Загрузка операционной системыФайлы 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 9. Файловая система компьютера. Папки. Файлы (имя, тип, путь доступа) Главное назначение носителей внешней памяти – долговременное хранение информации. Любая информация (текст, изображение, программа, видеофильм и т.д.) на внешнем носителе хранится в виде файла. Файл (file) – это поименованная область на диске, в которой хранится отдельный экземпляр информации определенного типа. Файл характеризуется набором параметров (свойств) (имя, расширение, размер, дата создания, дата последней модификации, время создания и изменения) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки ("архивный", "системный", "скрытый", "только для чтения", "каталог" и др.). Файловая структура может быть одноуровневой – это простая последовательность файлов. Многоуровневая файловая структура – древовидный способ организации файлов на диске. При этом существуют специальные файлы, которые в одних операционных системах называют каталогами (directory), в других – папками, назначение которых – регистрация в них файлов (в том числе и других каталогов). Наличие поддержки каталогов в операционной системе позволяет выстроить иерархическую (многоуровневую, древовидную) организацию размещения файлов на носителе. В этом случае файлы, имеющие одинаковую природу (файлы операционной системы, документы, офисные программы, игровые программы, результаты расчетов, домашние задания, рисунки и т.д.), размещаются в отдельных каталогах. Такая структура хранения информации позволяет уверенно ориентироваться в принадлежности той или иной информации, особенно если учесть, что на современных носителях информации могут храниться тысячи, а то и десятки тысяч файлов! Работа с информацией была бы значительно затруднена, если бы она была беспорядочно размещена на носителе. Любой носитель изначально имеет один каталог, который создается операционной системой без нашего участия, – корневой. Корневой каталог на каждом носителе внешней памяти существует в единственном экземпляре. Все другие каталоги создаются либо пользователем, либо могут быть автоматически созданы программами. Носители информации обозначаются символами латинского алфавита, после которых следуют две точки: А:, В: – дисководы для гибких дисков (дискет), С: – жесткий диск (винчестер), далее по алфавиту D:, E:, F: и т.д. – жесткие диски, логические диски или дисководы для компакт-дисков и др. по числу дисководов. На рисунке приведен пример иерархической структуры размещения информации на носителе (" С:\ " обозначает корневой каталог диска С:, имена каталогов написаны прописным шрифтом, файлов – строчным). Пусть в корневом каталоге диска С: имеются два каталога 1-го уровня (GAMES и 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.txt.
Полное имя файла однозначно определяет местоположение любого файла на носителе. Оно состоит из пути к файлу, включающему логическое имя устройства и иерархическую систему каталогов, от корневого каталога до того, в котором содержится файл, и собственно имени файла и расширения: C:\GAMES\CHESS\chess.exe. Правила задания имени файла определяются операционной системой и используемой файловой системой. Каждый файл имеет собственный уникальный адрес. Для операционной системы данные на дисках организованы в дорожки и секторы. Дорожки (40 или 80 на дискете) представляют собой узкие концентрические кольца на диске. Каждая дорожка разделена на части, называемые секторами. При чтении или записи устройство всегда считывает или записывает целое число секторов независимо от объема запрашиваемой информации. Размер сектора на дискете равен 512 байтам. Количество секторов – 18. Цилиндр – это общее количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков – только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки. В жестком диске может быть много дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответствует множество дорожек. Кластер (или ячейка размещения данных) – наименьшая область диска, которую операционная система использует при записи файла (минимальный размер адресуемого пространства). Обычно кластер – один или несколько секторов. Перед использованием дискета (жесткий диск) должна быть форматирована, т.е. должна быть создана ее логическая и физическая структура (разбиение диска на дорожки и секторы). Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация – таблица размещения файлов (FAT-таблица). В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов. По команде пользователя, компьютер находит по имени файла в этой таблице номер дорожки и номер сектора, после чего магнитная головка переводится в нужное положение, файл считывается и направляется в оперативную память для обработки. Нетрудно подсчитать общую емкость гибкого диска: 2 (стороны)×80 (дорожек)×18 (секторов)×0,5 байт=1440 Кбайт (1,44 Мбайт). Если вспомнить, что 1 Кбайт равен 1024 байтам, то, более точно, емкость гибкого диска равна 1 457 664 байта. В операционных системах семейства Windows имя может содержать от 1 до 255 символов, причем набор символов, из которых можно составлять имена файлов, расширяется. В частности, можно использовать буквы национальных алфавитов, пробелы и т.д. Не допускается использование следующих символов: \ /: *? " < > |. Строчные и прописные буквы в именах файлов не различаются. То же касается и имен файлов (папок в Windows). По другому дело обстоит в операционных системах семейства Unix. Там строчная и прописная буквы различаются, поэтому имена, записанные одними и теми же буквами, но имеющие различия в регистрах, будут разными. Расширение имени файла записывается после точки и может содержать от 1 до 3 символов в DOS и больше 3 – в Windows. Чаще всего в расширение вкладывается определенный смысл (хотя пользователь может задавать и бессмысленные расширения) – оно указывает на содержимое файла или на то, какой программой был создан данный файл, данные какого типа сохранены в нем. Например:
В операционной системе Windows именно по расширению файлы ассоциируются с определенной программой, с помощью которой они могут быть открыты для просмотра или модификации. Размер файла измеряется в байтах. В зависимости от значений атрибутов файлов операционная система разрешает или запрещает те или иные действия над файлами. Виды атрибутов. Для каждого файла соответствующая ему запись в каталоге (элемент каталога) содержит атрибуты файла. DOS может обрабатывать четыре атрибута файлов: "только для чтения" (read-only), "скрытый" (hidden), "системный" (system), и "архивировать" (archive). Каждый из этих атрибутов может быть либо установлен, либо нет. Назначение этих атрибутов таково:
Таким образом, большинство файлов имеет установленным только атрибут "архивировать". Остальные атрибуты ("только для чтения", "скрытый" или "системный"), как правило, не установлены. В операционной системе Windows кроме перечисленных выше атрибутов имеются атрибуты индексирования (с целью ускорения поиска), сжатия, шифрования (только пользователь, зашифровавший файл (или папку) имеет доступ к его содержимому). Обычно в Windows по отношению к файлам и каталогам используют несколько иную терминологию. Наиболее простыми являются документы и программы. Документы – это объекты, содержащие ту или иную информацию: тексты, картинки, звуки и т.д. Развитие мультимедийных возможностей компьютера приводит к тому, что в некоторых документах могут содержаться несколько видов информации одновременно, например, движущееся изображение и звук. Программы служат для обработки документов – это своеобразные инструменты воздействия на документы. Часто их еще называют приложениями, например, приложение MS-DOS или приложение Windows, в зависимости от того, ресурсы какой операционной системы использует данная программа. Между отдельными программами и документами существует устойчивая связь: текстовый редактор работает с текстовыми документами, программа-фонограф воспроизводит звуки и т.п. Windows запоминает такие связи и способна самостоятельно их использовать при просмотре и работе с документами. Группа однотипных документов, а также программ для их обработки могут быть помещены в общую папку (аналог каталога). Папка является еще одним, более крупным объектом Windows. В отличие от документов и программ, являющихся простыми и "неделимыми" объектами, папка может содержать другие объекты, в том числе и новые папки; в частном случае папка может быть пустой. Также файлы можно разделить на исполняемые (программы) и неисполняемые (файлы данных и документов). Исполняемые файлы могут запускаться операционной системой на выполнение, а неисполняемые файлы могут только изменять свое содержимое в процессе выполнения программ. Далее можно разделить файлы на основные, присутствие которых обязательно для работы операционной системы и программных продуктов, служебные, хранящие конфигурацию и настройки основных файлов, рабочие, содержимое которых изменяется в результате работы основных программных файлов и собственно ради которых и создаются все остальные файлы, а также временные файлы, создающиеся в момент работы основных и хранящие промежуточные результаты. В процессе работы над файлами и каталогами (далее они называются объектами) производят следующие операции: · создание (в текущем каталоге создается новый экземпляр объекта, ему дается имя. Созданный объект при этом может быть и пустым); · копирование (копия объекта создается в другом каталоге или на другом носителе); · перемещение (производит) копирование объекта в другой каталог или на другой носитель, в исходном каталоге объект уничтожается); · удаление (в исходном каталоге объект уничтожается); · переименование (изменяется имя объекта).
|
