Лекция №2. Операционные системы.

План:

1. Категории программ.
2. Операционная система.
3. Составные части операционных систем.
4. Операционные системы Windows.
5. Альтернативные операционные системы.

1. Категории программ.

Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два принципиально разных типа –

Данные – информация, которую обрабатывают программы.

Программы – набор инструкций (команд) для выполнения конкретного действия.

Все программы можно разделить на три группы –

Системные – являются основными, т.к. обеспечивают эффективную работу аппаратуры компьютера.

Инструментальные – являются инструментом для создания всех видов программного обеспечения.

Прикладные – предназначены для решения задач в конкретной области применения информационных технологий.

Системные программы –

• Операционные системы – комплекс программ, обеспечивающих автоматизацию доступа к аппаратным и программным ресурсам компьютера;

• Операционные оболочки – дополнительные программы, предназначенные для повышения удобства управления работой операционных систем;

• Утилиты;

• Драйверы;

• Программы-архиваторы – служат для создания архивных копий важных программ и наборов данных;

• Антивирусные программы.

Инструментальные программы –

• Трансляторы – переводящие текст программы с различных алгоритмических языков на машинный язык.

• Связывающие процессоры(или Линкеры – от англ. Link связывать) – позволяют объединять отдельные части программ в единое целое.

• Отладчики – помогают обнаружить и устранить ошибки при написании программ.

• Интегрированные среды – объединяющие все перечисленные программы в единую, удобную для разработки программ систему.

Прикладные программы –

• Текстовые редакторы и процессоры;

• Графические редакторы;

• Электронные таблицы;

• Базы данных и СУБД;

• Бухгалтерские и финансовые программы;

• Переводчики и электронные словари;

• Персональные менеджеры или органайзеры;

• Образовательные, обучающие программы и мультимедийные энциклопедии;

• Мультимедийные программы;

• Системы документооборота – содержат инструменты планирования и управления, автоматизации финансово-хозяйственной деятельности («СКАТ», «Парус», «Ефрат»);

• Игровые и развлекательные программы.

2. Операционная система.

Операционная система – набор системных программ, предназначенных для управления всеми устройствами ВМ, а так же для организации взаимодействия машины и пользователя, называется – операционной системой. Операционная система – хранится на жестком диске в виде системных файлов, а после включения питания автоматически переписывается (загружается) в оперативную память, где остается все время, пока машина находится в работе.

Основные функции ОС –

1. Обеспечение нескольких видов интерфейса:

ü Аппаратно-программного;

ü Программного;

ü Пользовательского (между пользователем и программно-аппаратными средствами).

2. Организация и хранение информации на внешних носителях информации.

Каждая ОС состоит как минимум из трёх обязательных частей –

Ядро–«переводчик» с программного языка на язык машинных кодов.

Специализированные программы –предназначены для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера (драйверы устройств, системные библиотеки и т. д.).

Интерфейс –удобная оболочка, с которой общается пользователь.

Операционные системы делятся –

• однозадачные и многозадачные;

• однопользовательские и многопользовательские;

• 16-разрыдные (MSDOS, Windows 3.X), 32-разрядные (DOSWIN32,Windows NT/2000/XP) и 64-разрядные (Windows 2003/Vista, MacOS X 10.4.6);

• с текстовым и графическим интерфейсом;

• домашней, корпоративной или профессиональной редакции.

Интерфейс пользователя

Совокупность стандартных соглашений, методов и правил взаимодействия пользователя с той или иной программной системой называется пользовательским интерфейсом. Существуют следующие виды пользовательских интерфейсов:

1. Текстовый – используется в MS DOS и некоторых других ОС; в нем взаимодействие происходит в виде диалога; обычно он занимает на экране одну строку, называемую командной строкой, а интерфейс – интерфейсом командной строки.

2. Табличный – указание или выбор команды или ее элементы представлены в готовой таблице, и не нужен ввод с клавиатуры.

3. Графический – использование условных значков, закрепленных за различными действиями или устройствами, используется в Windows 2000/XP/2003/Vista; Mac OSX 10.4.X; Linux; *BSD; Solaris; NewOS и др.

3. Составные части операционных систем

Составные части DOS

ü Базовая система ввода-вывода (BIOS);

ü Блок начальной загрузки (Boot Record);

ü Дисковые файлы – IO.SYS и MSDOS.SYS;

ü Командный процессор Command.com;

ü Файл конфигурации Config.sys;

ü Файл автоматического запуска Autoexec.bat;

ü Утилиты;

ü Драйверы.

Базовая система ввода-вывода (BIOS)– является встроенной в компьютер, т.е. находится в постоянной памяти (ПЗУ), начинает работать при включении электропитания, содержит тестирующую программу.

Функции BIOS –

• проверка работы основных устройств ПK и вывод сведений о готовности оперативной памяти, наличии клавиатуры, жестких дисков и других устройств;

• поиск и вызов блока начальной загрузки;

• обслуживание системных вызовов компьютера (прерываний).

Блок начальной загрузки (Boot Record) –очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждого диска с операционной системой.

Функция Boot Record –

считывание в ОЗУ двух системных файлов IO.SYS и MSDOS.SYS.

IO.SYS – модуль расширения BIOS, определяет перечень внешних устройств (драйверов), подключаемых к компьютеру; завершает загрузку в память DOS;

MSDOS.SYS – модуль обработки прерываний, предназначен для обеспечения работы файловой системы, устройств ввода-вывода информации; завершения программ; преждевременного прерывания программ; обработки ошибок.

Функции командного процессора Command.com

ü Прием и обработка команд, вводимых с клавиатуры или получаемых из командного файла;

ü Выполнение внутренних (встроенных) команд;

ü Загрузка в память и выполнение внешних программ и утилит DOS;

ü Вывод на экран диагностических сообщений;

ü Запуск файла Autoexec.bat при загрузке машины.

Файл конфигурации Config.sys – файл установки текущей конфигурации оборудования компьютера и режимов его работы. Содержит указания какие драйверы внешних устройств необходимо загрузить в ОЗУ. Выполняется при начальной загрузке DOS, ее модулем IO.SYS.

Файл автоматического запуска Autoexec.bat – командный файл, который ОС ищет при запуске, в нем записываются команды, выполняющиеся при начале работы ПК. Они осуществля-ют необходимую настройку ОС, задают удобное для работы окружение, программу-оболочку ОС.

Утилиты – небольшие программы, выполняющие разнообразные вспомогательные функции по управлению работой аппаратных средств, по повышению эффективности их работы, проверки работоспособности, обслуживания и настройки.

Драйверы – специальные программы, предназначенные для обслуживания периферийных устройств (клавиатура, мышь, монитор, принтер, дисководы и т.д.).

4. Операционные системы Windows

Преимущества Windows

ü Единый пользовательский интерфейс и набор общих системных библиотек (унифицирован для всех программ);

ü Многозадачность (одновременное выполнение нескольких программ, переключение с одной задачи на другую, управление приоритетами выполняемых программ);

ü Совместимость с DOS-приложениями;

ü Средства обмена данными:

û буфер обмена данных (одна программа помещает данные, другая использует);

û динамический обмен данными (одна программа использует данные созданные другой программой и сохраняет в другом формате);

û механизм связи и внедрения объектов;

û поддержка масштабируемых шрифтов;

ü Удобство поддержки устройств (достаточно установить драйвер любого устройства);

ü Поддержка мультимедиа.

MSDOS (Дисковая Операционная Система) –

16- и 32- разрядная, однозадачная, с текстовым интерфейсом операционная система. DOS до сих пор установлена на компьютерах в качестве составляющей ядра некоторых версий Windows.

Windows XP (Whistler) «experience»

Отличия от предыдущих Windows:

• Полностью настраиваемый интерфейс

• Меню «Пуск» выводит только те программы, которыми вы часто пользуетесь.

• В панели управления все пиктограммы распределены по группам.

• Поддержка записи CD-R и CD-RW дисков на уровне самой ОС.

• Встроенная система распознавания голосовых команд и голосового ввода данных.

• Требует не меньше 64Мбайт оперативной памяти, процессора с частотой 600-700 МГц и около 1.75 Гбайт дискового пространства

Windows Vista (Windows NT6.0)

• Графическая подсистема Aero;

• Защита компьютера с помощью BitLocker;

• Инсталляция сразу в графическом режиме;

• Более гибкий менеджер томов;

• Управление компьютером голосом;

• Использование технологии ReadyBoost для ускорения работы компьютера за счет использования флэш-драйва в качестве виртуальной памяти для файла подкачки;

• Поддержка гибридных носителей;

• Использование чипа TPM (модуль доверительных вычислений для аппаратного шифрования и защиты личных данных;

• Требует 6Гб места на жестком диске, 64Мб видеокарта с DirectX 8.0, а также нe менее 1,5ГГц процессор 32 битный с 512Мб ОЗУ или 2,0ГГц процессор 64 битный с 1024Мб ОЗУ.

Windows Mobile и Windows Pocket PC

Предназначены для установки на «карманные» компьютеры (PDA) и смартфоны. В данных ОС интегрированы все необходимые приложения для работы с миникомпьютером –

ü простой текстовый редактор;

ü записная книжка;

ü электронная таблица;

ü система электронной почты;

ü возможность дополнения закаченными на внутренний жесткий диск программами.

5. Альтернативные операционные системы.

BeOS (Be Inc.) – устойчивая, многозадачная. Низкие требования к аппаратной платформе ПК. BeOS работает быстрее Windows. Уживается с другими операционными системами.

NewOS – гибрид UNIX и BeOS. Мощная и не требовательная к железу система совместила скорость BeOS и мощь UNIX. Автор – бывший разработчик BeOS.

РС-DOS2000 (IBM) – имеет усовершенствованную систему оптимизации памяти и сжатия дисков. РС-DOS 2000 весьма популярен в ряде консервативных стран Западной Европы.

OpenSolaris (Sun) – операционная система серверов и суперкомпьютеров компании Sun для процессоров UltraSPARC. Встроенная поддержка Java 64bit Edition и других программных продуктов

MacOSX (Apple) предназначена для компьютеров типа Macintosh. Первая операционная система, предложившая пользователю удобства графического интерфейса. MacOSX стабильная, удобная, рационально использует ресурсы компьютера. Сегодня Macintosh и MacOSX в основном используют в процессе подготовки бумажной продукции – книг, иллюстрированных журналов, газет.

Linux – универсальная ОС. Главным аспектом Linux является гибкостью возможностей. Эта ОС и тесно связанный с ней язык программирования (С/С++) являются основой для разработки сложных профессиональных программных продуктов самого разного назначения – как системных, так и прикладных. В операционной системе Linux реализована наиболее развитая многоуровневая файловая структура(виртуальная файловая система). Linux – многозадачная, многопользовательская, 32- и 64- разрядная система.