9. Операционные системы пк

ОС— базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит. ОС- комплекс программ, обеспечивающий диалог пользователя с компьютером, осуществляющий управление компьютером и его ресурсами, запускающий прикладные программы..

Ф-ции:

1. Получение заданий от пользователz и их обработка

2. Распределение памяти

3. Загрузка в ОП прикладных программ и их запуск

4. Идентификация всех программ и данных

5. Аутентификация и авторизация пользователей (проверка истинности пользователя и определение его полномочий)

6. Обслуживание всех операций ввода и вывода

7. Прием и выполнение запросов от приложений

8. Обеспечение взаимодействия взаимосвязанных компьютеров (для сетевых ОС)

9. Обеспечение работы системы управления файлами Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.). В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Файл-именованная область на внешнем носителе данных. За организацию работы с файлами отвечает специализированное ПО, кот наз-ся системой управления файлами(FAT, FAT16, FAT32, NTFS, NPFS, Zinux,Swap)

Классификация ОС:

1.Поддержка многозадачности: однозадачные (MSDOS, WINDOWS 3.1), многозадачные (≥ WINDOWS 95)

2.Поддержка многопользовательского режима: многопользовательские (сетевые), однопользовательские

3.По организации вытесняющей и невытесняющей многозадачности: вытесняющая(процесс прерывания программ выполняется самой ОС), невытесняющая

4.Поддержка многонитевости

5.По разрядности ОС: 16-разрядные(MSDOS, WINDOWS 3.1), 32-разрядные (≥ WINDOWS 95), 64-разрядные (MS Server 2003)

6.по характеру интерфейса с пользователем: графические ОС(Windows), режим ком.строки (MSDOS)

7.Поддержка многопроцессорного режима

Прерывания создаются:

Таймером, сигналами от внешних устройств, действиями пользователя, выполняемыми программами, ошибками в работе, сбоями питания

10 Назначение и основные функции ОС Windows

Операционная система - это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами, запускает другие (прикладные) программы на выполнение.

Windows – семейство ОС корпорации майкрасофт для компьютеров платформы IBM PC. Основные средства управления – графический манипулятор (мышь или аналогичный) и клавиатура. Система предназначена для управления автономным компьютером, но также содержит все необходимое для создания небольшой локальной сети и имеет средства для интеграции комп-ра в Интернет. Самая распространенная ОС в мире. Используется в быту, на небольших предприятиях, в гос. учреждениях разного ранга.

Функции:

-Управление файловой системой. Процесс работы комп-ра в опред. смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В ОС имеются программные модули, управляющие файловой системой.

-Командный процессор: запрашивает у пользователя программы и выполняет их.

-Драйверы внешних устройств

1.ОС способна осуществлять пакетный и диалоговый режим работы с пользователем. В пакетном р ОС сама автоматически исполняет заданную последовательность команд. При диалоговом р ОС находится в ожидании команды пользователя , получив ее, исполняет и снова ждет команды. Диалоговый режим основан на системе прерываний. Опираясь на аппаратные прерывания, которые инициирует пользователь, ОС создает свои системные прерывания. Т.о, ОС способна прерывать работу и реагировать на команды пользователя. Основная задача ОС сохраняется и как только прерывание заканчивается, она возобновляет работу.

2. Организация файловой системы. W. обеспечивает создание файловой системы, предназначенной для организации хранения данных на дисках и доступа к ним. Принцип организации файловой системы- табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается, как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Данные о том, где записан файл, находятся в системной области диска, в специальных таблицах размещения файлов (FAT- таблицах). Нарушения в FAT- таблицы приводят к невозможности прочитать файл, записанный на диске- таблицы контролируются ОС и записаны в 2 копиях.

Сектор- наименьшая физическая единица хранения данных, размером 512 байт. Поскольку размер FAT- таблицы ограничен, то для дисков, размером более 32 Мбайт обеспечить адресацию к каждому сектору не возможно. В связи с этим группы секторов объединяют в кластеры- наименьшие единицы адресации к данным. Размер кластера не фиксирован и зависит от емкости диска. ОС Windows 95 реализует 16-ти разрядные поля в таблицах размещения файлов. Такая файловая система наз-ся FAT 16. она позволяет разместить в FAT- таблицах не более 2^16степени записей о местоположении информации на диске. Для дисков от 1 до 2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайта (64 сектора). Такой расход рабочего места не рационален, поскольку любой, даже осень маленький файл оккупирует весь кластер. Потери, связанные с неэффективностью файловой системы, весьма значительны: 25-40% полной емкости диска! С дисками более 2 Гбайт файловая система FAT 16вообще работать не может.

Windows 98 обеспечивает более совершенную организацию файловой системы- FAT 32, с 32- разрядными полями в таблице размещения файлов. Для дисков размером до 8 Гбайт эта система обеспечивает размер кластера 4 Кбайт (8 секторов).

Сейчас Windows поддерживает три файловые системы. FAT, FAT32 и NTFS.

NTFS: система более мощная , чем FAT и FAT32; в ее состав входят важные функции обеспечения безопасности. Рекомендуемый минимальный объем места, выделенного на память на диске (тома) = 10МБ. Допускаются размеры томов свыше 2 ТБ. Максимальный размер файла ограничен только размером тома. Не может использоваться для гибких дисков.

Файл- именованная последовательность байтов произвольной длинны. Создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе. Данные о местоположении файлов пользователю представляются в виде иерархичной структуры.

Имя дисковода: \Путь\ собственное имя файла. С: \Мэо\Письмо.txt.

Каталоги (папки) – элементы иерархичной стр-ры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов слишком много. Верхний уровень вложенности иерархичной стр-ры является корневой каталог диска.

3.Процессор - основная микросхема к-ра. Состоит из ячеек, похожих на ячейки опер памяти, внутренние ячейки процессора- регистры. Данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать выполнение других команд. Таким образом, выполняя засылку данных в определенные регистры можно управлять процессом обработки данных. На этом основано исполнение программ. Таким образом, в процессе работы процессор часть данных интерпретирует как данные, часть- как команды, часть- как адресные данные. Совокупность всех команд, которые может выполнять процессор над данными- система команд. Существуют процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. Чем шире набор системных команд, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность выполнения одной команды, измеряемая в тактах процессора. Такие процессоры- с расширенной системой команд (CISC- процессоры). В противоположность им существуют RISC- процессоры с сокращенной системой команд (чаще используются для специализированных вычислительных сетей). При такой архитектуре, кол-во команд намного меньше и каждая из них выполняется намного быстрее, однако, процесс выполнения сложных команд при этом часто состоит из нерациональной цепочки простых команд.

4. каждый разработчик аппаратного оборудования прикладывает к нему специальные программные ср-ва управления- драйверы. Драйверы имеют точки входа и диспетчеризация обращений прикладных программ к драйверам устройств- одна из ф-ций ОС. W. сама берет на себя ф-йии по установке драйверов устройств и предачи им управления от приложений. Часто она даже не нуждается в драйверах от поставщиков устройств и обращается к своим базам данных.

В 1985 году Microsoft выпустила первую версию графической среды Windows(для MS-DOS). Версии OS/2 1.1, 1.2, 1.3 содержали графическую многооконную среду Presentation Manager. Версии Windows 2.x работали уже полностью в графическом режиме, предлагая пользователюоконный интерфейс, где каждой программе отводится экранное окно. В 1990 году появилась Windows 3.0, работающая в многозадачном режиме. MS-DOS 5.0 разрабатывалась специально для работы с Windows 3.0.

с 92 года поступила в продажу Windows 3.1, уже именуемая операционной системой, но на самом деле она еще не могла функционировать без MS-DOS. Одновременно появилась OS/2 2.0, которая стала первой 32-разрядной ОС для микропроцессоров 80386 и выше. Но несмотря на все достоинства, она так и осталась в тени MS Windows.