2. Основные функции операционных систем

Операционные системы (ОС) бывают разные, но их назначение и функции одинаковы. Это системное программное обеспечение компьютера, без которого он не может работать.

Операционная система (ОС) обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

То есть, основные функции ОС посреднические - обеспечение интерфейса (средств и способов взаимодействия) между: пользователем и аппаратно-программными средствами; программами и аппаратным обеспечением; между разными видами программ.

2.1. Обеспечение интерфейса с пользователем

По виду интерфейса (средствам и способам взаимодействия с пользователем) ОС разделяются на графические и неграфические операционные системы.

Неграфические операционные системы - семейство ОС MS-DOS (дисковая операционная система), реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления является клавиатура. Исполнение команды начинается нажатием клавиши ENTER.

Структура MS-DOS:

• Базовая система ввода-вывода (BIOS — Basic Input Output System).

• Загрузчик операционной системы (программа начальной загрузки Boot Record).

• Блок расширения BIOS (файл IBMBI0.com).

• Базовый блок DOS (файл MSDOS.com).

• Командный процессор (программа Command.com), запрашивает команды у пользователя и выполняет их);

• Файл конфигурации системы (набор команд Config.sys).

• Файл автозагрузки процедур (набор команд Autoexec.bat).

• Программы выполнения внутренних и внешних команд DOS.

Итак, часть программ ОС хранится в постоянной памяти машины, а другая (большая) — на магнитном диске. Так, BIOS размещается в ПЗУ на системной плате, а остальные компоненты ОС на жестком диске.

BIOS служит для тестирования компьютера после его включения (проверки комплектности и работоспособности всех аппаратных и программных ресурсов),

считывания с системного диска загрузчика ОС,

управляет стандартными устройствами ввода-вывода.

Управление внешних устройств осуществляется с помощью программ-драйверов.

Boot Record загружает в оперативную память два модуля ОС:

модуль расширения BIOS (файл IBMBI0.com) и базовый блок DOS (файл MSDOS.com), реализующий основные функции - управление ресурсами ОС и выполняемыми программами.

После окончания загрузки ОС управление передается командному процессору (Command.com). На экране появляется приглашение системы для ввода команд:

C:\ MS-DOS >

Графические операционные системы (OC Windows) в качестве органа управления кроме клавиатуры используется мышь. Работа основана на взаимодействии активных (указатель мыши) и пассивных экранных элементов управления (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки и др.).

ОС Windows – это, многозадачная операционная система с графическим интерфейсом, который позволяет осуществлять интерфейс с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления.

2.2. Организация файловой системы

Создание файловой системы. Все современные 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 том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска. Целостность, и надежность файловой системы контролируется средствами операционной системы.

Наименьшей физической единицей хранения данных на дискете является сектор (512 байт). Но для дисков большого объема такой подход неэффективен. В связи с этим наименьшей единицей адресации при обращении к данным является кластер (группа секторов). Размер кластер зависит от емкости диска.

Операционные системы MS-DOS, Windows 95 и другие использовали файловую систему на основе таблиц состоящих из 16-разрядных полей. Такая файловая система называлась FAT16. Она позволяет разместить в таблицах не более 65 536 записей (2¹⁶) о местоположении единиц хранения данных.

Более совершенную версию файловой системы на основе FAT- таблиц с 32- разрядными полями в таблице размещения файлов (FAT32) поддерживают ОС, начиная с Windows 98 (Windows 98, Windows Mе, Windows 2000, Windows XP и т.д.).

Новую файловую систему NTFS, в которой хранение файлов организовано иначе и размер кластеров не зависит от размера диска, поддерживает ОС Windows XP, Windows Wista. Эффективность FAT32 и NTFS для современных компьютеров примерно одинакова.

Для пользователя файловая структура представляется в виде иерархической структуры вложенных каталогов (папок).

На каждом диске имеется один корневой каталог, который создаётся при первоначальной разметке диска (форматировании). В нём регистрируются имена файлов и каталогов первого уровня. В каждом каталоге первого уровня регистрируются имена файлов и каталогов второго уровня и т.д. В результате получается иерархическая (древовидная) структура вложенных каталогов (папок):

C:\