και σε DEC Alpha, MIPS και PowerPC αρχιτεκτονικές (και υπήρξε και προσπάθεια να το κάνουν να τρέχει και σε SPARC αρχιτεκτονική).

Σήμερα, τα Windows είναι το δημοφιλέστερο ΛΣ προσωπικών υπολογιστών απολαμβάνοντας ένα σχεδόν μονοπώλιο του 90% του παγκόσμιου μεριδίου αγοράς των προσωπικών υπολογιστών. Επίσης χρησιμοποιείται ευρέως και στους εξυπηρετητές υποστηρίζοντας εφαρμογές όπως Web εξυπηρετητές και εξυπηρετητές βάσεων δεδομένων.

Τα ΛΣ μεγάλων υπολογιστών, όπως της IBM z/OS και ενσωματωμένων ΛΣ όπως QNX, eCos, Symbian και Palm OS, είναι συνήθως άσχετα με το Unix και τα Windows. Τα ΛΣ Windows CE, Windows NT Embedded 4.0 και Windows XP Embedded σχετίζονται με τα Windows.

Παλιότερα ΛΣ που ακόμα χρησιμοποιούνται σε κλειστές αγορές περιλαμβάνουν το παρόμοιο με τα Windows OS/2 της IBM, το VMS της Hewlett-Packard (πρώην DEC), το Mac OS, το όχι-Unix προηγούμενο του Mac OS της Apple X και το AmigaOS, το πρώτο με γραφική διασύνδεση χρήστη ΛΣ με αναπτυγμένες δυνατότητες πολυμέσων που έγινε διαθέσιμο στο κοινό.

Η έρευνα και η ανάπτυξη νέων ειδών ΛΣ συνεχίζεται και αποτελεί ένα ενεργό πεδίο της επιστήμης των υπολογιστών.

Παραδείγματα λειτουργικών συστημάτων

* Microsoft Windows Το πιο διαδεδομένο λειτουργικό σύστημα (90% περίπου)

* UNIX - που περιλαμβάνει όλα τα UNIX BSD (FreeBSD) και GNU/Linux
* Mac OS
* Solaris
* MS-DOS
* CP/M
* AmigaOS

Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License

<@=@=@>