System operacyjny (ang. skrót OS Operating System) - jest programem komputerowym, bądź zbiorem programów, który zarządza sprzętem oraz aplikacjami komputera. Podstawą wszystkich systemów operacyjnych jest wykonywanie podstawowych zadań takich jak: kontrolowanie i przypisywanie pamięci, ustalanie priorytetów w zadaniach, obsługa urządzeń, ustalanie połączeń sieciowych oraz zarządzanie plikami. Większość systemów operacyjnych posiada środowiska graficzne ułatwiające ich obsługę.

Określenie to jednak nie jest w pełni ścisłe. Czasem potocznie mówi się system operacyjny mając na myśli całość oprogramowania dostarczanego z zakupionym komputerem (zobacz: dystrybucja), czasem samo jądro systemu operacyjnego, czasem bootloader, czasem z kolei chodzi o całą rodzinę systemów (np. Microsoft Windows).

Zadania systemu operacyjnego

• zarządzanie zasobami komputera, m.in.: procesorem (a dokładniej czasem procesora), pamięcią, urządzeniami peryferyjnymi oraz przydzielanie zasobów procesom,
• koordynacja pracy ww. urządzeń poprzez obsługę przerwań oraz odpowiednie na nie reagowanie,
• ochrona danych i pamięci - tak aby jeden proces, w wyniku błędu lub zamierzonego działania nie mógł zniszczyć lub pozyskać danych innego procesu,
• automatyzacja najczęściej wykonywanych funkcji
• ukrywanie skomplikowania sprzętu komputerowego przez tworzenie abstrakcji, np.
  zbiory zapisanych klastrów na dysku widziane są jako pliki o symbolicznych nazwach
• abstrakcja równoległości wykonywania programów
• jednolity sposób dostępu do urządzeń

System operacyjny jest ładowany do pamięci na początku pracy komputera. Program ten ma bardzo specyficzny charakter: w przeciwieństwie do programów użytkowych (aplikacji) nie korzysta z żadnych gotowych funkcji, tylko sam je udostępnia, a więc od niego zależą rzeczywiste możliwości wykorzystania sprzętu komputerowego.

Podział systemów operacyjnych

Systemy operacyjne ze względu na sposób przetwarzania można podzielić na:

• Systemy przetwarzania bezpośredniego - systemy interakcyjne gdzie występuje bezpośrednia interakcja pomiędzy użytkownikiem a systemem i wykonywanie zadania użytkownika rozpoczyna się zaraz po przedłożeniu,
• Systemy przetwarzania pośredniego - systemy wsadowe gdzie występuje znacząca zwłoka czasowa między przedłożeniem a rozpoczęciem wykonywania zadania i niemożliwa jest ingerencja użytkownika w wykonywanie zadania.

Ze względu na dopuszczalną liczbę zadań systemy dzielimy na:

• Systemy jednozadaniowe gdzie niedopuszczalne jest rozpoczęcie wykonywania następnego zadania użytkownika przed zakończeniem poprzedniego,
• Systemy wielozadaniowe gdzie dopuszczalne jest istnienie jednocześnie wielu zadań (procesów), którym zgodnie z pewną strategią przydzielany jest procesor. Zwolnienie procesora następuje w wyniku: żądania przydziału dodatkowego zasobu, zainicjowania operacji wejścia/wyjścia, przekroczenia ustalonego limitu czasu (kwantu czasu).
• Wielozadaniowe systemy operacyjne można podzielić na oferujące i pozbawione wywłaszczania. W systemie z wywłaszczaniem jest możliwe przerwanie wykonywania procesu i przeniesienie go z powrotem do kolejki kontrolowanej przez algorytm szeregowania. W systemie bez wywłaszczania zadania muszą przełączać się dobrowolnie. Proces aktywny (wykonujący się) jest przenoszony do kolejki procesów oczekujących tylko wtedy, gdy sam przerwie (wstrzyma, zawiesi) swoje działanie a dopóki tego nie uczyni (lub nie zakończy działania), żaden inny proces nie otrzyma dostępu do procesora.

Natomiast biorąc pod uwagę liczbę użytkowników systemy operacyjne można podzielić na:

• Systemy dla jednego użytkownika gdzie zasoby przeznaczone są dla jednego użytkownika (np. w przypadku komputerów osobistych), nie ma mechanizmów autoryzacji dostępu, a mechanizmy ochrony informacji są ograniczone,
• Systemy wielodostępne gdzie wielu użytkowników może korzystać z zasobów systemu komputerowego, a system operacyjny gwarantuje ich ochronę przed niepowołaną ingerencją.

Budowa systemu operacyjnego

Przyjęto podział na trzy główne elementy budowy systemu operacyjnego:

jądro systemu wykonujące ww. zadania,
powłoka - specjalny program komunikujący użytkownika z systemem operacyjnym,
system plików - sposób zapisu struktury danych na nośniku.

Język programowania jako system operacyjny

Funkcję systemu operacyjnego spełniać może implementacja określonego języka programowania (szczególnie miało to miejsce w historycznych już czasach dominacji komputerów 8-bitowych). Rolę powłoki systemu operacyjnego spełnia w tym przypadku interpreter poleceń języka. Dlatego funkcję takiego systemu może pełnić implementacja danego języka oparta na interpretacji lub mieszana (interpretacyjno-kompilacyjna).

W komputerach 8-bitowych często interpreter języka był przechowywany w pamięci ROM i stanowił podstawowy system operacyjny. Najbardziej znanym przykładem takiego języka jest BASIC stosowany szeroko w komputerach 8 bitowych. Innym, historycznym już przykładem, jest język Jean, implementowany w dużych systemach komputerowych (np. serii ODRA 1300), który mógł pracować zarówno pod kontrolą innego systemu operacyjnego (np. GEORGE 3), jak również samodzielnie jako mały system operacyjny, o charakterze konwersacyjnym. Językami programowania (a właściwie ich pewne implementacje), które również stanowią samodzielne systemy operacyjne są również FORTH oraz Smalltalk. Język i zarazem system operacyjny FORTH szczególnie zastosowanie znajdował w systemach sterowania automatyki przemysłowej. Jest to najlepszy przykład języka w interpretacyjno-kompilacyjnego, w którym wprowadzone słowa są interpretowane i natychmiast wykonywane, natomiast definicje słów są natychmiast kompilowane. Język Smalltalk to pierwszy język "czysto obiektowy", który w wielu swoich implementacjach buduje własne środowisko stanowiące system operacyjny komputera.

W systemach serii MERA 300 funkcję systemu operacyjnego mógł pełnić nawet asembler o nazwie MOTIS.