Операционные системы: виды, назначение, состав и основные функции

Федеральное государственное образовательное  бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

ФИНАНСОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ФИНУНИВЕРСИТЕТ)

FINANCIAL UNIVERSITY AT GOVERNMENT OF THE RUSSIAN FEDERATION (FINUNIVERSITY)

Уфимский филиал Финуниверситета

КАФЕДРА МАТЕМАТИКИ И ИНФОРМАТИКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине «Информатики»

на тему «Операционные системы: виды, назначение, состав и основные

функции»

 

 

 

 

 

Исполнитель:
специальность	Бакалавр экономики
группа
Номер зачетной книжки
Руководитель:

 

 

 

 

 

                                               Содержание

Введение……………………………………………………………… 3

1. Теоретическая часть………………………………………….…… 4
1. Понятие и виды операционных систем ……………….… 4
2. Состав операционной системы и назначение компонентов…. 9
3. Функции операционных систем…………………………...…  12
2. Практическая часть…………………………………………...…….. 13

2.1. Постановка  задачи……………………………………….……... 13

2.2. Компьютерная  модель решения задачи…………….…….... 15

2.3. Результаты  компьютерного эксперимента ……………..….  24

Заключение ……………………………………………………...….  25

 Список использованной литературы……………………………..  26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Для современного человека неотъемлемой часть его  жизни стал компьютер. А неотъемлемой частью компьютера является Операционная Система (в дальнейшем ОС). Поэтому рассматриваемый вопрос в данной работе является очень актуальным. Чтобы лучше понять работу компьютера и узнать новые возможности, необходимо подробно ознакомиться со всеми видами операционных систем и принципом их работы.  Ведь без этого наши знания о работе компьютера остаются весьма поверхностными, а так как все в нашем мире развивается, и компьютерные технологии не стоят на месте, человеку нужно постоянно совершенствовать свои знания в этой области. Нужно быть сведущим в таких вопросах, чтобы идти в ногу со временем. Это относится, конечно же, не только к знаниям об операционных системах, но и к знанию устройства компьютера в целом.

Но нужно  уделить операционным системам особое внимание, т.к. ОС является основной средой всей работы человека за компьютером. Т.е. предоставляет человеку удобный интерфейс для работы, скрывая все сложные процессы, которые происходят при запуске тех или иных программ.

Поэтому в ходе курсовой работы ставлю целью  рассмотреть виды, функции и назначения операционных систем. А также решить предложенную задачу в практической части работы, которая основана на владении навыками использования программы  Microsoft Excel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретическая часть

 

1. Понятие и виды операционных систем

Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ(электронная вычислительная машина), ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором.

Операционная  система – это комплекс программ, обеспечивающих:

•    управление ресурсами, т.е. согласованную  работу всех аппаратных средств компьютера;

• управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;

• пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с  компьютером, выполнение определенных простых команд – операций по обработке  информации.

Для того чтобы  компьютер мог работать, на его  жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При  включении компьютера она считывается  с дисковой памяти и размещается  в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависит также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д. Однако, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

Основная  причина необходимости ОС состоит  в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами –  это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или  тысяч таких элементарных операций.

Операционная  система скрывает от пользователя эти  сложные и ненужные подробности  и предоставляет ему удобный  интерфейс для работы.

 

ОС  классифицируются по различным признакам:

• по количеству одновременно работающих пользователей:

-  однопользовательские  (MS DOS)

-многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 - XP)

В многопользовательских  ОС каждый пользователь настраивает  для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные  наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить  в удобное место панель задач  и добавить в меню Пуск новые пункты.

 В многопользовательских  ОС существуют средства защиты  информации каждого пользователя  от несанкционированного доступа  других пользователей.

• по числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы:

-однозадачные (MS DOS)

-многозадачные (OS/2, Unix, Windows) 

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных,  и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

• по количеству поддерживаемых процессоров:

-однопроцессорные

-многопроцессорные

Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки  многопроцессорной обработки  данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT. По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.

• по типу интерфейса:

-командные (текстовые)

-объектно-ориентированные (графические)

• по типу доступа пользователя к ПК:

-с пакетной обработкой (ОС ЕС)

- с разделением времени (Unix, Linux, Windows)

-реального времени (RT11)

 

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

 Эти системы  обеспечивают  высокую производительность при  обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы  пользователя в интерактивном  режиме.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются  для управления технологическим  процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком  и т.д.

 

• по типу использования ресурсов:

-локальные

-сетевые

 

Одним из важнейших признаков классификации  ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.

 В состав локальных ОС  входит клиентская часть ПО (программное обеспечение) для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Состав операционной системы и назначение компонентов

Важнейшим достоинством большинства ОС является модульность. Это свойство позволяет объединить в каждом модуле определенные логически  связанные группы функций. Если возникает  необходимость в замене или расширении такой группы функций, это можно  сделать путем замены или модификации  лишь одного модуля, а не всей системы.

 

Большинство ОС состоит из следующих основных модулей:

• базовая система ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System);
• загрузчик операционной системы (Boot Record);
• ядро ОС;
• драйверы устройств;
• командный процессор;
• внешние команды (файлы).

 

Базовая система ввода-вывода (BIOS) – это набор микропрограмм, реализующих основные низкоуровневые (элементарные) операции ввода-вывода. Они хранятся в ПЗУ компьютера и записываются туда при изготовлении материнской платы. Данная система, по сути, «встроена» в компьютер и является одновременно его аппаратной частью и частью операционной системы.

 

Первая функция BIOS – автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при  его включении. При обнаружении  ошибки на экран выводится соответствующее  сообщение и / или выдается звуковой сигнал.

 

Далее BIOS осуществляет вызов блока начальной загрузки операционной системы, находящейся  на диске (эта операция выполняется  сразу по окончании тестирования). Загрузив в ОЗУ этот блок, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь  загружает другие модули ОС.

 

Еще одна важная функция BIOS – обслуживание прерываний. При возникновении определенных событий (нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок мыши, ошибка в программе  и т.д.) вызывается одна из стандартных  подпрограмм BIOS по обработке возникшей  ситуации.

Загрузчик операционной системы – это короткая программа, находящаяся в первом секторе любого загрузочного диска (дискеты или диска с операционной системой). Функция этой программы заключается в считывании в память основных дисковых файлов ОС и передаче им дальнейшего управления ЭВМ.

 

Ядро  ОС реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. В ядре ОС выделяют несколько подсистем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи:

 

- файловая  система (отвечает за размещение  информации на устройствах хранения);

 

- система  управления памятью (размещает  программы в памяти);

 

- система  управления программами (осуществляет  запуск и выполнение программ);

 

- система  связи с драйверами устройств  (отвечает за взаимодействие с  внешними устройствами);

 

- система  обработки ошибок;

 

- служба  времени (предоставляет всем программам  информацию о системном времени).

 

Модуль  расширения BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять драйверы, обслуживающие дополнительные устройства.

 

Драйверы  требуются в тех случаях, когда  обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем определено в BIOS.

 

Драйверы  устройств – это программы, управляющие работой внешних (периферийных) устройств на физическом уровне. Они дополняют систему ввода-вывода ОС и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся. Они передают или принимают данные от аппаратуры и делают пользовательские программы независимыми от ее особенностей.

 

Драйверы  загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы; необходимость и порядок их загрузки указываются в специальных файлах конфигурации. Такая схема облегчает  подключение к машине новых устройств  и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы ОС.

 

Командный процессор – это программа, функции которой заключаются в следующем:

• прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;
• исполнение внутренних команд операционной системы;
• загрузка и исполнение внешних команд (реализованных в виде самостоятельных программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (файлы с расширением СОМ, ЕХЕ или ВАТ).
• исполнение командных файлов (это текстовые файлы с набором команд и расширением ВАТ). Когда в качестве команды задается имя такого файла, командный процессор начинает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляющая вызов какой-то программы, выполнение командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения происходит выполнение следующей команды командного файла.