Операционные системы, среды и оболочки

• Каждая операционная система имеет множество системных функций; они вызываются соответствующим образом, по принятым в системе правилам. Совокупность системных вызовов и правил, по которым их следует использовать, определяет интерфейс прикладного программирования (API – Application Program Interface). Очевидно, что программа, созданная для работы в некоторой операционной системе, скорее всего не будет работать в другой операционной системе, поскольку API у этих операционных систем, как правило, различаются. Поэтому разработчики операционных систем стали создавать так называемые программные среды.
• Программную (системную) среду следует понимать как некоторое системное окружение, позволяющее выполнить все системные запросы от прикладной программы.

• Помимо основной операционной среды в операционной системе организованы (путем эмуляции иной операционной среды) дополнительные программные среды.
• Параллельное существование терминов «операционная система» и «операционная среда» вызвано тем, что операционная система (в общем случае) может поддерживать несколько операционных сред.
• Операционная среда может включать несколько интерфейсов (оболочек): пользовательские и программные.
• Программы-оболочки относятся к классу системных программ. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС.
• Некоторые программы не заменяют «штатную оболочку», а дополняют ее или добавляют в нее новые функции.
3. Прерывания.
• Прерывание – это принудительная передача управления от выполняемой программы к системе (а через нее — к соответствующей программе обработки прерывания), происходящая при возникновении определенного события.
• Идея прерывания была предложена в середине 50-х годов. Основная цель введения прерываний — реализация асинхронного режима функционирования и распараллеливание работы отдельных устройств вычислительного комплекса.
• Механизм прерываний реализуется аппаратно-программными средствами. Прерывание непременно влечет за собой изменение порядка выполнения команд процессором.

• Механизм обработки прерываний подразумевает выполнение шагов:
1) установление факта прерывания;
2) запоминание состояния прерванного процесса вычислений.
3) управление аппаратно передается на подпрограмму обработки прерывания;
4) сохранение информации о прерванной программе, которую не удалось спасти помощью аппаратуры;
5) собственно выполнение программы, связанной с обработкой прерывания;
6) восстановление информации, относящейся к прерванному процессу;
7) возврат на прерванную программу.

• Шаги 1-3 реализуются аппаратно, шаги 4-7 — программно.
• Прерывания, возникающие при работе вычислительной системы, можно разделить на два основных класса: внешние (их иногда называют асинхронными) и внутренние (синхронные).
• Внешние прерывания вызываются асинхронными событиями, которые происходят вне прерываемого процесса.