Операционная система - Программное обеспечение информационных компьютерных систем
Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
Состав операционной системы.
Структуру ОС составляют следующие модули:
Базовый модуль (Ядро ОС) - управляет работой программы и файловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами между периферийными устройствами;
Командный процессор - расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие прежде всего через клавиатуру;
Драйверы периферийных устройств - программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором (каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по разному и в различном темпе);
Дополнительные сервисные программы (утилиты) - делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером.
Загрузка ОС. Файлы, составляющие ОС, хранятся на диске, поэтому система называется дисковой операционной (ДОС). Известно, что для их выполнения программы - и, следовательно, файлы ОС - должны находится в оперативной памяти (ОЗУ). Однако, чтобы произвести запись ОС в ОЗУ, необходимо выполнить программу загрузку, которой сразу после включения компьютера в ОЗУ нет. Выход из этой ситуации состоит в последовательной, поэтапной загрузке ОС в оперативную память.
Первый этап загрузки ОС. В системном блоке компьютера находится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, постоянная память, ROM-Read Only Memory - память с доступом только для чтения), в котором содержатся программы тестирования блоков компьютера и первого этапа загрузки ОС. Они начинают выполнятся с первым импульсом тока при включении компьютера. На этом этапе процессор обращаются к диску и проверяет наличие на определенном месте (в начале диска) очень небольшой программы - загрузчика. Если эта программа обнаружена, то она считывается в ОЗУ и ей передается управление.
Второй этап загрузки ОС. Программа - загрузчик, в свою очередь, ищет на диске базовый модуль ОС, переписывает его память и передает ему управление.
Третий этап загрузки ОС. В состав базового модуля входит основной загрузчик, который ищет остальные модули ОС и считывает их в ОЗУ. После окончания загрузки ОС управление передается командному процессору и на экране появляется приглашение системы к вводу команды пользователя.
Заметим, что в оперативной памяти во время работы компьютера обязательно должны находиться Базовый модуль ОС и командный процессор. Следовательно, нет необходимости загружать в оперативную память все файлы ОС одновременно. Драйверы устройств и утилиты могут подгружаться в ОЗУ по мере необходимости, что позволяет уменьшать обязательный объем оперативной памяти, отводимый под системное программное обеспечение.
Первая задача ОС - организация связи, общения пользователя с компьютером в целом и его отдельными устройствами. Такое общение осуществляется с помощью команд, которые в том или ином виде человек сообщает операционной системе. В ранних вариантах операционных систем такие команды просто вводились с клавиатуры в специальную строку. В последующем были созданы программы - оболочки ОС, которые позволяют общаться не только с ОС не только текстовым языком команд, а с помощью меню (в том числе пиктографического) или манипуляций с графическими объектами.
Вторая задача ОС - организация взаимодействия всех блоков компьютера в процессе выполнения программы, которую назначил пользователь для решения задачи. В частности, ОС организует и следит за размещением в оперативной памяти и на диске нужных для работы программы данных, обеспечивает своевременное подключение устройств компьютера по требованию программы и т. п.
Третья задача ОС - обеспечение так называемых системных работ, которые бывает необходимо выполнить для пользователя. Сюда относится проверка, "лечение" и форматирование диска, удаление и восстановление файлов, организация файловой системы и т. п. Обычно такие работы осуществляются с помощью специальных программ, входящих в ОС и называемых утилитами.
Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.
ОС обычно хранится во внешней памяти компьютера - на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.
Этот процесс называют загрузкой ОС.
В функции ОС входит:
- - - осуществление диалога с пользователем; - - ввод-вывод и управление данными; - - планирование и организация процесса обработки программ; - - распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств); - - запуск программ на выполнение; - - всевозможные вспомогательные операции обслуживания; - - передача информации между различными внутренними устройствами; - - программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, принтера и др.).
ОС можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера.
В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:
- - 1. однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей; - 2. однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную как правило, на вывод информации на печать. - 3. однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. - 4. многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям.
ОС для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:
- - - программы управления вводом / выводом; - - программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера; - - процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные ОС.
В каждой ОС имеется свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:
- - - обращаться к каталогу; - - выполнять разметку внешних носителей; - - запускать программы; - - ... и другие действия.
Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор ОС.
Важным классом системных программ являются драйверы устройств.
Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы - драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввод-вывод (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.
Нередко к системным программам относят антивирусные средства, программы архивирования файлов и т. п.
Второй класс программ - это прикладные программы. Здесь нет единой точки зрения, какие именно программы относятся к этому классу. Обычно прикладной называют любую программу, позволяющую пользователю без программирования решать определенный класс задач
Операционная система блестяще справляется со своими обязанностями. На практике одно из основных преимуществ использования OS заключается в простоте ее понимания, несмотря на функциональную сложность (То есть система рассчитана на выполнение достаточно сложных функций).
Существуют несколько наиболее распространенных ОС.
Например, MS-DOS расшифровывается как дисковая операционная система. Разработчиком MS-DOS является Корпорация Microsoft.
Файлы и файловая система
Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.
Файл - это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.
Имя файла. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и так далее). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании (табл. 4.2).
В различных операционных системах существуют различные форматы имен файлов. В операционной системе MS-DOS собственно имя файла должно содержать не более 8 букв латинского алфавита, цифр и некоторых специальных знаков, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba. txt
В операционной системе Windows имя файла может иметь длину до 255 символов, причем можно использовать русский алфавит, например: Единицы измерения информации. doc
Типы файлов и расширений |
Тип файла Расширения Программы Exe, com Текстовые файлы Txt, doc Графические файлы Bmp, gif, jpg и др. Звуковые файлы Wav, mid Видеофайлы Avi Программы на языках программирования Bas, pas и др. |
Файловая система. На каждом носителе информации (гибком, жестком или лазерном диске) может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется используемой файловой системой.
Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и указание на начало его размещения на диске. Если провести аналогию диска с книгой, то область хранения файлов соответствует ее содержанию, а каталог - оглавлению. Причем книга состоит из страниц, а диск - из секторов.
Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться Одноуровневая файловая система, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов. Такой каталог можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит только названия отдельных рассказов.
Одноуровневый каталог |
Имя файла Номер начального сектора Файл_1 56 Файл_2 89 ... Файл_112 1200 |
Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска используется Многоуровневая иерархическая файловая система, которая имеет древовидную структуру. Такую иерархическую систему можно сравнить, например, с оглавлением данного учебника, которое представляет собой иерархическую систему разделов, глав, параграфов и пунктов.
Начальный, корневой каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, каждый из последних может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и так далее. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.
Например, в корневом каталоге могут находиться два вложенных каталога 1-го уровня (Каталог_1, Каталог_2) и один файл (Файл_1). В свою очередь, в каталоге 1-го уровня (Каталог_1) находятся два вложенных каталога второго уровня (Каталог_1.1 и Каталог_1.2) и один файл (Файл_1.1)
Файловая система - это система хранения файлов и организации каталогов.
Иерархическая файловая система
Рассмотрим иерархическую файловую систему на конкретном примере. Каждый диск имеет логическое имя (А:, В: - гибкие диски, С:, D:, Е: и так далее - жесткие и лазерные диски).
Пусть в корневом каталоге диска С: имеются два каталога 1-го уровня (GAMES, TEXT), а в каталоге GAMES один каталог 2-го уровня (CHESS). При этом в каталоге TEXT имеется файл proba. txt, а в каталоге CHESS - файл chess. exe
Пример иерархической файловой системы
Путь к файлу. Как найти имеющиеся файлы (chess. exe, proba. txt) в данной иерархической файловой системе? Для этого необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель "" логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых содержится нужный файл. Пути к вышеперечисленным файлам можно записать следующим образом:
C:GAMESCHESS
С:ТЕХТ
Путь к файлу вместе с именем файла называют иногда Полным именем файла.
Пример полного имени файла:
С GAMESCHESSchess. exe
Представление файловой системы с помощью графического интерфейса. Иерархическая файловая система MS-DOS, содержащая каталоги и файлы, представлена в операционной системе Windows с помощью графического интерфейса в форме иерархической системы папок и документов. Папка в Windows является аналогом каталога MS-DOS
Однако иерархическая структура этих систем несколько различается. В иерархической файловой системе MS-DOS вершиной иерархии объектов является корневой каталог диска, который можно сравнить со стволом дерева, на котором растут ветки (подкаталоги), а на ветках располагаются листья (файлы).
В Windows на вершине иерархии папок находится папка Рабочий стол. Следующий уровень представлен папками Мой компьютер, Корзина и Сетевое окружение (если компьютер подключен к локальной сети)
Иерархическая структура папок
Если мы хотим ознакомиться с ресурсами компьютера, необходимо открыть папку Мой компьютер.
Иерархическая система папок Windows
1. В окне Мой компьютер находятся значки имеющихся в компьютере дисков. Активизация (щелчок) значка любого диска выводит в левой части окна информацию о его емкости, занятой и свободной частях.
2. Выбрав один из пунктов меню Вид (Крупные значки, Мелкие значки, Список, Таблица), можно настроить форму представления содержимого папки.
Папка Сетевое окружение содержит папки всех компьютеров, подключенных в данный момент к локальной сети.
Папка Корзина временно содержит все удаленные папки и файлы. При необходимости удаленные и хранящиеся в Корзине папки и документы можно восстановить.
3. Для окончательного удаления файлов необходимо ввести команду [Файл-Очистить корзину].
Операции над файлами. В процессе работы на компьютере наиболее часто над файлами производятся следующие операции:
- - копирование (копия файла помещается в другой каталог); - перемещение (сам файл перемещается в другой каталог); - удаление (запись о файле удаляется из каталога); - переименование (изменяется имя файла).
Графический интерфейс Windows позволяет проводить операции над файлами с помощью мыши с использованием метода Drag&;Drop (перетащи и оставь). Существуют также специализированные приложения для работы с файлами, так называемые Файловые менеджеры: Norton Commander, Windows Commander, Проводник и др.
Похожие статьи
-
Операционная система Windows - Программное обеспечение информационных компьютерных систем
Само название Windows, на русском языке означает "Окна" и имеет в нашем языке синонимы Виндовс, Вундоуз и другие производные полученные после перевода....
-
Для разработки программного продукта нами была выбрана СУБД Microsoft Access 2010, которая позволяет выполнять простейшие операции с данными: Ѕ добавить...
-
Математическое и программное обеспечение (МО, ПО)- совокупность математических методов, моделей, алгоритмов и программ для реализации целей и задач...
-
Из универсальных языков программирования сегодня наиболее популярны следующие: Бейсик (Basic), Паскаль (Pascal), Си++ (C++), Ява (Java). Для каждого из...
-
Да, BitLocker поддерживает многофакторную проверку подлинности для дисков операционной системы. Если включить BitLocker на компьютере с доверенным...
-
В работе использовались следующее программное обеспечение для решения поставленных задач: AutoCAD, ANSYS Workbench, ANSYS Icepak. Система AutoCAD...
-
В настоящее время систем видеонаблюдения на рынке продается очень много, и обычно бывает очень сложно принять правильное решение, выбрать нужное решение....
-
На данный момент существует множество аналогов данного приложения, можно выделить такие как стандартный проводник Windows и Total Commander. Заказчику...
-
Основные требования и характеристики современных и применение технических средств АИС Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой...
-
Программное обеспечение и его виды - Программное обеспечение информационных компьютерных систем
Windows программный компьютер операционный Программное обеспечение (software) - это набор команд, управляющих работой компьютера. Без программного...
-
Выбор средств реализации информационной системы Названные в параграфе 1.4. настоящей работы задачи могут быть решены тремя типами средств автоматизации:...
-
Программное обеспечение промежуточного уровня (middleware) Является основной концепцией по организации программного обеспечения распределенных систем...
-
Microsoft Windows XP - Операционные системы
Операционная система Microsoft Windows XP (от англ. eXPerience -- опыт), известная также под кодовым наименованием Microsoft Codename Whistler, является...
-
Оперативная память - Программное обеспечение персональных компьютеров
Обьем доступной оперативной памяти - один из важнейших параметров любого компьютера. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или...
-
Вирусы и антивирусное программное обеспечение
Реферативная часть Что такое вирус? Один из известных "докторов" Д. Н Лозинский дал определение вируса на примере клерка. Представим себе аккуратного...
-
Типы устройств - Операционная система Linux
В системе UNIX, а следовательно и Linux, существует два типа устройств: блочные устройства с прямым доступом (такие как диски) и символьные устройства...
-
1. Изучение теоретических аспектов использования: MS Word, MS Excel, MS Access, Paint и Photoshop... (ППО) Часть 1 : Руководство по выполнению...
-
В предыдущем разделе был рассмотрен расчет затрат разработчика программного продукта, в этом разделе будет разобран расчет затрат пользователя, связанных...
-
Схема организации подсистемы хранения данных с указанием потоков данных представлена на рисунке 5. Рисунок 5. Схема хранения данных Область Временного...
-
Для установки разработанного приложения на рабочую станцию необходимо: - установить необходимое программное обеспечениепакет MS Office (MS Excel, MS...
-
Техническое обеспечение -- это комплекс технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также соответствующая документация на...
-
Взаимодействие между информационными технологиями и организациями очень комплексно и подвержено влиянию большого числа факторов, включая структуру...
-
Общая характеристика технологии создания программного обеспечения К программно-инструментальным средствам в первую очередь относятся алгоритмические...
-
Введение - Технология разработки программного обеспечения систем управления
С++ является языком объектно-ориентированного программирования (ООП). Объект - абстрактная сущность, наделенная характеристиками объектов реального мира....
-
Требования к аппаратным и операционным ресурсам Для разработки данного программного приложения будет использована Windows XP Professional. Данная...
-
В организации ООО "Дружба" имеется различное оборудование. Оно подразделяется на офисную оргтехнику и профессиональное оборудование в цехе. Офис оснащен...
-
Необходимо построить базу данных, содержащую информацию о ПО, используемом в ЦЗН. В результате анализа предметной области выявляются документы -...
-
Электронная почта обеспечивает доставку писем (а часто и пpоизвольных файлов, а также голосовых и факсимильных сообщений) от одних пользователей к...
-
Для обеспечения функционирования локальной сети часто выделяется специальный компьютер - сервер, или несколько таких компьютеров. На дисках серверов...
-
Классификация компьютерных сетей - Теоретические основы информационных процессов и систем
Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки, выбор которых заключается в том, чтобы выделить из существующего многообразия такие,...
-
Особенностью архитектуры REST является отсутствия хранения состояния на сервере. Для того, чтобы не передавать пользовательские логин и пароль каждый...
-
Технологии распределенных вычислений (РВ) Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи....
-
YAFFS ( Yet Another Flash File System ) - YAFFS - это первая файловая система, разработанная специально для использования на NAND накопителях. Автором...
-
Программное обеспечение. - Основные термины по информатике
Компьютер - электронное устройство для обработки информации. Составные части компьютера называются его Аппаратным обеспечением . Совокупность...
-
Возникновение дистрибутивов - Свободное программное обеспечение
После определенного периода разработки на Linux уже стабильно работал ряд важнейших утилит GNU. Скомпилированное ядро Linux с небольшим комплектом...
-
Allocation Table, Структура системы FAT - Операционная система Windows
FAT (от англ. File Allocation Table - "таблица размещения файлов") - архитектура файловой системы, сейчас широко используемая в картах памяти...
-
Основные составные части - Операционная система Windows
Система операционный windows Наверное, ни одно из существующих на настоящий момент определений понятия "операционная система" не может претендовать на...
-
Обзор структуры каталогов, Введение - Операционная система Linux
В этой главе рассмотрены наиболее важные составляющие структуры каталогов системы Linux, основанные на стандарте FSSTND. Также в общих чертах описывается...
-
Уровни программного обеспечения. - Основы теории информации
1. Базовый уровень - самый низкий уровень ПО представляет базовое ПО. Оно отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Как правило,...
-
Процесс перезагрузки может быть достигнут путем прекращения работы системы, выключения питания и включения снова. Более простой способ - это указать...
Операционная система - Программное обеспечение информационных компьютерных систем