Реферат Курсовая Конспект
Конспект лекций по дисциплине ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ - Конспект Лекций, раздел Философия, Московский Гуманитарный Университет Колледж ...
|
МОСКОВСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Колледж
Конспект лекций
по дисциплине
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ
для специальности
230105.51 (2203) Программное обеспечение вычислительной
техники и автоматизированных систем
Москва
ОДОБРЕНО Методический совет Колледжа Протокол № _______ от «___» ______________ 200__ г. Рассмотрено на заседании цикловой комиссии по информатике Протокол № ________ от «___» ______________ 200__ г. Председатель ЦК ______________ / О.В. Фаллер / | УТВЕРЖДАЮ Директор Колледжа ______________ Т.И. Стельмах от «___» ______________ 200__ г. Составлен в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников для специальностей среднего профессионального образования |
Составитель: К.Н. Мезенцев, преподаватель Колледжа МосГУ, кандидат технических наук
Рецензенты: О.В. Фаллер, преподаватель Колледжа МосГУ;
И.А. Тамахина, преподаватель информатики МТИиВТ.
Ответственный за выпуск: Т.И. Стельмах, директор Колледжа МосГУ
Операционные системы и среды. Конспект лекций для специальности 230105.51 (2203) Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем. Сост.: К.Н. Мезенцев – М.: Изд-во Московского гуманитарного университета, 2007. 53с.
ÓННОУ «Московский гуманитарный университет», 2007
Содержание
Пояснительная записка. 5
1. Общие вопросы теории операционных систем.. 6
1.1. Классификация программного обеспечения. 6
1.2. Запуск операционной системы.. 6
1.3. Координация действий при работе ЭВМ... 7
1.4. Понятие файловой системы.. 9
1.5. Схема отыскания кластеров файла на диске в файловой системе FAT16 11
2. Командный язык для управления системой. 13
2.1. Особенности командного языка. 14
2.2. Организация пакетной обработки информации. 15
2.2.1. Формальные параметры командных файлов. 17
2.2.2. Дополнительные возможности пакетной обработки. Утилита BE.. 18
3. Конфигурирование ядра ОС на примере MS DOS. 19
3.1. Файл CONFIG.SYS. 19
3.2. Управление распределением оперативной памяти в реальном режиме работы процессора. 21
3.3. Файл автозагрузки autoexec.bat 24
4. Типы программ.. 25
5. Системный сервис MS DOS. 28
6. Организация программных комплексов. 31
6.1. Код возврата программы.. 31
6.2. Программный хвост. 32
6.3. Окружение программы.. 33
6.4. Запуск одной программы из другой. 34
6.5. Макрокоманды.. 35
6.6. Создание процедур и передача параметров. 36
6.7. Межсегментный вызов процедур. 37
6.8. Модульный принцип построения программ.. 38
7. ОС Windows. Особенности работы.. 40
7.1. Работа с файловой системой. MS Visual Basic ver 6.0. 40
7.2. API Интерфейс Windows на примере Visual Basic ver 6.0. 41
7.3. Работа с буфером обмена. 44
7.4. Работа со шрифтами. 45
7.5. Работа с клавиатурой и мышью.. 46
7.6. OLE Технология. 48
7.7. Работа с мультимедиа. 50
7.8. Организация программных комплексов. 53
7.9. SDI и MDI программы.. 54
8. Разработка справочных систем для Windows 32x. 55
8.1. Формат справки WinHelp. 55
8.2. Подготовка справочного файла с помощью программы Windows Help Designer. 57
8.3. Подключение справочной системы к программе. 60
8.4. Разработка справочных систем в формате HTML. 63
8.4.1. Создание тем справочной службы.. 63
8.4.2. Создание проекта справочной службы.. 64
8.4.3. Формирование оглавления. 65
8.4.4. Задание поисковых индексов. 66
8.5. Подключение справочных файлов к программам на Visual Basic. 67
9. Общая архитектура операционных систем.. 67
9.1. Архитектура ОС.. 67
9.2. Ядро и вспомогательные модули ОС.. 67
9.3. Ядро в привилегированном режиме. 70
9.4. Многослойная структура ОС.. 75
9.5. Аппаратная зависимость и переносимость ОС.. 79
9.6. Типовые средства аппаратной поддержки ОС.. 80
9.7. Машинно-зависимые компоненты ОС.. 83
9.8. Переносимость операционной системы.. 85
9.9. Концепция микроядерной архитектуры.. 87
9.10. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры.. 90
9.11. Совместимость и множественные прикладные среды.. 92
9.12. Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов. 92
9.13. Трансляция библиотек. 94
9.14. Способы реализации прикладных программных сред. 96
Приложение. Некоторые функции системного сервиса MSDOS. Прерывание 21h 100
Литература. 106
Общие вопросы теории операционных систем
Классификация программного обеспечения
Общая классификация программного обеспечения выделяет две составляющие «Системное программное обеспечение» и «Прикладное программное обеспечение».
Системное обеспечение подразделяется на утилиты и операционные системы.
Операционная система состоит из ядра и оболочки.
Оболочка – служит для организации взаимодействия с пользователем. Современные ОС решают эту задачу с помощью GUI (Graphical User Interface). Главная особенность такого интерфейса наличие графических окон и «инструментов» для быстрого доступа к функциям программ – пиктограмм.
Составные части ядра:
· Программа управления файлами.
· Драйвера – программы для взаимодействия с устройствами ПК.
· Программа управления памятью.
· Планировщик.
· «Диспетчер» для управления процессом выполнения задания.
Запуск операционной системы
При включении питания процессор выполняет запуск специальной программы из ПЗУ, которая находится по определенному адресу. В ПК типа IBM PC загрузчик располагается в BIOS (Базовая система ввода вывода). Программа загрузки тестирует оборудование ПК пользуясь информацией которая хранится в CMOS ПЗУ памяти. Такая память питается от аккумуляторной батареи. Такая процедура загрузки и тестирования называется POST процедурой.
Рис.1.1. Состояние оперативной памяти перед загрузкой ОС.
Схема отыскания кластеров файла на диске в файловой системе FAT16
Приведем пример отыскания цепочки кластеров для файла в файловой системе FAT16. Для создания файловой системы на диске следует использовать процедуру форматирования. При этом формируется корневой каталог диска. Каталог это служебная область диска, которая состоит из записей. Каждая запись используется для учета дискового пространства и имеет фиксированный размер 32 байта.
Структура записи:
· Имя файла (8 байт).
· Расширение (3байта).
· Код атрибута файла (1 байт).
· Резервное поле (10 байт).
· Поле времени создания файла (2 байта).
· Поле даты создания файла (2 байта).
· Номер первого кластера занимаемого файлом. Точка входа в FAT
(2 байта).
· Размер файла (4 байта).
Известно, что файл занимает следующие цепочки кластеров на диске:
100 –102 – 104 – 500 – 503
Адрес точки входа в FAT равен 100.
Информация в FAT хранится в виде индексированной последовательности адресов. При этом используются следующие условные обозначения – коды: FF7 – поврежденный кластер, FFF – признак конца цепочки кластеров. Для входа в FAT используется адрес точки входа. Каждый элемент FAT представляет собой индексированную ячейку. Код в ячейке – номер очередного элемента FAT и одновременно адрес кластера файла на диске.
Поэтому для определения всех кластеров используется схема чтения данных, показанная на рис..
К сбоям файловой системы можно отнести следующие:
Повреждение записи корневого каталога FAT.
Потерянные цепочки кластеров – кластеры объявлены как занятые, но не принадлежат никакому каталогу или файлу.
Пересекающиеся кластеры. Такие кластеры разделяются одним и тем же файлом или каталогом.
Поврежденный кластер. Появляется из – за физического дефекта или износа носителя данных.
Для устранения неполадок в файловой системе могут быть использованы системные программы. В состав операционных систем Microsoft входит утилита SCANDISK, которая позволяет выполнить проверку, как жестких дисков, так и сменных носителей данных.
Рис.1.4. Схема поиска кластеров файла на диске.
Конфигурирование ядра ОС на примере MS DOS
Организация программных комплексов
Программный комплекс предусматривает использование нескольких программ, минимум двух, взаимодействующих друг с другом и использование средств модульного построения программ. При создании программных комплексов следует учитывать особенность запуска программ в прикладной среде ОС.
Код возврата программы
Используется в пакетных файлах. Проверяется командой:
IF ERRORLEVEL n <command>
Проверка выполняется от старшего кода к младшему. При отсутствии развитой диагностики 1 – код ошибки, 0 – нормальное завершение программы.
Для формирования кода ошибки служит функция 4C завершения работы программы, прерывания 21h.
AH=4Ch
AL=code
Макрокоманды
Макрокоманды позволяют автоматизировать частое обращение к командам, набор которых одинаковый, но выполняются они с различными данными. Формат макрокоманды ассемблера имеет вид:
name macro p1,p2,…,pi
;команды
endm
p1,p2,…,pi – формальные параметры команды.
Вызов макроса
name n1,n2,…,ni
n1,n2,…,ni – фактические значения для команды.
Пример использования макрокоманды:
codesg segment 'code'
assume cs:codesg,ss: codesg,ds: codesg
org 100h
getmes macro off ;вывод произвольного сообщения
mov ah,09h
mov dx,off
int 21h
endm
begin:
mov dx,offset mes
getmes dx ;обращение к команде
mov AX,4c00h
int 21h
bufer db 128 dup(0)
mes db 'Hello World !!!',0ah,0dh,'$'
codesg ends
end begin
ОС Windows. Особенности работы
API Интерфейс Windows на примере Visual Basic ver 6.0
В операционной системе Windows 32x для выполнения системных действий тприкладная программа должна использовать специальный интерфейс API. API Windows это набор функций к которым может обращаться программа. Чтобы использовать такую функцию в программе нужно выполнить следующую последовательность действий:
Кнопка «Пуск» > Microsoft Visual Studio 6.0>
Microsoft Visual Studio 6.0 Tools >API Text Viewer.
В результате загружается окно браузера API функций.
Рис.7.1. Окно API браузера
Для возможности использования API функций нужно загрузить текстовую базу данных их описаний:
File > Load Text File > WIN32API.TXT
Затем отыскивается нужная функция, и ее текст копируется в буфер обмена. При вводе функции нужно задать название полностью или ввести несколько первых символов из названия. На рисунке показан поиск функции GetWindowsDirectory. Для работы с функциями используются кнопки Add (получить текст функции), Remove(удалить текст), Clear(уничтожение найденных описаний), Copy(копирование описаний функций в буфер обмена). Описание функции можно получить с глобальным атрибутом (Public) либо с закрытым (Private).
Общая структура программы:
API функция помещается в модуль программы. Обращение выполняется из требуемой формы программы.
Пример №1. Определение каталога Windows
Модуль.
Declare Function GetWindowsDirectory _
Lib "kernel32" Alias "GetWindowsDirectoryA" _
(ByVal lpBuffer As String, ByVal nSize As Long) As Long
Событийный код.
Private Sub Command1_Click()
Dim progr As String
Dim WindowsDirectory As String
'заполнить шаблон пробелами
WindowsDirectory = Space(144)
'получить каталог
result = GetWindowsDirectory(WindowsDirectory, 144)
'проверить результат
If result = 0 Then
MsgBox "Не могу найти каталог Windows", vbCritical, _
"Информация"
Else
WindowsDirectory = Trim(WindowsDirectory)
n = Len(WindowsDirectory)
progr = ""
'Преобразовать ASCIIZ строку
For i = 1 To n - 1
progr = progr + Mid(WindowsDirectory, i, 1)
Next
MsgBox progr
End Sub
Пример №2. Окно «О программе».
'API функции вызова системного окна
Declare Function ShellAbout Lib "shell32.dll" Alias _
"ShellAboutA" (ByVal hwnd As Long, ByVal szApp As String, _
ByVal szOtherStuff As String, ByVal hIcon As Long) As Long
В окне три строки свободны.
'Функция формирования окна "О программе"
Sub WinAboutShow(frm As Form)
Dim MoreInfo As String
MoreInfo = " " + Chr(169) + "МосГУ" + Chr(13)
MoreInfo = MoreInfo + "Тест API Windows "
Call ShellAbout(frm.hwnd, App.Title, MoreInfo, frm.Icon)
End Sub
Вызов функции:
WinAboutShow Me
Рис.7.2.Окно о программе.
Работа со шрифтами
В операционной системе Windows шрифты делятся на два основных класса экранные и принтерные. При разработке программ наибольший интерес представляют принтерные шрифты, так как они позволяют выводить документ в том виде как он отображается на экране. Для работы со шрифтами используется системный объект Visual Basic Printer. Основные свойства этого объекта: Fonts – массив наименований системных шрифтов, FontCount – число шрифтов в массиве.
Пример. Шрифтов и вывод их названий в виде списка
For i = 0 To Printer.FontCount
‘Заполнение списка
lstFonts.AddItem Printer.Fonts(i)
Next i
Обнаруженные наименования шрифтов можно использовать в программе, присваивая имя шрифта свойству Font визуальных компонентов форм.
Организация программных комплексов
Операционная система Windows относится к классу многозадачных. При разработке программных комплексов можно организовать вызов одной программы из другой. При создании таких комплексов средствами Visual Basic используют функцию Shell:
Shell(“pathname”[,windowstyle])
Второй параметр позволяет управлять видом окна запущенной программы:
vbHide (0) | Окно активной программы скрыто. |
vbNormalFocus (1) | Вывод окна программы. |
vbMinimizedFocus (2) | Окно программы свернуто. |
vbMaximizedFocus (3) | Окно программы распахнуто на весь экран. |
В случае удачного запуска функция возвращает ID процесса (идентификатор) . Если активизировать программу нельзя возникает ошибка времени исполнения программы.
Разработка справочных систем для Windows 32x
Разработка справочных систем в формате HTML
Разработку таких систем целесообразно вести в программе HTML Help Workshop.
Программа входит в состав Visual Studio 6.0. Главное окно программы показано на рисунке 8.7.
Рис.8.7. Окно программы.
Исходный текст справочной службы представляет собой проект и состоит из следующих файлов:
*.HHP – главный файл проекта
*.HHC – файл содержания
*.HHK – файл поисковых ключей
*.H – заголовочный привязки псевдонимов тем к числовым индексам.
*.HTML – файлы с текстами тем справочных файлов.
В результате компилирования справки на диске создается файл *.CHM пригодный для просмотра справочной службой Windows.
Формирование оглавления
После настройки проекта следует сформировать содержание справочной системы c помощью вкладки Contents.
C помощью инструментов создают дерево оглавления: Размещают главы(Insert a heading), темы(Insert a page). Задают иерархию вложения информации. Изменить пиктограммы главы можно с помощью настройки
Contents properties > вкладка General > use folders instead of books (убрать флаг).
При создании темы нужно указать ее название, связать с HTML файлом и расположить не дереве.
Задание поисковых индексов
Следующий шаг – создание ключей(Index) для поисковой системы.
Таблица.8.3. Поисковые индексы.
Инструмент | Назначение |
Index properties (Параметры индекса). | |
Insert a keyword (Размещение ключевого слова). | |
Edit selection (Редактировать объект). | |
Delete selection (Удалить выделенный объект). | |
Иерархия вхождения индексов. | |
Иерархия вхождения. | |
Упорядочивание индексов. | |
View HTML file (Просмотр HTML файла). | |
Save file (Запись файла). |
Индекс создается с помощью инструмента Insert a keyword
Задается ключевое слово (Keyword), нажимается кнопка ADD, указывается адрес URL темы и заголовок темы Title.
Заключительная фаза создания справочной службы ее компиляция и просмотр. Вкладка:
Project > инструмент Save all project files, and compile.
Просмотр созданной справки выполняется инструментом главного окна: (View compiled file).
Подключение справочных файлов к программам на Visual Basic
Справочный файл любого типа подключается к программе путем настройки следующих свойств проекта.
Project > Project properties > Help File Name
Формам и элементам диалога задают код соответствующих тем в заголовочном файле проекта с помощью свойства:
HelpContextID. Справочная информация выводится при нажатии клавиши F1, когда соответствующий элемент находится в фокусе.
Общая архитектура операционных систем
Аппаратная зависимость и переносимость ОС
Многие операционные системы успешно работают на различных аппаратных платформах без существенных изменений в своем составе. Во многом это объясняется тем, что, несмотря на различия в деталях, средства аппаратной поддержки ОС большинства компьютеров приобрели сегодня много типовых черт, а именно эти средства в первую очередь влияют на работу компонентов операционной системы. В результате в ОС можно выделить достаточно компактный слой машинно-зависимых компонентов ядра и сделать остальные слои ОС общими для разных аппаратных платформ.
Совместимость и множественные прикладные среды
В то время как многие архитектурные особенности операционных систем непосредственно касаются только системных программистов, концепция множественных прикладных сред непосредственно связана с нуждами конечных пользователей — возможностью операционной системы выполнять приложения, написанные для других операционных систем. Такое свойство операционной системы называется совместимостью.
Приложение. Некоторые функции системного сервиса MSDOS. Прерывание 21h
Организация ввода с клавиатуры
Функция 01h – ввод символа с эхом.
Вызов: AH=01h
Возврат: AL=байт входных данных.
07h – Ввод символа без эха и без обработки ^+C.
08h – Ввод символа без эха с обработкой ^+C.
Запуск одной программы из другой
Функция 4Ah. Изменение размера блока памяти.
Обращение:
AH=4Ah
BX=размер блока в параграфах.
ES=сегментный адрес модифицируемого блока.
Ошибка:
CF=1
Функция 4Bh. Запуск программы.
Обращение:
AH=4Bh
AL=0
ES:BX=адрес блока параметров.
DS:DX=адрес запускаемой программы.
Ошибка:
CF=1
Функция 4Dh. Получение кода возврата программы.
Обращение:
AH=4Dh
Возврат:
AH=тип завершения(0 – нормальное завершение, 1 –
завершение по CTRL+C, 2 – завершение через драйвер
критической ошибки).
AL=код возврата от дочерней программы.
Литература
1. Иртегов Д.М. Введение в операционные системы. — СПб.: БХВ —Петербург, 2002. — 624 с.: илл.
2. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем.: Учебник. — М.: ФОРУМ: ИНФРА — М, 2006. — 512 с.: илл.
3. Финогенов К.Г. Основы языка ассемблера. — М.: Радио и связь, 2001.—288.с.: илл.
4. Финогенов К.Г. Самоучитель по системным функциям MS-DOS. — Изд.2, перераб.,и дополн. — М.: Радио и связь, Энтроп, 1995.
5. Маккелви М., Мартинсон Р., Веб Дж., Ризельман Б. Visual Basic 5: Пер. с англ. — СПб.:BHV — Санкт— Петербург, 1998.—976с.: илл.
6. Microsft Visual Basic 6.0 для профессионалов. Шаг за шагом: Практ. Пособ/Пер. с англ. — М.:Издательство ЭКОМ, 2004.–720с.:илл.
Мезенцев Константин Николаевич
Конспект лекций
по дисциплине
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ
для специальности
230105.51 (2203) Программное обеспечение вычислительной техники
и автоматизированных систем
Московский гуманитарный университет
Зак. ______ Объем 6.4 п.л. Тираж 30 экз.
– Конец работы –
Используемые теги: Конспект, лекций, дисциплине, операционные, системы, среды0.098
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Конспект лекций по дисциплине ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов