Системное программное обеспечение компьютера

От UNIX многие другие операционные системы переняли такие функции, как переназначение, канал и фильтр; однако UNIX имеет несомненно преимущество в том, что она с самого начала разрабатывалась как многопользовательская и многозадачная операционная система. Имена файлов могут иметь 14 знаков, причём в именах файлов различаются заглавные и строчные буквы. Первоначальный набор команд операционной системы расширился до 143 в версии 7.0; в версии System III добавилась ещё 71 команда, ещё 25 - в Berkeley 4.1 и следующие 114 в Berkeley 4.2. Из-за такого обилия команд UNIX не относится к самым удобным для пользователя языкам. Работа облегчается, если применять графический пользовательский интерфейс, но поскольку такое количество команд и без того занимает значительный объём памяти, этот интерфейс требует ещё большего объёма памяти и пространства диска.

2.4 Сетевые операционные системы

 

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле сетевая ОС - это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

Рис.3. Структура сетевой ОС

 

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рисунок 3):

• Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.
• Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.
• Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.
• Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может  отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

На практике сложилось несколько подходов к построению сетевых операционных систем (рис.4).

Рис.4. Варианты построения сетевых ОС

 

Первые сетевые ОС представляли собой совокупность существующей локальной ОС и надстроенной над  ней сетевой оболочки. При этом в локальную ОС встраивался минимум сетевых функций, необходимых для работы сетевой оболочки, которая выполняла основные сетевые функции. Примером такого подхода является использование на каждой машине сети операционной системы MS DOS (у которой начиная с ее третьей версии появились такие встроенные функции, как блокировка файлов и записей, необходимые для совместного доступа к файлам). Принцип построения сетевых ОС в виде сетевой оболочки над локальной ОС используется и в современных ОС, таких, например, как LANtastic или Personal Ware.

Однако более эффективным  представляется путь разработки операционных систем, изначально предназначенных  для работы в сети. Сетевые функции  у ОС такого типа глубоко встроены в основные модули системы, что обеспечивает их логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, а также высокую производительность. Примером такой ОС является система Windows NT фирмы Microsoft, которая за счет встроенности сетевых средств обеспечивает более высокие показатели производительности и защищенности информации по сравнению с сетевой ОС LAN Manager той же фирмы (совместная разработка с IBM), являющейся надстройкой над локальной операционной системой OS/2.

2.5 Операционные оболочки

 

Программы-оболочки –  весьма популярный класс системных программ. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с ПК, чем с помощью командной строки DOS. Это как бы промежуточное звено между DOS и пользователем. В основном весь набор действий, осуществляемый программой-оболочкой, можно реализовать и средствами самой ОС. Тем не менее, многие пользователи предпочитают использовать оболочки. Основная причина состоит в следующем. Взаимодействие пользователя с ОС DOS осуществляется по принципу диалога: пользователь набирает команду, нажимает клавишу [Enter], и ОС выполняет эту команду. Такой способ не нагляден и недостаточно удобен. Например, если надо скопировать какой-либо файл, нужно правильно набрать имя команды, имя файла, имя каталога. Нужно все это помнить и не ошибиться при наборе. Гораздо проще «ткнуть» мышью (или курсором) в определенное место экрана, чтобы указать нужный файл, каталог и требуемое действие. Оболочка позволяет работать с ПК как раз на таком наглядном уровне.

Можно сказать, что оболочка выполняет тройную функцию, обеспечивая:

1. наглядное отображение файловой системы на экране и удобные средства для перемещений по этой системе;
2. простой и гибкий механизм диалога с MS DOS;
3. всевозможные служебные функции (манипуляции с файлами и др.).

Примеры программ-оболочек: Norton Commander (рис.5), Volkov Commander, FAR, Windows Commander и др. В верхней части экрана размещаются две синих панели, каждая из которых содержит оглавление одного из каталогов файловой системы. Ниже располагается командная строка с обычным приглашением MS DOS и мерцающим курсором, в которой можно набирать обычные команды DOS. В последней строке экрана находится список функциональных клавиш [F1]-[F10] с кратким обозначением их функций.

NC одновременно на  двух панелях демонстрирует оглавление  двух неких каталогов файловой системы (в частном случае на обеих панелях может демонстрироваться один и тот же каталог). Имя логического диска и имя каталога указаны в заголовке каждой панели.

Рис.5. Панели оболочки Norton Commander

 

Заголовок одной из панелей  выделен серо-зеленым цветом. Это означает, что именно этот диск и этот каталог являются текущими для MS DOS (т.е. рабочими).

Оглавление каждой панели содержит строки трех типов:

1. строку “..”, обозначающую выход в “родительский ” каталог данного каталога;
2. строки с именами подкаталогов данного каталога (высвечены прописными буквами);
3. строки с именами отдельных файлов данного каталога (высвечены строчными буквами).

Строки любого типа могут  отсутствовать в оглавлении данной панели: строка 1 отсутствует, если на панели представлен корневой каталог (выходить некуда); строки 2 отсутствуют, если в данном каталоге нет подкаталогов; строки 3 отсутствуют, если в данном каталоге не зарегистрированы отдельные файлы.

Одна из строк рабочей  панели (т.е. панели с выделенным заголовком) выделена рамкой серо-зеленого цвета (как и заголовок). Можно перемещать курсорную рамку по строкам панели, как в обычном меню: стрелками курсора – вниз, вверх, влево, вправо; клавишами [End] и [Home] – на последнюю строку и на первую строку оглавления; клавишами [PgDn] и [PgUp]- на страницу вверх или вниз.

В последней строке панели – строке состояния, как правило, указано имя выделенного файла, его размер в байтах, дата и время создания или последнего обновления.

Перемещение между левой  и правой панелями осуществляется нажатием клавиши [Tab].

Для возврата в «родительский» каталог необходимо переместить  курсорную рамку панели на верхнюю  строку (..) и нажать клавишу [Enter]. Для  входа в каталог следующего уровня (т.е. в каталог, для которого текущий  каталог является «родительским») необходимо переместить курсорную рамку на имя каталога и нажать [Enter].

Если необходимо переместиться  в каталог, который находится  на другом логическом диске (не показанном на панелях NC), то для смены логического  диска левой панели надо нажать клавиши [Alt]-[F1], а для смены диска правой панели – клавиши [Alt]-[F2]. Появится диалоговое окно – меню из имен логических дисков, которые доступны компьютеру. Курсорную рамку следует переместить на нужное имя и нажать [Enter] или просто нажать клавишу с изображением соответствующей буквы. Если вы передумали менять диск, надо нажать [Esc]. Менять диск можно в любой панели – в рабочей и нерабочей.

2.6 Драйверы

 

Драйвер — это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого устройства (как внешнего, так и внутреннего) необходим драйвер. Обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

Операционная система управляет некоторым «виртуальным устройством», которое понимает стандартный набор команд. Драйвер переводит эти команды в команды, которые понимает непосредственно устройство. Эта идеология называется «абстрагирование от аппаратного обеспечения». Впервые в отечественной вычислительной технике подобный подход появился в серии ЕС ЭВМ, а такого рода управляющие программы назывались канальными программами.

Драйвер состоит из нескольких функций, которые обрабатывают определенные события операционной системы. Обычно это 7 основных событий:

• загрузка драйвера. Тут драйвер регистрируется в системе, производит первичную инициализацию и т. п.;
• выгрузка. Драйвер освобождает захваченные ресурсы — память, файлы, устройства и т. п.;
• открытие драйвера. Начало основной работы. Обычно драйвер открывается программой как файл, функциями CreateFile в Win32 или fopen в UNIX-подобных системах;
• чтение;
• запись: программа читает или записывает данные из/в устройство, обслуживаемое драйвером;
• закрытие: операция, обратная открытию, освобождает занятые при открытии ресурсы и уничтожает дескриптор файла;
• управление вводом-выводом (англ. IO Control, IOCTL). Зачастую драйвер поддерживает интерфейс ввода-вывода, специфичный для данного устройства. С помощью этого интерфейса программа может послать специальную команду, которую поддерживает данное устройство.

 

3. Сервисное программное обеспечение

3.1 Программы-архиваторы (упаковщики)

 

Архиваторы – это  программы (комплекс программ) выполняющие  сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.30, WinRAR 3.70 RU).

Другие названия архиваторов: утилиты - упаковщики, программы - упаковщики, служебные программы, позволяющие  помещать копии файлов в сжатом виде в архивный файл.

В ОС MS DOS существуют архиваторы, но они работают только в режиме командной строки. Это программы PKZIP и PKUNZIP, программа архиватора ARJ. Современные архиваторы обеспечивают графический пользовательский интерфейс и сохранили командную строку. В настоящее время лучшим архиватором для Windows является архиватор WinRAR.

Архиватор WinRAR

WinRAR – это 32 разрядная  версия архиватора RAR (рис.6) для Windows. Это - мощное средство создания архивов и управления ими. Есть несколько версий RAR, для разных операционных систем: Windows, Linux, UNIX, DOS, OS/2 и т.д.

Существует  две версии RAR для Windows:

• версия с графическим пользовательским интерфейсом - WinRAR.EXE
• Консольная версия  RAR.EXE пульт линии команды (способ текста) версия - Rar.exe

Рис.6. Пользовательский интерфейс Архиватор WinRAR

 

Возможности WinRAR:

• Позволяет распаковывать архивы CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO, и обеспечивает архивирование данных в форматы ZIP и RAR;
• Обеспечивает полную поддержку архивов ZIP и RAR;
• Имеет специальные алгоритмы, оптимизированные для текста и графики. Для  мультимедиа сжатие можно использовать только с форматами RAR;
• Поддерживает технологию перетаскивания (drag & drop);
• Имеет интерфейс командной строки;
• Может осуществлять непрерывное архивирование, что обеспечивает более высокую степень сжатия по сравнению с обычными методами сжатия, особенно при упаковке большого количества небольших файлов однотипного содержания;
• Обеспечивает поддержку многотомных архивов, то есть осуществляет разбивку архива на несколько томов (например, для записи большого архива на диски). Расширение томов: RAR, R01, R02 и т.д. При самораспаковывающемся архиве первый том имеет расширение EXE;
• Создает самораспаковывающиеся архивы (SFX) обычные и многотомные архивы, обеспечивает защиту их паролями;
• Обеспечивает восстановление физически поврежденных архивов;
• Имеет средства восстановления, позволяющие восстанавливать отсутствующие части многотомного архива;
• Поддерживает UNICODE в именах файлов;
• Для новичков предназначен режим Мастер (Wizard), с помощью которого можно легко осуществить все операции над архивами.