Che cos'è un sistema operativo? Tipi di SO e funzioni

Se sei come me, hai almeno 20 schede del browser aperte, insieme a un paio di fogli di calcolo e probabilmente un po' di musica.

Ti sei mai chiesto come mai il tuo computer non esaurisce mai la memoria o lo spazio di archiviazione mentre esegue tutti questi programmi? A tutti è capitato che il computer si bloccasse, ma generalmente sono bravi a rispondere agli input. Grazie ai sistemi operativi (OS), possiamo comunicare con loro anche se non sappiamo parlare la loro lingua.

Un sistema operativo è un programma che, dopo il programma di avvio, gestisce tutte le applicazioni del computer. I programmi applicativi richiedono servizi al sistema operativo utilizzando le interfacce di programmazione delle applicazioni (API). Gli utenti si affidano a interfacce utente come un interfaccia a riga di comando (CLI) o un'interfaccia utente grafica (GUI) per interagire con il sistema operativo.

Gli utenti e gli sviluppatori di software amano i sistemi operativi per due motivi. Primo, un sistema operativo non si basa sull'interfaccia utente dell'applicazione. Secondo, i sistemi operativi possono gestire facilmente le funzionalità a basso livello dei computer, comprese le interfacce di rete e l'archiviazione su disco. Senza un sistema operativo, le applicazioni dovrebbero includere interfacce utente, risultando in dimensioni maggiori delle applicazioni e in uno sviluppo software impegnativo.

Oggi, i sistemi operativi sfruttano i driver di dispositivo per fornire servizi specifici per l'ambiente hardware. Quando un'applicazione chiama il dispositivo di archiviazione, il sistema operativo utilizza il driver corrispondente per convertire la chiamata in comandi che l'hardware sottostante necessita. Poiché tutte le applicazioni accedono alle stesse risorse e servizi, i sistemi operativi possono servire innumerevoli applicazioni.

I computer vengono generalmente forniti con i seguenti sistemi operativi generici preinstallati, ma puoi anche aggiornarli.

• Microsoft Windows è stato dietro i computer domestici e aziendali per anni. Viene preinstallato sulla maggior parte dei computer personali. Dopo aver reso disponibile la prima versione negli anni '80, Microsoft ha lanciato diverse versioni di Windows, tra cui le popolari Windows 7 e Windows 10.
• macOS è un altro sistema operativo popolare disponibile sui computer Macintosh di Apple. Le versioni popolari includono macOS Sierra per desktop e Apple iOS per dispositivi mobili.
• Oracle Linux è un sistema operativo gratuito e open-source popolare tra gli sviluppatori di software e i professionisti dell'intelligence aziendale.

Se vuoi saperne di più su come i sistemi operativi gestiscono le risorse software e hardware, questo articolo fa per te.

I sistemi operativi sono il software più essenziale sul tuo computer. Che tu giochi ai videogiochi o utilizzi le applicazioni Microsoft 365, ogni programma ha bisogno di un ambiente per funzionare e svolgere il suo compito previsto. I sistemi operativi garantiscono un uso efficiente dell'hardware, rendendo i sistemi informatici convenienti da usare.

È ora di approfondire le funzioni di un sistema operativo.

Quali sono le funzioni di un sistema operativo?

Ora sai che un sistema operativo funge da interfaccia tra l'hardware e il software del computer. Svolge alcuni compiti di base come l'avvio del dispositivo, lo spegnimento e la gestione dei file, ma c'è di più di quanto sembri. Dai un'occhiata alle funzioni comuni del sistema operativo qui sotto.

Gestione dei file

La gestione dei file comporta la creazione, l'apertura, la chiusura, l'aggiornamento, l'eliminazione e l'organizzazione di file e directory. I sistemi operativi definiscono anche la gestione dei ruoli utente e degli accessi. Ad esempio, potresti voler mantenere un file con permesso di sola lettura in modo che gli utenti non autorizzati non possano modificarlo o eliminarlo.

Gestione dei dispositivi

La maggior parte degli utenti si affida a dispositivi periferici come mouse, stampanti e tastiere per inserire informazioni nei loro computer. A loro volta, questi dispositivi hardware si affidano ai rispettivi driver per funzionare. Un sistema operativo utilizza un controller di input/output (I/O) per gestire quei driver di dispositivo e mantenere i tuoi dispositivi connessi al tuo computer.

I sistemi operativi controllano anche come si comportano questi dispositivi. Ad esempio, potresti voler spostare il mouse uno schermo alla volta, ma non potrai farlo a meno che un OS ti permetta di cambiare le impostazioni del dispositivo. Inoltre, un OS ti consente di installare aggiornamenti del dispositivo e allocare dispositivi a determinati processi.

Gestione dei processi

Non importa se stai creando un dashboard o giocando a un videogioco: tutto ciò che fai sul tuo computer è un processo. I sistemi operativi entrano in modalità multitasking quando fai più cose contemporaneamente. Sincronizzano i processi e offrono loro le risorse necessarie. Un OS dealloca anche le risorse una volta che un processo è completo.

Se stai cercando di scegliere il sistema operativo giusto per uso personale o professionale, dai un'occhiata a questa lista dei migliori sistemi operativi testati dal mio team.

Gestione della memoria

Quando accendi un computer, il sistema operativo si carica in memoria per allocare memoria ai programmi. La memoria primaria o principale consiste in grandi array di parole o byte, ciascuno con un indirizzo.

Un OS traccia come le diverse applicazioni utilizzano questi byte di memoria. L'obiettivo finale è garantire che nessuna singola applicazione o processo occupi troppo spazio di memoria e rallenti la tua macchina. I sistemi operativi possono anche spostare dati e eliminare file per creare spazio per i processi.

Un OS multiprogrammazione esegue numerose applicazioni su un computer con un singolo processore. Questi sistemi operativi decidono l'ordine in cui i processi accedono alla memoria. L'OS dealloca la memoria alla fine di un processo o durante l'esecuzione di un'operazione di I/O.

Contabilità dei lavori

I sistemi operativi tracciano anche l'uso delle risorse del computer. Avere una visione d'insieme di quali applicazioni utilizzano quali risorse significa che puoi risolvere problemi di prestazioni o persino individuare installazioni di software non autorizzate. Inoltre, gli amministratori di sistema utilizzano la contabilità dei lavori per tracciare l'uso del sistema, i processi problematici e la fatturazione, tutto basato sull'uso delle risorse.

Tipi di OS

Esaminiamo alcuni dei tipi di sistemi operativi più popolari.

1. Sistema operativo batch: Questo sistema operativo elabora lavori che condividono gli stessi requisiti come "batch". Esegue ogni lavoro in base all'ordine di arrivo. Questi sistemi operativi si affidano agli operatori per raggruppare lavori simili. I sistemi di gestione delle buste paga o degli estratti conto bancari utilizzano questi sistemi operativi.

2. Sistemi operativi a tempo condiviso: Conosciuti anche come sistemi multitasking, i sistemi operativi a tempo condiviso danno a ciascun compito una certa quantità di tempo per l'esecuzione. Alla fine dell'intervallo di tempo, l'OS passa al compito successivo. Esempi comuni di sistemi operativi a tempo condiviso includono Multics e Unix. Questi sistemi operativi riducono il tempo di inattività poiché ogni processo ha un'opportunità equa per l'esecuzione.

3. Sistemi operativi distribuiti: Questi sono collezioni di nodi di computer interconnessi che condividono una rete di comunicazione tra loro. I sistemi accoppiati in modo lasco o distribuiti si affidano a diversi computer e CPU autonomi per eseguire lavori. LOCUS è un sistema operativo distribuito sviluppato presso l'Università della California, Los Angeles (UCLA) negli anni '80.

4. Sistemi operativi di rete: Questi gestiscono funzioni di rete, applicazioni e sicurezza su reti private. Conosciuti anche come sistemi accoppiati strettamente, questo tipo di OS dipende da server centralizzati per offrire agli utenti accesso condiviso a file, sicurezza e stampa, tra altre funzioni. Puoi anche integrare a distanza nuovo hardware e tecnologie nel sistema server. Microsoft Windows Server 2003 è un sistema operativo di rete.

5. Sistemi operativi in tempo reale (RTOS): Un sistema operativo in tempo reale passa tra più compiti di programmazione individuali utilizzando un singolo core di elaborazione. L'intervallo di tempo o il tempo di risposta necessario per elaborare l'input è più breve. Di conseguenza, puoi passare rapidamente tra i compiti. RTOS è diverso dai sistemi operativi che usi ogni giorno. Processi a tempo vincolato come i sistemi di controllo del traffico aereo, le operazioni missilistiche e i sistemi multimediali di rete utilizzano RTOS.

6. Sistemi operativi mobili: Un OS mobile alimenta dispositivi indossabili, tablet, smartphone e altri dispositivi digitali portatili. Android e Apple iOS sono i due sistemi operativi mobili più comunemente usati.

Ora, esamineremo i vari componenti che aiutano un OS a svolgere i compiti.

Componenti di un sistema operativo

Sebbene la maggior parte dei sistemi operativi abbia strutture diverse, utilizzano componenti simili per eseguire operazioni logiche. Scoprili qui sotto.

• Gestione dei processi si occupa di più processi simultanei in esecuzione su un sistema operativo. Un OS alloca memoria alle applicazioni in modo che funzionino in modo efficiente. Le attività di gestione dei processi includono creazione, sospensione, ripresa, sincronizzazione e comunicazione.
• Gestione dei dispositivi I/O nasconde le specifiche hardware agli utenti. Invece, fornisce agli utenti dettagli astratti per facilità d'uso. Questo componente, che fornisce il codice del driver di dispositivo e gestisce le memorie dei dispositivi, è anche responsabile della cache del buffer del sistema (una risorsa di memoria che media il trasferimento dei dati).
• Gestione dei file comporta la gestione dei dispositivi di archiviazione di massa (pensa ai dischi rigidi o ai dischi fissi) e l'organizzazione dei loro contenuti per l'accessibilità. Un OS esegue varie attività di gestione dei file come la creazione e l'eliminazione di directory, la manipolazione dei file e il backup.
• Gestione della rete è il processo di gestione e amministrazione di una rete di computer. Un OS può eseguire funzioni di manutenzione della qualità del servizio, analisi dei guasti, gestione della sicurezza della rete e monitoraggio delle prestazioni.
• Gestione della memoria principale massimizza l'utilizzo della memoria di un sistema informatico offrendo un'archiviazione veloce a una CPU. La memoria principale è un grande array di archiviazione con un indirizzo, ma può perdere contenuti in caso di guasto del sistema o spegnimento dell'alimentazione. La gestione della memoria aiuta un OS a tracciare l'uso della memoria e a caricare nuovi processi quando la memoria diventa disponibile.
• Gestione dell'archiviazione secondaria supporta la memoria principale e aiuta nell'esecuzione dei processi. La maggior parte dei computer utilizza dischi per archiviare dati per programmi come formattatori, compilatori e assemblatori. Questi programmi sono archiviati su disco fino a quando non vengono caricati in memoria. Le attività comuni di gestione del disco includono la pianificazione del disco, l'allocazione dello spazio di archiviazione e la gestione dello spazio libero.
• Gestione della sicurezza garantisce che ogni programma, processo o utente acceda solo alle risorse autorizzate. Ad esempio, la memoria hardware può eseguire compiti solo all'interno del proprio spazio di indirizzi. Questo meccanismo utilizza un timer per prevenire che i processi ottengano il controllo della CPU. La gestione della sicurezza previene anche che i processi eseguano i propri dispositivi I/O.
• Sistema di interprete dei comandi chiama uno o più programmi di sistema per eseguire i comandi dell'utente. Le dichiarazioni di controllo spesso danno questi comandi al sistema operativo. I programmi quindi leggono e interpretano le dichiarazioni di controllo per l'esecuzione automatica.

Vantaggi del sistema operativo

Non puoi eseguire un sistema informatico senza un OS, ma specificamente, come ti avvantaggiano i sistemi operativi? Un buon OS:

• Funziona come un'interfaccia tra utenti e hardware del computer. Un sistema operativo ti consente di inserire dati, eseguire operazioni e ottenere i risultati desiderati. Non importa la complessità di un compito, un OS ti aiuta a comunicare con un sistema informatico senza dover parlare la sua lingua.
• Condivide risorse tra più utenti e dispositivi. Puoi condividere risorse del server con modem, fax e stampanti, e altri utenti possono condividere informazioni con te tramite posta e app.
• Non richiede di scrivere codice. Poiché i sistemi operativi utilizzano interfacce utente grafiche (GUI), non hai bisogno di assumere programmatori o conoscere linguaggi di programmazione per eseguire compiti.
• Protegge i dati con l'autenticazione dell'utente. I moderni sistemi operativi utilizzano processi di autenticazione multipli come la verifica biometrica, il nome utente e la password, o l'autenticazione di oggetti fisici per prevenire l'accesso non autorizzato ai dati.
• Mantiene i sistemi aggiornati. I sistemi operativi proteggono anche il tuo sistema da attacchi di virus in evoluzione e bug con frequenti aggiornamenti.
• Ti consente di eseguire più compiti contemporaneamente. Puoi facilmente multitasking e interagire con diversi programmi informatici contemporaneamente, grazie alla pianificazione della CPU e alla multiprogrammazione.

I migliori sistemi operativi nel 2024

I migliori sistemi operativi ti facilitano l'esecuzione di programmi simultanei mentre gestiscono CPU, software e hardware. Dai un'occhiata ai migliori sistemi operativi qui sotto.

Per essere inclusi in questa categoria, un software di sistema operativo deve:

• Eseguire applicazioni simultaneamente
• Gestire software e hardware del dispositivo
• Lavorare con la CPU per allocare memoria e archiviazione

*Questi cinque principali sistemi operativi provengono dal G2’s Fall 2024 Grid® Report. Alcune recensioni possono essere modificate per chiarezza.

1. Windows 11

Windows 11 è l'ultimo OS di Microsoft, progettato con un aspetto e una sensazione rinnovati per migliorare la produttività e la creatività degli utenti. Con un menu Start ridisegnato, desktop virtuali migliorati e layout snap, Windows 11 offre un'esperienza utente semplificata.

Cosa piace di più agli utenti:

"Quello che mi piace di più di Windows 11 è la sua interfaccia utente modernizzata e le funzionalità di produttività migliorate. Il menu Start e la barra delle applicazioni centrati creano un aspetto più pulito e organizzato, mentre la funzione Snap Layouts migliora significativamente le capacità di multitasking. Inoltre, i miglioramenti complessivi delle prestazioni rendono il sistema più veloce e reattivo, offrendo un'esperienza utente più fluida."

— Recensione di Windows 11, Nilesh C.

Cosa non piace agli utenti:

"Una cosa che ho notato da quando ho aggiornato a Windows 11 è che la mia RAM è quasi piena. Sta impiegando più tempo di calcolo rispetto a Windows 10, il che a volte porta a crash di Windows.

— Recensione di Windows 11, Deepesh S.

2. Windows 10

Windows 10 di Microsoft è un sistema operativo leader che è facile da usare, sicuro e integrabile.

Cosa piace di più agli utenti:

“È un bel sistema operativo basato su GUI con tutte le funzionalità necessarie per le attività quotidiane. Ha una buona struttura di supporto ed è anche davvero buono per il gaming. Mi è piaciuto il supporto dei driver per tutti i tipi di dispositivi. Microsoft Office è la migliore applicazione mai creata da Microsoft.”

— Recensione di Windows 10, Ujjwal A.

Cosa non piace agli utenti:

“Alcune applicazioni indesiderate vengono installate automaticamente, il che è un problema di privacy. I programmi e i giochi più vecchi potrebbero non funzionare più su questo ultimo sistema operativo Windows di Microsoft.”

— Recensione di Windows 10, Syed Khalid M.

3. Apple iOS

Apple iOS è un sistema operativo mobile avanzato che alimenta i dispositivi mobili Apple. Presenta un'interfaccia semplice e una sicurezza robusta.

Cosa piace di più agli utenti:

“Le misure di sicurezza già integrate in iOS lo rendono una delle piattaforme più potenti. Gli utenti possono fare affidamento su di esso per completare le attività quotidiane e salvare informazioni private con fiducia.”

— Recensione di Apple iOS, Adnan S.

Cosa non piace agli utenti:

“Il prezzo è piuttosto alto, il che è comprensibile, ma il loro hardware potrebbe essere un po' più robusto. Ho anche odiato che abbiano eliminato il jack per le cuffie anni fa, ma è una piccola lamentela.”

— Recensione di Apple iOS, Amanda R.

4. Chrome OS

Chrome OS, sviluppato da Google, è un sistema operativo leggero progettato specificamente per semplicità, velocità e sicurezza. È costruito attorno al browser Chrome e utilizza applicazioni basate su cloud, rendendolo una scelta ideale per gli utenti che dipendono fortemente dai servizi web.

Cosa piace di più agli utenti:

"Apprezzo l'esperienza senza soluzione di continuità che le impostazioni di Chrome e i profili offrono, poiché sono sincronizzati senza sforzo tra i dispositivi. La possibilità di accedere a qualsiasi dispositivo Chrome utilizzando il mio account Google e riprendere immediatamente da dove avevo interrotto in pochi secondi è un punto di svolta."

— Recensione di Chrome OS, Frantz C.

Cosa non piace agli utenti:

"Alcune applicazioni web di Google non riescono a funzionare su questo OS. L'integrazione in tempo reale è un compito piuttosto dispendioso in termini di tempo in Google OS. Ha uno spazio di archiviazione molto limitato di 15 GB, che potrebbe essere maggiore per gli utenti."

— Recensione di Chrome OS, Shantanu R.

5. Red Hat Enterprise Linux

Red Hat Enterprise Linux (RHEL) è un sistema operativo aziendale leader rinomato per le sue prestazioni, sicurezza e stabilità. Sviluppato da Red Hat, RHEL è progettato per l'uso in vari ambienti, dalle implementazioni cloud ai data center tradizionali.

Cosa piace di più agli utenti:

"Redhat, AKA RHEL, è il miglior ambiente OS Linux che chiunque può utilizzare nei propri ambienti aziendali. È principalmente a causa del supporto e della sicurezza che fornisce. Fornisce frequentemente patch per tutti i bug identificati e può essere utilizzato per distribuire, testare e modificare facilmente qualsiasi tipo di pacchetto basato su Linux. Puoi distribuire questo OS utilizzando risorse hardware molto basse, e se sei un amante della CLI, questo è il prodotto che devi scegliere."

— Recensione di RHEL, Dulana R.

Cosa non piace agli utenti:

"Non è facile da installare solo con i documenti. Gestire pacchetti, permessi ed errori è difficile. Identificare le dipendenze di determinati pacchetti e trovare le loro dipendenze potrebbe essere più semplice."

— Recensione di RHEL, Asif A.

Scegli ciò che è giusto per te

Conoscere le tue esigenze è importante prima di scegliere un sistema operativo tra le molte opzioni open-source, gratuite e a pagamento disponibili. Uno sviluppatore ha esigenze diverse rispetto a un giocatore. Indipendentemente da ciò che fai, scegli un sistema operativo che gestisca la memoria, protegga la tua privacy e si adatti al tuo budget.

Usi computer o dispositivi mobili per il lavoro online? Fai attenzione allo spyware e proteggi la tua privacy online.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato nel 2023. È stato aggiornato con nuove informazioni.