1. Uitgebreide machine:

Het besturingssysteem breidt de mogelijkheden van de onderliggende hardware uit, waardoor de interactie tussen gebruikers en applicaties eenvoudiger en efficiënter wordt. Dit gebeurt op verschillende manieren:

* Abstractie: Het besturingssysteem verbergt de complexiteit van de hardware voor de gebruiker en applicaties. In plaats van zich bezig te houden met instructies op laag niveau voor geheugenbeheer, schijftoegang of netwerkcommunicatie, communiceren programma's met het besturingssysteem via API's op hoog niveau (Application Programming Interfaces). Dit vereenvoudigt de ontwikkeling en maakt het systeem gebruiksvriendelijker. Een programmeur hoeft zich bijvoorbeeld geen zorgen te maken over naar welke specifieke schijfsector hij moet schrijven; ze gebruiken eenvoudigweg een bestandssysteemfunctie.

* Virtualisatie: Het besturingssysteem creëert virtuele bronnen die niet rechtstreeks overeenkomen met fysieke hardwarecomponenten. Dit is cruciaal voor multitasking en efficiënte toewijzing van middelen. Met virtueel geheugen kunnen programma's bijvoorbeeld meer geheugen gebruiken dan fysiek beschikbaar is, door delen van het programma uit te wisselen tussen RAM en de harde schijf. Virtuele machines (VM's) bieden geïsoleerde omgevingen waarin meerdere besturingssystemen op één machine worden uitgevoerd.

* Verbeterde functionaliteit: Het besturingssysteem biedt services die de hardware zelf niet biedt, zoals een bestandssysteem, netwerkconnectiviteit en een grafische gebruikersinterface (GUI). Deze services zijn bovenop de hardware gebouwd, waardoor de functionaliteit verder wordt uitgebreid dan de basismogelijkheden.

2. Bronbeheerder:

Het besturingssysteem beheert de hardware- en softwarebronnen van de computer efficiënt en eerlijk en zorgt ervoor dat alle actieve programma's en gebruikers toegang hebben tot wat ze nodig hebben. Dit omvat:

* Geheugenbeheer: Het toewijzen en ongedaan maken van de toewijzing van geheugen aan verschillende processen, het voorkomen van conflicten en het garanderen van een efficiënt gebruik van het beschikbare RAM-geheugen.

* Processorbeheer (planning): Bepalen welke processen CPU-tijd krijgen en voor hoe lang, waardoor responsiviteit en een eerlijke toewijzing van verwerkingskracht worden gegarandeerd. Verschillende planningsalgoritmen optimaliseren voor verschillende doelen (bijvoorbeeld het minimaliseren van de responstijd, het maximaliseren van de doorvoer).

* I/O-beheer: Beheer van invoer- en uitvoerbewerkingen, zoals toetsenbordinvoer, muisklikken, schijftoegang en netwerkcommunicatie. Dit omvat het bufferen van gegevens, het in de wachtrij plaatsen van verzoeken en het coördineren van het gebruik van randapparatuur.

* Bestandssysteembeheer: Bestanden en mappen op opslagapparaten organiseren en beheren. Dit omvat het beheren van toegangsrechten voor bestanden, het bieden van methoden voor het maken, verwijderen en wijzigen van bestanden en het waarborgen van de gegevensintegriteit.

* Beveiligingsbeheer: Het controleren van de toegang tot bronnen, het voorkomen van ongeoorloofde toegang en gebruik, en het beschermen van het systeem tegen malware.

Samenvattend fungeert het besturingssysteem als een uitgebreide machine door hardwarecomplexiteit weg te nemen, functionaliteit toe te voegen en virtuele bronnen te creëren. Tegelijkertijd functioneert het als een resourcemanager, waarbij de toegang tot deze bronnen (zowel fysiek als virtueel) efficiënt wordt toegewezen en gecontroleerd, waardoor een eerlijke en efficiënte werking van het systeem wordt gegarandeerd. Deze twee rollen zijn met elkaar verweven; de uitgebreide machinefuncties zijn afhankelijk van de mogelijkheden voor resourcebeheer, en de functies voor resourcebeheer worden efficiënter en robuuster gemaakt door de abstractie die wordt geboden door het uitgebreide machine-aspect.