Общие сведения об операционной системе

 

Участник	Фамилия
Имя
Отчество
Место работы/учебы
Должность/группа, курс
Факультет
Кафедра
Специальность, специализация
Ученая степень/ ученое звание
Адрес (с почтовым индексом)
Контактный телефон
e-mail
Тема эссе
Научный руководитель (для студентов и магистрантов)	Фамилия
Имя
Отчество
Ученая степень, звание
Вуз (организация)
Факультет
Кафедра

 

Содержание Тема 3

Понятие операционной системы и операционной среды

Общие сведения об операционной системе

 

Операционная система – это совокупность программных средств, обеспечивающих диалог пользователя и ПК и управление ресурсами компьютера.

Необходимость операционной системы (ОС) для работы объясняется тем, что те элементарные операции, которые обеспечивают взаимодействие и функционирование различных устройств и управление ресурсами компьютера, являются операциями очень низкого уровня. Поэтому действия, которые необходимо выполнить по заданию пользователя или при выполнении прикладных программ, состоят из нескольких сотен, а порой и тысяч таких элементарных операций. Выполнение этих операций и берёт на себя операционная система

Например, процедура копирования файла с одного диска на другой, для пользователя сводится к набору одной простой команды:

copy c:text.txt a:

В графических ОС пользователь просто выбирает соответствующую кнопку на панели инструментов и может даже не знать, как эта команда записывается.

ОС же предстоит выполнить тысячи операций по запуску команд для дисководов и проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблице расположения файлов на исходном диске, проверке наличия свободного места на принимающем диске, созданию копии исходного файла в буфере обмена, размещению его на принимающем диске, внесению изменений в таблицу расположения файлов на принимающем диске и т. д.

Операционная система помогает пользователю избежать знакомства с малопривлекательными деталями работы ПК. Она берёт на себя функции диспетчера и осуществляет загрузку в оперативную память вызванных пользователем программ, передаёт им управление в начале их работы, выполняет различные действия по указанию программ и освобождает оперативную память после завершения работы программы.

Подавляющее большинство IBM PC – совместимых компьютеров работают под управление дисковых операционных систем фирмы Microsoft.

Первая версия такой операционной системы, MS DOS, вышла в 1981 году. Она имела достаточно непривлекательный монохромный текстовый интерфейс. Все команды вводились вручную из командной строки. Совершенствование ПК приводило к появлению новых версий DOS, учитывающих новые возможности ПК. В 1987 году фирма Microsoft объявила о создании графической надстройки Windows, которая в 1995 году стала первой графической операционной системой для IBM PC – совместимых компьютеров.

Несмотря на столь серьёзные метаморфозы, структура дисковой операционной системы остаётся неизменной и может быть разделена на следующие блоки:

· базовая система ввода/вывода;

· загрузчик DOS;

· системные дисковые файлы;

· командный процессор;

· внешние команды DOS;

· внутренние команды DOS;

· драйверы устройств.

Базовая система ввода-вывода (BIOS) находится в ПЗУ ПК. Эта часть ОС является как бы «встроенной» в компьютер. Её назначение состоит в выполнении наиболее простых услуг, связанных с вводом-выводом информации. Кроме того, BIOS содержит тест функционирования ПК, проверяющих работу памяти и подключённых к компьютеру устройств сразу после подачи электропитания, и программу вызова загрузчика DOS.

Загрузчик DOS – очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждого диска (дискеты), содержащего DOS. Её функция заключается в считывании в память двух системных дисковых файлов.

Системные дисковые файлы (IO.SYS и SDOS.SYS) загружаются в память загрузчиком ОС и остаются там постоянно. Первый из этих файлов представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода, а второй служит для реализации высокоуровневых услуг DOS. Оба файла находятся на нулевой дорожке диска и записываются туда при форматировании диска с указанием параметра «/s» или после форматирования по команде sys.com.

Командный процессор – обрабатывает команды, вводимые пользователем. Файл командного процессора носит название command.com. Он должен быть записан в корневом каталоге диска, на котором записаны все системные файлы. О своей готовности к работе командный процессор сообщает выводом на экран «приглашения DOS»

c: \windows\>;,

где первые два символа – имя текущего диска, а символы, заключённые в знаки «\», - путь доступа к текущему каталогу.

Внутренние команды DOS – группа команд, которые могут быть выполнены на ПК, даже если на диске записаны только системные файла и командный процессор. К таким командам относятся:

· изменение имени текущего диска;

· переход из одного каталога в другой;

· создание и удаление каталогов;

· создание, переименование и удаление файлов;

· копирование файлов;

· проверка и установка системного времени и даты;

· просмотр каталогов и текстовых файлов;

· определение версии дисковой операционной системы и др.

Внешние команды DOS – программы, поставляемые вместе с ОС в виде отдельных файлов. В основном эти команды выполняют сервисные функции: форматируют диски; делят физические диски на логические; выводят на экран информацию об использовании оперативной памяти и т.д.

К этой категории относится группа файлов, обеспечивающих оперативную помощь, при вызове которой пользователь может получить исчерпывающую информацию о назначении той или иной команды и формате её вывода. К числу внешних команд относится и интерпретатор языка BASIC.

Особую группу внешних команд составляют два файла:

1) файл конфигурации системы config.sys (config.nt), в котором содержится информация о том, какие драйверы, каких устройств должны быть загружены в оперативную память, описывается количество файлов, которое может быть задействовано одновременно, количество буферов обмена и пр.;

2) пакетный командный файл autoexec.bat (autoexec.nt) содержит перечень указаний командному процессору, которые тот должен выполнить, прежде чем управление компьютером будет передано пользователю.

Оба этих файла должны располагаться в строго определённом каталоге:

· корневом – в случае работы в операционных системах MS DOS или Windows 95, Windows 98, Windows Millenium;

· каталоге System32 – если на компьютере установлена версия операционной системы Windows NT, Windows 2000, Windows XP.

- драйверы устройств – отельная группа файлов, частично поставляемых вместе с пакетом DOS, а частично – вместе с устройствами, работоспособность которых они должны обеспечить.

Начало работы операционной системы. Операционная система начинает работать сразу после включения компьютера. Первой отрабатывает система ввода-вывода. Она тестирует аппаратные средства ПК и считывает загрузчик ОС с диска, после чего передаёт ему управление. В дальнейшем BIOS работает в качестве передающего звена при обмене данными с внешними устройствами на физическом уровне ввода-вывода.

Загрузчик ОС загружает в оперативную память системные дисковые файлы и передаёт управление им.

Модуль расширения базовой системы ввода-вывода настраивает ОС на конкретную конфигурацию, для чего обращается к файлу config.sys. А модуль обработки прерываний обслуживает прерывания высокого уровня, обычно связанные с обслуживанием файловой системы и операций логического уровня ввода-вывода.

После загрузки в оперативную память командного процессора происходит выполнение команд пакетного файла autoexec.bat.

Автоматический подготовительный этап работы заканчивается выводом на экран соответствующего приглашения к началу работы.

Перечисленные выше операции выполняются компьютером каждый раз при включении компьютера или после его перезагрузки в случае «зависания».

Виды операционных систем. В зависимости от функционального назначения и рабочей среды операционные системы делятся на несколько видов.

По назначению ОС могут быть разделены на следующие группы:

· однопользовательские однозадачные системы – операционные системы, предназначенные для работы на однотерминальных (персональных) компьютерах с возможностью загрузки только одной программы. К таким операционным системам относятся MS DOS, DR DOS, PC DOS;

· многопользовательские системы – операционные системы, ориентированные на работу в режиме коллективного доступа. Этот вид операционных систем снабжён такими функциональными возможностями, как координация обращений различных пользователей к одному и тому же массиву данных. К таким операционным системам относятся OS UNIX, Xenix, Linux;

· многозадачные системы – операционные системы, способные обеспечить одновременное выполнение нескольких задач. ОС этого вида способны таким образом распределять ресурсы компьютера, чтобы обеспечить параллельную работу нескольких приложений;

· многопользовательские многозадачные системы – универсальные операционные системы, способные решать задачи, связанные с координацией обращений различных пользователей или программ к одним и тем же массивам данных и обеспечивающие параллельную работу нескольких программ. К таким операционным системам можно отнести Microsoft Windows,

Классификация по рабочей среде позволяет разделить все операционные системы на текстовые (работающие преимущественно в режиме командной строки) и графические (позволяющие выбирать и выполнять команды опосредственно – через систему меню, наборы специальных значков – пиктограмм и кнопок).