Un sistem de operare este

o colectie organizata de programe de control si serviciu,

stocate permanent intr-o memorie principala sau auxiliara,

specifice tipurilor de echipamente din componenta sistemului,

avand ca sarcina optimizarea utilizarii resurselor,

minimizarea efortului uman de programare si

automatizarea operatiilor manuale in cat mai mare masura, in toate fazele de pregatire si exploatare a componentelor sistemului de calcul.

Sistemul de operare ofera o interfata intre programator si sistemul de calcul, concretizata intr-un interpretor al comenzilor utilizatorului exprimate cu ajutorul unui limbaj de comanda.

Unul din conceptele cheie ale oricarui sistem de operare este procesorul.

Un proces este de fapt un program in executie.

El poate crea unul sau mai multe subprocese numite procese fiu, se poate afla in anumite stari, se poate sincroniza cu alte procese, poate comunica cu alte procese etc.

Sistemele de calcul din prima generatie erau de dimensiuni mari, comandate de la consola de catre programator sau operator. Programatorul utiliza sistemul de calcul pentru executia programului sau, introdus pe banda perforata, cartele sau direct de la panoul electronic. El era ajutat de programe scurte prezentate in format binar (siruri de simboluri 0 si 1), embrioane ale viitoarelor componente ale sistemului de operare. Aceste programe erau incarcate in memorie (de pe banda perforata) ori de cate ori era nevoie.

Dintre conceptele implementate pentru cresterea performantelor si marirea eficientei utilizarii resurselor sistemelor de calcul, un rol important l-a avut   multiprogramarea. In sistemele cu multiprogramare, la un moment dat, in memorie se afla incarcate mai multe procese care concureaza, pe baza unei scheme de prioritati, pentru accesul la anumite resurse ale sistemului. Cand o resursa este retrasa unui proces ea poate fi imediat alocata altui proces care o solicita.

Un alt mecanism este multitasking-ul. Acesta consta in multiprogramarea a doua sau mai multe procese avand un obiect comun. Aceste procese pot comunica intre ele si isi pot sincroniza activitatile.

Interfata dintre sistemul de operare si programele utilizatorului (numite si lucrari) este asigurata de o colectie de "instructiuni extinse" ale sistemului de operare numite apeluri sistem. Folosind apelurile sistem, un program utilizator poate crea, utiliza si sterge diverse obiecte gestionate de un sistem de operare.

Unele din cele mai importante obiecte gestionate de un sistem de operare sunt procesele si fisierele.

Un fisier este un sir de caractere terminat printr-o marca de sfarsit de fisier. El poate fi stocat pe disc, in memorie.

Sistemul de operare ofera apeluri sistem pentru lucrul cu fisiere: creare, stergere, citire, scriere etc. Fisierele pot fi grupate intr-un catalog si pot fi caracterizate de anumite atribute (proprietar, dimensiune, data ultimului acces in scriere, coduri de protectie etc).

Caracteristicile unui sistem de operare sunt:

1) modul de introducere a programelor in sistem;

2) modul de planificare a proceselor;

3) numarul de programe prezente simultan in memorie;

4) modul de utilizare a resurselor;

5) numarul de utilizatori ce pot folosi sistemul in acelasi timp.

Dupa modul de introducere a lucrarilor (programelor in sistem, se disting

sisteme de operare seriale ce accepta introducerea lucrarilor de la un singur dispozitiv de intrare,

sisteme de operare paralele ce admit introducerea lucrarilor de la mai multe dispozitive de intrare, precum si

sisteme de operare cu introducerea lucrarilor de la distanta.

Dupa modul de planificare a lucrarilor pentru executie exista

sisteme de operare orientate pe lucrari ce admit ca unitate de planificare lucrarea alcatuita din unul sau mai multe programe succesive ale aceluiasi utilizator, precum si sisteme de operare orientate pe proces care admit ca unitate de planificare procesul.

Dupa numarul de programe prezente simultan in memoria principala se evidentiaza

sistemele cu monoprogramare si

sistemele cu multiprogramare.

Dupa numarul de utilizatori acceptati simultan de sistemul de operare, exista

sisteme monoutilizator si

sisteme multiutilizator.

Dupa modul de utilizare al resurselor se disting:

sisteme de operare cu resurse alocate, in care resursele necesare lucrarilor sunt afectate acestora pe toata durata executiei;

sisteme de operare in timp real care permit controlul executarii lucrarilor in interiorul unui interval de timp specificat;

sisteme cu resurse partajate (divizate) in care resursele necesare lucrarilor sunt afectate acestora periodic pe durata unor cuante de timp.

Un sistem de operare, in forma cea mai simpla, apare ca o colectie de proceduri cu functii precise si cu o interfata bine precizata intre acestea

Serviciile furnizate de sistemul de operare, sunt solicitate prin

incarcarea anumitor registre cu informatia necesara sau depunerea acestei informatii in stiva si apoi

provocarea unei intreruperi cunoscuta sub numele de apel provizoriu sau apel nucleu.

Acest apel determina trecerea sistemului de calcul din modul utilizator in modul nucleu si transfera controlul sistemului de operare.

Sistemul de operare analizeaza parametrii apelului pentru a-l identifica, iar apoi apeleaza procedura de serviciu necesara.

Aceasta descriere sugereaza scheletul unui sistem de operare:

un program ce invoca o procedura de serviciu;

o biblioteca de proceduri ce corespund apelurilor sistem;

o biblioteca de proceduri utilitare pentru procedurile de serviciu.

O alta posibilitate este de a privi sistemul de operare structurat pe nivele.

De ex. un sistem de operare cu 6 nivele poate cuprinde (din interior spre exterior); alocarea procesorului si multiprogramarea, gestiunea memoriei, comunicatia operator - sistem, gestiunea echipamentelor de intrare / iesire, programele utilizator si operatorul.

Pentru a-si indeplini functiile, majoritatea sistemelor de operare sunt structurate pe doua straturi: stratul logic si stratul fizic.

Stratul logic asigura interfata dintre utilizator si sistem (prin comenzi, instructiuni extinse si mesaje).

Stratul fizic este reprezentat de rutinele de tratare a intreruperilor software. El este apropiat de hardware si in general este transparent pentru utilizator.