Загрузка операционной системы.

Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память.

Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится ее загрузка, называется системным.

После включения компьютера производится загрузка операционной системы с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти. Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.

Самотестирование компьютера. В состав компьютера входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы – это BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода).

После включения питания компьютера или нажатия кнопки Reset на системном блоке компьютера или одновременного нажатия комбинации клавиш Ctrl+Alt+Del на клавиатуре процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ON Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера.

В процессе тестирования сначала могут выдаваться диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов (например, 1 длинный и 3 коротких – не подключен монитор, 5 коротких – ошибка процессора и так далее). После успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора.

Для установки правильной даты и времени, а также внесения изменений в конфигурацию аппаратных средств компьютера в процессе выполнения самотестирования необходимо нажать клавишу Del. Загрузится системная утилита BIOS Setup, имеющая интерфейс в виде системы иерархических меню. Пользователь может установить новые параметры конфигурации компьютера и запомнить их в специальной микросхеме памяти, которая при выключенном компьютере питается от батарейки, установленной на системной плате. В случае выхода из строя батарейки конфигурационные параметры теряются и компьютер перестает нормально загружаться.

Загрузка операционной системы. После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам (гибким, жестким, CD-ROM) и поиск на определенном месте (в первом, так называемом загрузочном секторе диска) наличия специальной программы Master Boot (программы-загрузчика операционной системы).

Если диск системный и программа-загрузчик оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей.

Программные модули операционной системы представляет собой последовательность символов, сообщающих о текущем диске и каталоге. Например, если загрузка операционной системы была произведена с диска С:, а операционная система была установлена в каталог WINDOWS, то появится приглашение: C:\WINDOWS>.

В случае загрузки графического интерфейса операционной системы команды могут вводиться с помощью мыши.

Билет 15. Персональный компьютер как формальный исполнитель алгоритмов (программ)

Компьютер – это многофункциональное электронное автоматическое устройство для накопления, обработки и передачи информации.

Приведем его структурную схему, где стрелками обозначим направление информационного потока

Работа компьютера имитирует (моделирует) информационную деятельность человека.

Но компьютер – техническое устройство, поэтому для того, чтобы он выполнял определенные действия, им нужно управлять.

Компьютер действует как автоматический, формальный исполнитель алгоритмов обработки информации. Это его главное свойство. Автоматизм в его работе означает, что некоторые действия он выполняет без вмешательства человека в соответствии со следующими общими принципами:

ü Двоичное кодирование информации

ü Программное управление работой компьютера (идея Чарльза Беббиджа)

ü Хранимая программа (по предложению американского математика Джона фон Неймана (1903 – 1957) наряду с данными каждая команда программы работы компьютера, кодируемая определенной последовательностью нулей и единиц, помещается как число в одной из ячеек оперативной памяти)

Как в действительности происходит реализация этих принципов и осуществляется формальная автоматическая работа компьютера?

Современный компьютер – это единство аппаратных средств (Hardware) и программного обеспечения (Software).

Компьютерная программа – это закодированная информация о действиях, которые предписывается выполнить компьютеру, алгоритм для исполнения компьютером, записанный на языке двоичных кодов, или на специальном языке программирования.

Чтобы на компьютере можно было решать задачи, нужна совокупность программ – программное обеспечение, классификацию которого отражает схема.

				Средства контроля и диагностики
		Системное
				Операционные системы
Программное обеспечение (ПО)		Система программирования		Трансляторы
			Языки программирования
				Пакеты прикладных программ
Уникальное		Прикладное
				Библиотеки стандартных программ

Пользователь вводит с клавиатуры команды компьютерной программы, написанной на языке программирования. Команды накапливаются в оперативной памяти, автоматически переводясь в машинные коды, благодаря программе – переводчику – транслятору с языка программирования на язык машинных кодов.

Устройство управления (УУ) процессора воспринимает, считывая из оперативной памяти, команду за командой, анализирует, а затем организует ее выполнение, используя соответствующие устройства компьютера. Эти устройства произведут действия: напечатают на бумаге, выведут на экран, воспримут с клавиатуры, занесут на магнитный диск и т.д.

Для выполнения команд самим процессором, в нем предусмотрено арифметико – логическое устройство (АЛУ). Выполнив одну команду из оперативной памяти, компьютер переходит к другой команде и так, пока не встретит команду на окончание работы или команду, которую не сможет выполнить. Он не сможет выполнить команду, если она предназначается устройству, не подключенному к компьютеру, или отсутствует в его системе команд, или содержит синтаксическую ошибку. Если программа составлена правильно, то компьютер выполнит программу за конечное число шагов и выдаст человеку результат решения задачи.

Выполнение команд компьютером осуществляется с помощью электронных схем, реализующих логические функции формальной, булевой алгебры, например логическое умножение, сложение, отрицание.

Кроме того, программы составляются программистами по алгоритмам решения определенных задач. Человек не объясняет исполнителю – компьютеру свои цели и смысл команд программы. Очевидно, что компьютер и не сможет понять смысла совершаемых им действий. Более того, компьютер не обладает способностью к анализу результатов, например, относительно их соответствия постановке задачи. Компьютер не может обойтись без программы и исходных данных, подготовить которые под силу только человеку. Таким образом, и с этой точки зрения решение задачи компьютером – также формальное исполнение алгоритма ее решения, закодированного и хранимого вместе с данными в оперативной памяти.

Человек, принимая во внимание этот факт, должен понимать ограниченность возможностей компьютера как исполнителя и предусматривать точность в задании команд, поручаемых компьютеру для исполнения, так как вся ответственность за использование компьютера лежит только на людях (пользователях).