Операционные системы. Операционной системой называют комплекс программ, обеспечивающих управление ресурсами и процес­сами

Операционной системой называют комплекс программ, обеспечивающих управление ресурсами и процес­сами, использующими эти ресурсы при обработке информации.

Управление ресурсами сводится к упрощению доступа к ресурсам и распределению ресурсов между конкурирующими процессами.

ОС представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое ПО (BIOS), с другой стороны – она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями ОС называются программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Основная функция всех ОС – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:

- интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (пользовательский интерфейс);

- интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

- интерфейса между разными видами ПО (программный интерфейс).

Режимы работы с компьютером:

1. Пакетный – ОС автоматически исполняет заданную последовательность команд

2. Диалоговый – ОС система прерывает текущую работу и реагирует на события, вызванные пользователем.

В настоящее время существует большое количество ОС. Они классифицируются по следующим признакам:

- По количеству пользователей, одновременно обслуживаемых системой:

- однопользовательские;

- многопользовательские.

- По числу процессов, которые могут одновременно выполнятся под управлением ОС:

- однозадачные;

- многозадачные.

- По типу средств вычислительной техники, для управления ресурсами которых система предназначена:

- однопроцессорные;

- многопроцессорные;

- сетевые;

- распределенные.

- По типу доступа пользователя к ЭВМ:

- системы с пакетной обработкой - когда из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет, ко­торый предъявляется ЭВМ; в этом случае пользователи непосредственно с ЭВМ не взаимодействуют;

- системы разделения времени - обеспечивают одновременно диалоговый доступ к ЭВМ нескольких поль­зователей через терминалы; ресурсы выделяются при этом каждому пользователю по очереди;

- системы реального времени - обеспечивают гарантированное время ответа на внешние события; служат для управления внешними по отноше -

нию к ЭВМ процессами и объектами.

Для IBM-совместимых ПК разработаны и используются следующие классы ОС:

- семейства CP/M;

- семейства OS\2;

- семейства DOS;

- семейства UNIX;

- семейства Windows.

До недавнего времени наибольшее распространение имели ОС семейства DOS, однако сейчас лидирующее положение занимают ОС семейства Windows.

Организация файловой системы:.

1. FAT 16 система, использующая 16-разрядные таблицы размещения файлов. Используется в DOS, OS\2, Windows 95. Она позволяет разместить не более 2¹⁶ записей о местоположении единиц хранения данных. Для 1-2 Гб дисков – кластер 32 Кб – 64 сектора (20-40% потерь).

2. FAT 32 – 32-разрядные поля. Используется в Winwows 98, Me, 2000, XP). Для 8 Гб размер кластера – 8 секторов (4 Кб).

3. NTFS – служебная информация хранится в главной таблице файлов. Размер кластера не зависит от размера диска. Применяется в Windows NT, 2000, XP. По эффективности FAT 32 и NTFS одинаковы.

Принципы построения и функционирования операционных систе­м семейства MS-DOS.Операционная система MS-DOS состоит из следующих частей:

1. Базовая система ввода-вывода (BIOS) находится в ПЗУ. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг ОС, связанных с осуществлением ввод-вывода. BIOS содержит тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств при включении питания, а также содержит программу вызова загрузчика ОС.

2. Загрузчик ОС - короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с ОС DOS. Функ­ция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей ОС, которые и завершают процесс загрузки DOS. На жестком диске загрузчик Ос состоит из двух частей.

3. Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS (они могут называться по другому) загружаются в память загруз­чиком и остаются в памяти компьютера постоянно.

4. Командный процессор обрабатывает команды, вводимые пользователем. Находится в дисковом файле Command.com.

5. Внешние команды DOS - программы, поставляемые вместе с Ос в виде отдельных файлов. Выполняют функции обслуживающего характера.

6. Драйверы устройств - специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспе­чивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств.

Одной из составных частей ОС является файловая система, которая обеспечивает выполнение следующих функций:

- задаёт возможные способы организации файлов;

- реализует методы доступа к содержимому файлов;

- определяет способы организации файловой структуры;

- предоставляет средства манипулирования файловой структурой, в том числе файлами.

Каждый файл характеризуется:

- составным именем;

- атрибутами;

- датой создания;

- временем создания;

- размером.

В MS-DOS имя файла может состоять из произвольной последовательности латинских букв, арабских цифр и некоторых специальных символов (не более 8 символов). Кроме собственного имени может использоваться расширение, которое отделяется от имени точкой и может содержать не более трех символов. Обычно расши­рение используется для характеристики содержимого файла в соответствии с принятыми соглашениями:

- txt, doc - текстовые файлы документы;

- bat, com, exe - исполняемые файлы;

- sys - системные файлы операционной системы;

- htm - формат текстовых файлов, принятый в Интернете;

- bmp, gif, jpg, - графические файлы;

- avi, mov, mpg - файлы видео;

- wav, mpg, mp3 - файлы звукозаписи;

- inf - информационный файл, содержит информацию, необходимую для установки и настройки аппаратных устройств;

- hlp - справочный файл.

Файловая система DOS организует хранение файлов в каталогах. Каталогами называется специальный файл, в котором регистрируются другие файлы. На каждом устройстве внешней памяти DOS создает основной каталог, который называется корневым и обозначается символом “\”. После создания корневого каталога, пользователь может создавать свои каталоги, причем глубина вложения каталогов друг в друга не ограничивается, благодаря чему на диске может быть организована разветвленная структура, называемая деревом каталогов. Каждый ката­лог в этой системе должен иметь имя, которое образуется по тем же правилам, что и имя файла.

Файловая система DOS поддерживает следующие основные операции:

Операции с файлами:

- создание и удаление файлов;

- установка и снятие атрибутов файлов;

- поиск файлов по имени и по маске;

- копирование, переименование и перемещение файлов.

Операции с каталогами:

- создание каталога и удаление каталога;

- просмотр содержимого каталога;

- копирование, переименование и перемещение каталога.

Операционные системы семейства Windows.Windows представляет собой высокопроизводительную, многозадачную и многопоточную 32-разрядную ОС с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. Она работает в защищенном режиме и предназначена для настольных компьютеров и переносных компьютеров блокнотного типа. ОС Windows со­держит также все необходимое для создания небольшой локальной сети и имеет средства для интеграции ком­пьютера во всемирную сеть Интернет.

Её основные средства управления - графический манипулятор (мышь или иной аналогичный). По сравне­нию с DOS Windows имеет следующие преимущества:

- возможность параллельного выполнения нескольких программ одновременно;

- автоматизация обмена информацией между различными программами;

- облегчение доступа к программам и документам за счет использования раскрывающихся меню;

- увеличение объема памяти за счет использования свободного пространства жесткого диска;

- защищенность прикладных программ друг от друга в случае некорректных действий одной из них;

- возможность использования звуковых и видео приложений;

- значительно более удобный пользовательский интерфейс, ориентированный на работу с манипулятором «мышь».

Windows поддерживает технологию Plug and Play, которая автоматизирует сложный процесс подключения к компьютеру новых периферийных устройств, и их удаления. Файловая система Windows во многом анало­гична файловой системе MS-DOS. Отличие состоит в том, что вместо понятия каталог используется понятие папка, и в именах файлов можно использовать русский алфавит, и длина имени файла может достигать 255 сим­волов. Для быстрого доступа к часто используемым объектам введен новый элемент - ярлык, который связыва­ется с выбранным объектом и является его «представителем» на рабочем столе.

Пользовательский интерфейс Windows обеспечивает комфортные условия для пользователя. Улучшенные телекоммуникационные возможности позволяют использовать Windows в локальных и глобальных сетях, ра­ботать с электронной почтой. Windows имеет хорошо оформленную многоуровневую справочную систему, позволяющую получить подробную информацию о выполняемой программе, о возможностях выбранной ко­манды или о работе с системой.