Szoftver. Az operációs rendszer

Szoftver rétegek

A számítógépen működő szoftver réteges szerkezetű. A legfontosabb szoftver rétegek (a teljesség igénye nélkül):

• (hardver)
• BIOS vagy UEFI ("firmware"; kapcsolat a hardver és a szoftver között)
  • hardver elemek felismerése és beállítása, valamint a rendszerkonfiguráció tárolása
  • hardver elemek ellenőrzése, tesztelése
  • az operációs rendszer betöltése ("bootolás")
    az indítási folyamat például a következő lépésekből állhat (vö. Wikipedia):
    • kernel betöltődése
    • hardver eszközök inicializálása
    • szolgáltatások elindítása
    • felhasználói interakció megkezdése (bejelentkeztetés)
    • automatikusan induló programok indítása
• operációs rendszer
  • felügyelőprogram (supervisor vagy kernel, "rendszermag"; hardver erőforrások kezelése, programok futásának vezérlése)
  • parancsértelmező (shell; a parancssor megjelenítése szöveges felületen; pl. különböző operációs rendszer parancsok adhatóak ki, ill. különböző programok indíthatóak; pl. Windows Parancssor vagy PowerShell)
  • grafikus felhasználói felület (GUI: Graphical User Interface; programok indítása grafikus felületen)
  • alapvető rendszereszközök és beállítások (pl. Windows Vezérlőpult vagy Gépház)
• rendszerközeli programok és/vagy segédprogramok (utility-k vagy "kellékek", ill. "alkalmazások")
  • rendszerinformációk lekérdezése
  • feladatkezelő (Task Manager; futó alkalmazások és folyamatok erőforrás-felhasználásának nyomon követése)
  • teljesítmény optimalizálása és lemez karbantartása
    • lemezkarbantartó (pl. fájlrendszer hibáinak kijavítása)
    • merevlemez töredezettségmentesítése
  • fájlkezelő segédprogramok (file managers; pl. Sajátgép vagy Ez a gép, Windows Intéző vagy Fájlkezelő, Total Commander)
    • keresés a számítógép háttértárain
  • archiváló és tömörítő segédprogramok (file archievers and data compression utilities; pl. 7-zip)
  • szövegszerkesztők (pl. Jegyzettömb vagy Notepad, WordPad, Notepad++)
  • multimédia segédprogramok (pl. Médialejátszó vagy Media Player, IrfanView)
    • kódoló segédprogramok (codec-ek)
  • rajzolóprogramok (pl. Paint)
  • egyéb segédprogramok (pl. Számológép, Karaktertábla)
• fejlesztői környezetek (pl. Java Development Kit, NetBeans)
  • alkalmazói programfelület (API: Application Programming Interface; programok fejlesztése és indítása saját programfelületen; pl. JavaSDK)
• alkalmazói programok, alkalmazások; egy adott feladatot (feladattípust) megvalósító vagy általános célú programok
  • vírusirtó programok (anti-virus utilities; pl. Eset NOD32 Antivirus, Norton Antivirus )
  • Internetes alkalmazások
    • böngészőprogramok (pl. Mozilla Firefox, Google Chrome)
    • FTP kliensprogramok (pl. Total Commander, WinSCP)
    • szerverprogramok (pl. Apache HTTP Server, MySQL Server, FireZilla, Apache Tomcat stb.)
    • tartalomkezelő, ún. CMS rendszerek (pl. WordPress, Joomla, Drupal)
    • e-Learning keretrendszerek, ún. LMS rendszerek (pl. Moodle)
  • grafikai programok (pl. Adobe Photoshop)
  • irodai alkalmazások (pl. MS Office)
    • szöveg- vagy kiadványszerkesztő (pl. Word)
    • táblázatkezelő (pl. Excel)
    • prezentációkészítő (pl. PowerPoint)
    • adatbázis-kezelő (pl. Access)
  • játékprogramok
  • egyéb alkalmazások (pl. az ÁNYK AbevJava program a NAV-tól)

további információk:
Operációs rendszer (2021-05-01)
Windows 10 (2021-05-01)
List of utility software (2021-05-01)
List of Microsoft Windows components (2021-05-01)

Operációs rendszer

Az operációs rendszer a számítógépet működtető program, ill. programrendszer ("programok összessége"), amely
– a számítógép elindulásakor betöltődik a számítógép memóriájába, és onnantól kezdve folyamatosan fut,
– felügyeli és vezérli a számítógépen futó valamennyi folyamatot (rendszerprogramokat, alkalmazói programokat stb.),
– elosztja a hardver és szoftver erőforrásokat, és összehangolja a működésüket, és
– kapcsolatot létesít a számítógépet alkotó hardver és szoftver elemek, valamint a számítógép felhasználói között.

Az operációs rendszer legfontosabb feladatai:

• a hardver egységek kezelése, elosztása és működésük összehangolása (pl. a különböző hardver elemek egységes kezelése; gazdálkodás a hardver erőforrásokkal, hardver erőforrások kiosztása a különböző programok számára stb.)
• programok indítása, végrehajtása és megszakítása
  • programok végrehajtásának ütemezése
    • kötegelt programvégrehajtás (batch; több program egymás utáni futtatása előtérben, ill. háttérben, különböző prioritással)
    • multiprogramozás; időosztás (több program vagy "taszk" látszólag egyidejű végrehajtása a processzor idejének felosztásával a futó programok, ún. folyamatok között)
  • programmegszakítások kezelése; a legfontosabb megszakítási okok:
    • hardver hibák
    • programok megszakításkérései (pl. beolvasás a billentyűzetről, kiírás a képernyőre vagy valamelyik háttértárra, egy ütemezett feladat végrehajtása stb.)
    • szoftverhibák (pl. osztás 0-val, túlcsordulás)
    • a program futására rendelkezésére álló "időszelet" vége
• kapcsolattartás a felhasználóval
  • szöveges felületen (pl. az OS párbeszédes, interaktív használata egy szöveges konzolon megfelelő parancsok kiadásával)
  • grafikus felületen (pl. egérrel történő navigálás; beállítás és vezérlés egérkattintással)
• meghatározott alapfeladatok elvégzése (erre szöveges felületen az operációs rendszer parancsnyelve szolgál, grafikus felületen pedig a grafikusan, pl. egérkattintással elérhető funkciók összessége)
  • adat- és programtárolás szervezése (pl. fájlok kezelése:^⇒ a fájlnevek és kiterjesztések, attribútumok, jogosultságok stb. nyilvántartása; fájlrendszer kialakítása: könyvtárak, elérési út stb.)
  • hibakezelés, naplózás
  • adatátvitel megvalósítása a számítógép funkcionális egységei között (pl. fájlok másolása, megjelenítése, nyomtatása)
  • a hardver egységek és az operációs rendszer működésének beállítása
  • felhasználói jogosultságok kezelése, adatok védelmének biztosítása (pl. belépési nevek és jelszavak, felhasználói adatok stb.)
  • adatok biztonságának garantálása (pl. adatmentés, adatok tükrözése, korábbi állapot visszaállítása stb.)

Az operációs rendszereket többféleképpen csoportosíthatjuk. Például beszélhetünk
– szöveges (karakteres, parancssoros) vagy grafikus felhasználói felülettel (GUI) rendelkező operációs rendszerekről;
– egyfeladatos vagy többfelhasználós operációs rendszerekről (és ha több számítógép vagy terminál kapcsolódik egy számítógéphez, hálózati operációs rendszerekről);
– kötegelt működésű vagy közvetlenül (valós időben, interaktívan) hozzáférhető operációs rendszerekről; és
– egyfeladatos vagy multiprogramozott, többfeladatos operációs rendszerekről.

A Windows operációs rendszer újabb változatai grafikus felülettel rendelkeznek, többfelhasználósak és multiprogramozottak.

további információk:
Operációs rendszer (2021-05-01)
Az operációs rendszer (2021-05-01)
Sallai András: Operációs rendszerek (2021-05-01)

Gyakorlati feladat

A tesztfeladat teljes megoldásához az alábbi lépések szükségesek:

1. Hozzon létre egy megadott nevű tesztkönyvtárat, és ebben dolgozzon.
2. Készítsen IrfanView használatával egy 500x500-as méretű kezdőképet, amelyen középre igazítva a 'RoboMind kalandok' cím szerepel, alatta pedig jobbra igazítva a saját neve. A kép egy kiválasztott helyén helyezzen el torzításmentesen egy 200 képpont magasságú díszítő képet is (az internetről letöltve és bemásolva a kép egy kijelölt részére). [vid001.bmp]
3. Készítsen el a RoboMind használatával egy megadott programot.
4. Nagyítsa ki a robotot, készítsen róla egy képernyőképet, és vágjon ki a robotról egy 500x500-as méretű képet. [vid002.bmp]
5. Hajtson végre a robotképen 4 tetszőleges effektust (pl. eltorzítva a robotot, átszínezve stb.), és mentse egyenként a képeket. [vid003.bmp, ..., vid006.bmp]
6. Hajtsa végre az elkészült RoboMind programot lépésenként és készítsen néhány kiválasztott lépésről képernyőképeket (min. 5 képet). Minden képernyőképből vágjon ki lehetőleg _ugyanabban a pozícióban_ egy 500x500-as méretű képet és mentse egyenként ezeket. [vid007.bmp, ..., vid011.bmp]
7. Az utolsó képen (vid0011.bmp)
   – adjon meg egy 480x480-as kijelölést a kép közepén, az x=10 és y=10 kezdőpozícióban (SHIFT C),
   – állítsa be a kijelölést a képnek (CTRL Y),
   – nagyítsa fel a kapott képet 500x500-as méretre (CTRL R),
   – és mentse el a felnagyított képet (vid0012.bmp).
   Ugyanezeket a műveleteket megismételve készítsen még négy további képet. [vid012.bmp, ..., vid016.bmp]
8. A VirtualDub használatával
   – töltse be az elkészített képeket (File/Open video file..., majd a fájltípusnál Image sequence kiválasztása után),
   – állítson be 5 képkocka/másodperc lejátszási sebességet (Video/Frame Rate..., majd a Change frame rate to (fps) menüpontban 5 beállításával),
   – hozzon létre ("exportáljon") egy animált gif videót a készített vid001.bmp (vid002.bmp, ..., vid016.bmp) nevű 500x500-as méretű képkockákból a korábban létrehozott tesztkönyvtárban (robot.gif).
9. Játssza le a robot.gif videót az IrfanView segítségével.