Операционные системы

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В настоящее время все сферы  производственной деятельности и сферы  услуг тесно связанны с работой  на компьютере и других вычислительных машинах. Основой любого аппаратно-программного комплекса, в том числе работающего в режиме реального времени, является операционная система (ОС). Операционная система обеспечивает взаимодействие между пользователем, программами и аппаратным обеспечением компьютера. В ранних моделях компьютеров пользователю приходилось оперировать с программами и данными, общаясь с компьютером напрямую на его языке (обычно в двоичном коде). Чтобы облегчить пользователю эту работу, решили в качестве "переводчика" между человеком и компьютером использовать специальную системную программу, называемую операционной системой (ОС). При помощи операционной системы пользователь может легко оперировать с программами и данными, пользуясь понятными ему командами или с помощью визуального изображения объектов на экране. Поэтому данная тема является актуальной т. к развитие компьютерных технологий не стоит на месте, а вместе с ним появляется необходимость в усовершенствовании и операционных систем.

В практической части данной работы была решена задача по выполнению расчетов стоимости занятий, проводимых негосударственным образовательным учреждением НОУ «Креатив», организовывающим творческие курсы для населения города, а так же расчет доходов, полученных от проведённых курсов, результат представлен в графическом виде. Задача была решена с использованием пакета Microsoft Office 2010 (Microsoft  Excel).

 

 

 

1.Теоретическая часть

Вариант 18.

Операционные  системы: виды, назначение, состав  и основные функции

1.1. Понятие операционной системы

Все многообразие программ, используемых на современном компьютере, называется программным обеспечением - ПО (software).

Программы, составляющие ПО, можно  разделить на три группы: системное  ПО, системы программирования, прикладное ПО. Ядром системного ПО является операционная система (ОС).

Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней.

Операционная система связывает  программы и устройства компьютера, с одной стороны, и пользователя, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится на жестком диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Происходит загрузка операционной системы.

1.2. Назначение операционной системы

Назначение ОС - организация вычислительного  процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач.¹ Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса ( Интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.

В программном обеспечении ВС операционная система занимает основное положение, поскольку осуществляет планирование и контроль всего вычислительного  процесса. Любая из компонент программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС.

В соответствии с условиями применения различают три режима ОС: пакетной обработки, разделения времени и  реального времени. В режиме пакетной обработки ОС последовательно выполняет  собранные в пакет задания. В  этом режиме пользователь не имеет контакта с ЭВМ, получая лишь результаты вычислений. В режиме разделения времени ОС одновременно выполняет несколько задач, допуская обращение каждого пользователя к ЭВМ. В режиме реального времени ОС обеспечивает управление объектами в соответствии с принимаемыми входными сигналами. Время отклика ЭВМ с ОС реального времени на возмущающее воздействие должно быть минимальным.

1.3. Компоненты, входящие в состав операционной системы

Современные операционные системы  имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

• Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.
• Командный процессор. В состав операционной системы входит специальная программа - командный процессор, - которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

Пользователь может  дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так далее. Операционная система должна эту команду выполнить.

• Драйверы устройств. К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается.

В состав операционной системы входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

Технология "Plug and Play" (подключи и  играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых  устройств и обеспечивает их конфигурирование. В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память.

Пользователь имеет возможность  вручную установить или переустановить драйверы.

• Графический интерфейс. Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.
• Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.
• Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

1.4. Функции операционной системы

Операционные системы, под руководством которых работают прикладные программные средства, реализуют следующий ряд функций.

²

Рис. 1. Функции  операционных систем

• Обеспечение интерфейса пользователя. По реализации интерфейса

пользователя различают  неграфические и графические  операционные системы. Неграфические  операционные системы реализуют интерфейс командной строки, при котором основным устройством управления является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после ее утверждения, например, нажатием клавиши Enter. Для компьютеров платформы IBM PC интерфейс командной строки обеспечивается семейством операционных систем под общим названием MS-DOS (версии от MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.2).

Графические операционные системы  реализуют более сложный тип  интерфейса, в котором в качестве органа управления, кроме клавиатуры, может использоваться мышь или адекватное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. Активный элемент управления – указатель мыши – графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие). Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. В его распоряжении приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.

• Обеспечение автоматического запуска. Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых операционных систем в специальной (системной) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска. Недисковые операционные системы используются в специализированных вычислительных системах (например, в компьютеризированных устройствах автоматического управления). Математическое обеспечение таких систем содержится в микросхемах ПЗУ и его можно условно рассматривать как аналог операционной системы, автоматический запуск которой осуществляется аппаратно.
• Организация файловой системы. Все современные дисковые

операционные системы  обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о месте нахождения файла на диске хранятся в системной области диска в FAT-таблицах – таблицах размещения файлов. Нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске. Поэтому к таблице предъявляются особые требования надежности, и она имеет дубликат. Идентичность таблиц регулярно контролируется средствами операционной системы.

• Обслуживание файловой системы. Несмотря на то, что данные о

местоположении файлов хранятся в табличной форме, пользователю они предоставляются в виде иерархической  структуры. Все необходимые преобразования берет на себя операционная система. К функции обслуживания файловой системы относятся следующие операции:

• создание файлов и присвоение им имен;
• создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
• переименование файлов и каталогов (папок);
• копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
• удаление файлов и каталогов (папок);
• навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
• управление атрибутами файлов.³

1.5. Управление установкой, исполнением и удалением приложений

  С точки зрения управления исполнением приложений, различают однозадачные и многозадачные операционные системы. Однозадачные операционные системы (например, MS-DOS) передают все ресурсы вычислительной системы одному исполняемому приложению и не допускают ни параллельного выполнения другого приложения (полная многозадачность), ни его приостановки и запуска другого приложения (вытесняющая многозадачность). Параллельно с однозадачными операционными системами возможна работа только специальных резидентных программ, которые не опираются на операционную систему, а непосредственно работают с процессором, используя его систему прерываний.

Большинство современных графических  операционных систем является многозадачными. Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между задачами и обеспечивают возможность:

• одновременной или поочередной работы нескольких приложений;
• обмена данными между приложениями;
• совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.

1.6. Прочие функции операционных систем

Кроме основных (базовых) функций, операционные системы могут предоставлять  различные дополнительные функции:

• возможность поддержки функционирования локальной компьютерной сети без специального программного обеспечения;
• обеспечение доступа к основным службам Интернета средствами, интегрированными в состав операционной системы;
• возможность создания системными средствами сервера Интернета, его обслуживание и управление посредством удаленного соединения;
• наличие средств защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и внесения изменений;
• возможность оформления рабочей среды операционной системы, в том числе и средствами, относящимися к категории мультимедиа;
• возможность обеспечения комфортной поочередной работы различных пользователей на одном персональном компьютере с сохранением персональных настроек рабочей среды каждого из них;
• возможность работы с компьютером для лиц, имеющих физические недостатки, связанные с органами зрения, слуха и другими.