מערכת הפעלה

ממשק משתמש

ממשק המשתמש הוא דרך לתקשר בין המשתמש והמחשב, באמצעות הצגת נתונים למשתמש על צג לשם הפעלה של תוכניות וקבלת תוצאות מהן. מערכות ההפעלה מגיעות עם ממשק קונסול (מעטפת פקודה), שהוא ממשק תוי (לרוב ברקע שחור) שבו אפשר לרשום פקודות למערכת ההפעלה (נקרא לרוב Terminal במערכות דמויות יוניקס, ו-Command line במערכות הפעלה של מיקרוסופט). ממשק זה קשה לתפעול למשתמשים רגילים שאינם טכנאים ומתכנתים. דרך זו הייתה הדרך המועדפת לתקשורת אדם-מחשב עד אמצע שנות השמונים, ובמערכות הפעלה דמויות יוניקס היא עדיין פופולרית היום.
בשל הקושי והסרבול בתקשור עם מערכת ההפעלה באמצעות שורת הפקודה פותחו ממשקי משתמש גרפיים (GUI). לרוב מערכות ההפעלה המודרניות כיום יש ממשק משתמש גרפי, שמאפשר תצוגה של אותיות, סמלים וציורים, ותקשור אינטואטיבי וקל של המשתמש עם מערכת ההפעלה. דוגמאות נפוצות לממשק משתמש גרפי נראות במערכות הפעלה כמו Windows של חברת מיקרוסופט, Mac OS מחברת אפל, או סביבות גרפיות חופשיות כמו KDE ו- GNOME, או סביבות לטלפונים חכמים כמו iOS ואנדרואיד. ממשקים גרפיים מאפשרים למשתמש לשלוט בכל הנעשה במחשב בעזרת העכבר (או מסך המגע) והמקלדת, ובעזרת צלמיות (Icons) ורכיבי מסך כמו לחצנים, תיבות טקסט, רשימות נגללות וכן הלאה. זאת ללא צורך לכתוב פקודות וללא ידע בשפת מחשב.
מערכות הפעלה רבות יודעות לשמור פרופיל משתמש המכיל התאמות אישיות שהוא ביצע לממשק המשתמש, ובכך לשמור את ההגדרות מהפעלה להפעלה.
עם זאת, ממשק גרפי איננו הממשק היחיד בין אדם למכונה. בעבר שימשו כרטיסים מנוקבים למסירת הוראות למחשב, באמצעות שפת מחשב שנועדה לכך, ומאוחר יותר מכונות דמויות מכונת כתיבה (Teletype). עם התפתחות הטכנולוגיה, מפותחות דרכים נוספות לממשקי חיבור בין האדם למחשב, כגון חיבור ישיר, ממשק דיבור וסינתוז קולי.

ממשק החומרה

ממשק החומרה הוא החלק במערכת ההפעלה המתרגם פעולות של רכיבי חומרה לשימוש התוכנה. למשל, הזזה של העכבר המייצרת אות חשמלי תתורגם לרצף נתוני תוכנה כך שהתוכנה תזיז את העכבר למקום המתאים. כאשר משתמש פותח תוכנה חדשה מערכת ההפעלה מעבירה לצג רשימה של הוראות להדלקה וכיבוי פיקסלים על מנת להציג את התמונה הנכונה.
ניהול ממשק החומרה מתבצע על ידי ליבת מערכת ההפעלה (Kernel), באמצעות רכיבים הנקראים מנהלי התקן (דרייברים). לכל רכיב חומרה (התקן) מתאים מנהל התקן המתרגם את הפקודות המבוקשות משפת מחשב לשפת מכונה ומעביר אותן להתקן. קיימים מנהלי התקנים סטנדרטים עבור כל משפחה של התקנים (מדפסות, צגים, עכברים וכו') המאפשרים שימוש בסיסי ברכיבים. עבור רוב ההתקנים, מספק יצרן ההתקן דרייברים המתאימים להתקן ומרחיבים את הפעילות שלו ביחס לנדרש בתקן.

ממשק תוכנה (API)

API הן ראשי תיבות של Application Programming Interface - ממשק תכנות יישומים. ממשק זה מאפשר לכותבי היישומים להשתמש בשירותיה של מערכת ההפעלה, כמו ציור של חלונות על המסך, אחסון מידע בקבצים, ושימוש בזיכרון המחשב (RAM), מבלי שיזדקקו לנהל פעולות אלו בעצמם. כך, כותבי היישומים יכולים להתמקד במטרת היישום כמו עיבוד תמלילים, נגינת קובצי MP3, הכנת אלבום תמונות, ניהול חשבונות וכדומה.
את ממשק היישומים מממשת בדרך-כלל רשימה של פונקציות שכותב היישום יכול להפעילן מתוך התוכנית שהוא כותב. פונקציות אלו עשויות להפעיל רכיב בממשק המשתמש, רכיב חומרה דרך ממשק החומרה, או שירות אחר שנותנת מערכת הפעלה כמו קשר עם יישומים אחרים.

מערכות הפעלה אחרות

קיימות מערכות הפעלה רבות נוספות. חלקן בשימוש נרחב בעוד האחרות נכתבות עבור שימושים ספציפיים. iOS, אנדרואיד וסימביאן (לטלפונים חכמים) ו-PalmOS (למחשבי כף יד) הן שתי דוגמאות. קיימות מערכות הפעלה שיצורן הופסק מסיבות היסטוריות או שאוחדו לתוך מערכות הפעלה אחרות. בין אלה ניתן למצוא את: CP/M,‏ Mac OS,‏ OS/2 וכו'.