Операционная система

Содержание.

1. Введение. Операционная система.
2. Запуск компьютера. BIOS.
3. Назначение операционной системы.
4. Интерфейс аппаратный и программный.
5. Интерфейс пользователя.
6. Операционная система DOS
7. MICROSOFT WINDOWS
8. Операционная система LINUX
9. Используемая литература.

Введение.

ОПЕРАЦИОННАЯ  СИСТЕМА

ОПЕРАЦИОННАЯ  СИСТЕМА – программа, управляющая аппаратными и программными средствами компьютера, которые предназначены для выполнения задач пользователя.

Представление о том, что такое операционная система, менялось со временем. Первые компьютеры использовались только для  решения математических задач, а  программами служили написанные в машинных кодах вычислительные алгоритмы. Программисту при кодировании  программ приходилось самостоятельно управлять компьютером и обеспечивать выполнение своей программы. Со временем для облегчения процесса написания  программ был создан набор служебных  программ. С развитием электроники  аппаратура совершенствовалась и появилась возможность одновременного выполнения нескольких программ, в связи с этим были созданы алгоритмы переключения заданий. Набор подпрограмм, обеспечивающих переключение, назывался монитором или супервизором. Однако, возникла проблема прерывания работы программ, содержащих ошибки и потребляющих ресурсы компьютера (например, постоянно занимающих процессор или ошибочно записывающих результаты своей работы в оперативную память, где размещаются другие программы). Выход был найден в создании специальных аппаратных механизмов, защищающих память программ от случайного доступа со стороны других программ. Поскольку управление этими механизмами уже нельзя было включать в сами программы, к монитору была добавлена специальная программа, управляющая защитой памяти. Так был создан резидентный монитор. Последовательное решение подобных проблем было направлено на создание универсальной ЭВМ, способной решать одновременно разнообразные задачи.

Резидентный монитор – это уже зачатки  операционной системы. Прикладные программы  стали содержать только реализацию своего алгоритма и обращение  за вспомогательными алгоритмами к  монитору, при этом использовался  специальный набор правил, называемый прикладным программным интерфейсом. Прикладной программный интерфейс  позволил создавать абстрактные  понятия. Появились понятия файла  и файловой системы. В дальнейшем, к резидентному монитору было добавлено  много других программ, в частности, облегчающих выполнение таких операций как копирование файлов, редактирование текстов, компиляции программ с языка  программирования в машинный код  и другие. Термин « резидентный  монитор» трансформировался в ядро операционной системы. 
 
 
 
 

Запуск  компьютера. BIOS.

Обычно  компьютер запускается при включении  питания на лицевой панели системного блока, хотя современные компьютеры имеют такие средства для экономного расходования электроэнергии, которые позволяют их не выключать. Запуск компьютера – самый ответственный момент работы компьютера – в этот момент в оперативной памяти нет ни данных, ни программ. Перенести их с жесткого диска в оперативную память без команд нельзя. Для этой цели у процессора есть специальная ножка, которая называется RESET (перезапуск). Если на нее поступает сигнал (а в момент включения именно так и происходит), процессор обращается к специально выделенной ячейке памяти. Необходимо, чтобы в этой ячейке всегда была определенная информация, причем даже тогда, когда компьютер выключен. Для этого предназначена специальная микросхема – ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Это тоже память, но постоянная. В отличие от оперативной памяти постоянная память не стирается при выключении. Программы микросхемы ПЗУ записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода/вывода. Эта система « встроена» в материнскую плату компьютера. Ее назначение состоит в выполнении элементарных действий, связанных с осуществлением операций ввода-вывода. BIOS содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства: проверяется оперативная память (сколько ее и вся ли она в порядке), наличие жестких дисков, а также наличие клавиатуры. Если что-то не работает, программы, выполняющие проверку, сообщат о неисправности. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

Загрузчик операционной системы– это специальная программа, предназначенная для инициирования процесса загрузки системы.

После загрузки операционной системы вся  работа с процессором и другими  устройствами осуществляется посредством  специальных пакетов программ, входящих в операционную систему.

Если  по каким-то причинам загрузка операционной системы с жесткого диска не состоится, то работа с компьютером невозможна. Такое бывает, если, например, поврежден  жесткий диск или операционная система. В этом случае операционную систему  можно загрузить с внешнего носителя информации. Для этого нужен специальный  диск, который называют системным. Таким  методом запускают компьютер  при устранении неисправностей. 
 
 
 
 

Назначение  операционной системы.

Компьютеры  не всегда нуждались в операционной системе. Если компьютер мог включаться, начинать работать и воспринимать команды  человека без операционной системы, то в ней не было никакой необходимости. Примерами таких « компьютеров» могут быть игровые приставки. У  них тоже есть процессор, оперативная  память, в которой находится программа  во время работы, есть устройства ввода  информации (например, джойстик), но операционной системы нет или она совсем примитивна.

Игровые программы для приставок (и данные к ним, такие как музыка и рисунки) записаны в микросхеме ПЗУ (она находится  в игровом картридже) или на лазерном диске. Когда картридж (или лазерный диск) вставляется в приставку, программа  автоматически запускается и  никакого управления, кроме того, которое  положено по сценарию игры, не предполагается, поэтому и никакая операционная система не нужна. На приставку можно  посмотреть и с другой стороны. Загружая игру, попадают под управление как  бы ее игровой « операционной системы» и можно делать только то, что  в игре предусмотрено, например, «бегать», «прыгать» и «стрелять». Ограниченность и нестандартность не позволяют  назвать видеоигру «операционной  системой» без кавычек. Настоящая  операционная система должна:

– быть общепризнанной и использоваться как  стандартная система на многих компьютерах;

– работать с многочисленными аппаратными  устройствами, выпущенными разными  фирмами, в том числе и в  прошлое время;

– обеспечивать возможность запуска самых разных программ, написанных разными людьми и выпущенных разными организациями;

– предоставлять  средства для проверки, настройки, обслуживания компьютера, его устройств и программ, которые на нем установлены.

Интерфейс аппаратный и программный.

В компьютерной системе два участника – программное  и аппаратное обеспечение. Программное  обеспечение – это все программы, установленные на компьютере, а аппаратное обеспечение – узлы и оборудование, которые находятся внутри системного блока или подключены снаружи.

Взаимосвязь между участниками компьютерной системы называют интерфейсом. Взаимодействие между различными узлами – это  аппаратный интерфейс, взаимодействие между программами – программный  интерфейс, а взаимодействие между  аппаратурой и программами –  аппаратно-программный интерфейс.

В компьютере аппаратный интерфейс обеспечивают изготовители оборудования. Они следят за тем, чтобы все узлы имели одинаковые разъемы и работали с одинаковыми  напряжениями. Согласование между программным  и аппаратным обеспечением выполняет  операционная система. 

Интерфейс пользователя.

Если  речь идет о персональном компьютере, то можно указать и третьего участника  работы с компьютерной системой –  это человек (его принято называть пользователем). Пользователю тоже надо взаимодействовать с аппаратным и программным обеспечением.

Существуют  различные программы и с каждой надо работать по-разному. Одни программы  рассчитаны на работу с клавиатурой, другие – на работу с мышью, прочие на работу с джойстиком или другими  устройствами управления. Одни программы  свои сообщения выдают в виде текстов  на экране, другие – в виде графики, прочие могут вообще не пользоваться экраном и выдавать сообщения  в виде речи или звуков. Способ взаимодействия человека с программой и программы  с человеком называют интерфейсом  пользователя. Если программа сделана  так, что с ней работать удобно, говорят, что она имеет удобный интерфейс пользователя. Если техника работы с программой понятна сразу, без необходимости изучать инструкции, говорят, что она имеет интуитивно понятный интерфейс. Понятие развитый интерфейс пользователя предполагает, что у программы большие возможности, но учиться работать с ней непросто. Гибкий интерфейс означает, что с программой можно работать многими разными способами. Понятие жесткий интерфейс означает, что возможна только такая работа, которая предусмотрена инструкцией, и никакая другая. Понятие примитивный интерфейс означает, что интерфейс прост для изучения, но неудобен для работы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Операционная система DOS

DOS –  первая операционная система  для персональных компьютеров,  которая получила широкое распространение  и была основной для компьютеров  IBM PC с 1981 по 1995. Со временем она  была практически вытеснена новыми, современными операционными системами  Windows и Linux, но в ряде случаев DOS остается удобной и единственно возможной для работы на компьютере (например, в тех случаях, когда пользователь работает с устаревшей техникой или давно написанным программным обеспечением и т.п.)

С операционной системой DOS пользователи работают с  помощью командной строки, у нее  нет собственного графического интерфейса. Операционная система DOS позволила  успешно работать с персональными  компьютерами на протяжении 15 лет, тем  не менее, эту работу нельзя назвать  удобной. DOS выступала «посредником»  между пользователем и компьютером  и помогла превратить сложные  команды обращения к дискам в  более простые и понятные, но по мере развития сама «обросла» изобилием  команд и стала сдерживать работу с компьютером. Так возникла необходимость  в новом посреднике – тогда  появились так называемые программы-оболочки.

Оболочка  – это программа, которая запускается  под управлением операционной системы  и помогает пользователю работать с  операционной системой. Программа –  оболочка наглядно показывает всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги, файлы. Файлы можно разыскивать, копировать, перемещать, удалять, сортировать, изменять и запускать, пользуясь  всего лишь несколькими клавишами. Просто, наглядно, удобно. Одна из самых  известных и распространенных во все мире программ-оболочек называется Norton Commander (NC). Оболочка NC скрывает от пользователя множество неудобств, возникающих при работе с файловой системой MS DOS, например, такие, как необходимость набирать команды из командной строки. Простота и удобство в использовании– вот что делает оболочки типа NC популярными и в наше время (к ним можно отнести QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander и др.). Принципиально отличаются от них графические оболочки Windows 3.1 и Windows 3.11. В них применяется концепция так называемых «окон», которые можно открывать, перемещать по экрану и закрывать. Эти окна «принадлежат» различным программам и отражают их работу.

В DOS используется файловая система FAT. Одним из ее недостатков  являются жесткие ограничения на имена файлов и каталогов. Имя  может состоять не более чем из восьми символов. Расширение указывается  после точки и состоит не более  чем из трех символов. Расширение в  имени файла не является обязательным, оно добавляется для удобства, так как расширение позволяет  узнать, какая программа создала  его и тип содержимого файла. DOS не делает различий между одноименными строчными и прописными буквами. Кроме букв и цифр имя и расширение файла могут состоять из следующих  символов: -, _, $, #, &, @, !, %, (,), {, }, ", ^. Примеры имен файлов в MS DOS: doom.exe, referat.doc.