Запуск ОС

Операционная система. Функции операционной системы. Виды интерфейсов пользователя. Организация файловой системы. Управление выполнением приложений. Взаимодействие с аппаратным обеспечением.

Лекция 4.

(8 часов)

 

Общая характеристика операционных систем

Операционная система - это комплекс специальным образом организованных программ и данных, с помощью которых осуществляется управление всеми устройствами ПК и взаимодействие с пользователем. ОС выступает как 'посредник' между пользователем и аппаратной частью ПК.

Основными функциями ОС являются:

  • управление файлами на устройствахвнешней памяти;
  • запуск необходимых пользователю прикладных программ;
  • управление основнымивнешними устройствами;
  • организация взаимодействия с пользователем.

На персональных ЭВМ фирмы IBM наиболее простой является ОС семейства MS DOS фирмы Microsoft. В последние годы в связи с резким увеличением вычислительных возможностей ПК все большее распространение получают сложные и мощные ОС, такие как Microsoft Windows, IBM OS/2, UNIX.

Для грамотного использования ОС необходимо знать следующее:

  • понятие дискового файла и правила задания имен файлов;
  • понятие файловой структуры диска;
  • основы взаимодействия с ОС (интерфейс пользователя).

Последнее понятие определяет способ управления пользователем работой ОС. Принято выделять следующие уровни организации взаимодействия пользователя с системой:

· командный способ является наиболее простым с точки зрения программной реализации, но наиболее неудобным и трудоемким для массового пользователя

· простейшие вспомогательные программы-оболочки типа Norton Commander, реализующие несложный диалог пользователя с системой с использованием меню, световых кнопок, функциональных клавиш и мыши

· сложные современные оконные системы типа Windows, которые наиболее удобны для пользователя, но предъявляют высокие требования к используемому оборудованию и программной поддержке.

Понятие каталога и организация файлов на дисках

Современные магнитные диски могут хранить десятки тысяч разнообразных файлов. Чтобы не запутаться в этом море файлов, их классифицируют, объединяют по группам. Все файлы, хранимые на магнитных дисках любых типов, операционные системы позволяют разбивать на отдельные группы. Внутри группы файлы объединяются по какому-либо признаку (например, все файлы некоторого пользователя). Такая группа файлов называется каталогом (directory). Каталогу присваивается имя. Правила именования каталогов совпадают с правилами для файлов, за исключением того, что расширение имени для каталогов обычно не используется.

Кроме файлов, любой каталог может содержать подчиненные каталоги, называемые подкаталогами. В свою очередь, любой подкаталог может содержать файлы и свои подчиненные подкаталоги. Тем самым каталоги и файлы образуют так называемое дерево каталогов. Корень дерева называется главным или корневым каталогом. Начиная с корневого каталога, можно спуститься по ветвям дерева до необходимого файла или подкаталога.

В итоге, каждый каталог может содержать:

  • только файлы
  • только подкаталоги
  • файлы и подкаталоги
  • ничего не содержать, т.е. может быть пустым

Имя корневого каталога совпадает с именем используемого дискового устройства. Если жесткий диск разбит на несколько разделов ( C:, D:, ... ), то в каждом из них создается своя собственная файловая структура, никак не связанная с другими.

В подобной древовидной структуре для определения местоположения файла надо задать путь, т.е. последовательность подкаталогов, начиная с корневого, которые должны проходиться для достижения данного файла. При описании этого пути подкаталоги отделяются друг от друга обратной косой чертой (\). Тогда полное имя файла в операционных системах MS DOS/Windows можно описать следующим образом:

устр: \ каталог1 \ подкаталог2 \ ... \ имя.расширение

Здесь устр: - имя дискового накопителя ( А:, B:, C:,...)

... \ ... - путь по древовидной структуре

Если в полном имени файла опущены устройство и путь, то они выбираются по умолчанию. Используемые в данный момент устройство и подкаталог называются текущими или рабочими. В каждый момент времени ОС отслеживает текущее устройство и подкаталог, поэтому для работы с файлами текущего подкаталога можно не указывать имя устройства и путь.

Примеры полных имен файлов:

  • С: \ DOS \ RAB \ PROG1.exe - файл prog1.exeзаписан на жестком диске( раздел C: ) в подкаталоге RAB, входящем в каталог DOS
  • D: \ DOKUMENT \ tablica.txt - файл tablica.txtхраниться на жестком диске (раздел D: ) в каталоге DOKUMENT
  • A: \ file1.txt - файл file1.txt в корневом каталоге дискеты, находящейся в данный момент в соответствующем устройстве

Поскольку файлы распознаются операционной системой по полным именам, то файлы в разных подкаталогах могут иметь одинаковые имена, оставаясь тем не менее разными файлами для ОС, поскольку их полные имена будут различными.

Например, файлы C: \ RAB \ file1.txt и C: \ DOKUM \ file1.txt являются для ОС разными, хотя и имеют одинаковые имена.

Операционная система как комплекс программ работает все время, пока пользователь общается с компьютером. Это означает, что основные программы ОС должны все время находиться в основной памяти. Все программы ОС хранятся на диске в специальных системных файлах. Первоначально эти программы помещаются в основную память при включении компьютера.

Более подробно, при включении питания компьютера обычно автоматически выполняются следующие два действия:

· производится проверка работоспособности основных устройств (тестирование аппаратуры); в случае обнаружения каких-либо неисправностей можно повторить включение или обратиться к специалисту

· если тестирование проходит успешно, то после этого начинается так называемая загрузка ОС, состоящая в копировании основных программ ОС с магнитного диска в оперативную память. При этом простейшие ОС типа MS DOS можно загружать либо со специальной дискеты ( называемой системной ), либо с жесткого диска. В первом случае перед включением компьютера надо вставить системную дискету в накопитель. Во втором случае в этом устройстве дискет быть не должно. Сложные ОС класса Windows загружаются с жесткого диска.

Признаком успешного завершения загрузки MS DOS является появление на экране так называемого приглашения, т.е. набора символов примерно следующего вида:

A: \ > ( при загрузке с дискеты )

С: \ > ( при загрузке с жесткого диска )

Это означает готовность ОС к диалогу с пользователем. Успешная загрузка систем Windows определяется по отсутствию каких-либо специальных сообщений и появлению на экране специфического оформления - так называемого "рабочего стола".

При необходимости можно выполнить перезагрузку ОС одним из трех следующих способов :

  • выключить ПК и повторно включить его примерно через минуту (только в случае крайней необходимости);
  • не выключая ПК, нажать на передней панели системного блока кнопку сброса, обычно обозначаемую как RESET;
  • не выключая ПК, нажать на клавиатуре одновременно 3 клавиши : Ctrl+Alt+Del.

Никакому другому программному продукту не уделялось столько внимания, как Windows. И внимание это вполне правомерно. Средства, такие как объектно-ориентированный интерфейс и поддержка 32-разрядных многопотоковых прикладных программ, уже долгое время служат неотъемлемой частью других операционных систем. Но Windows на основе этих хорошо испытанных и известных средств строит исключительно богатую и эффективную интегрированную вычислительную среду. Windows намного превосходит своих предшественников, по-новому определяя, какой должна быть операционная система.

Объектно-ориентированный интерфейс — это интерфейс, максимально приближенный к реальности, с использованием объектно-ориентированного подхода. В данном случае это означает, что пользователь работает со значками, которые он видит на экране монитора, как с объектами реального мира. Он может брать объекты, переносить с места на место, выбрасывать в урну, изменять их, не задумываясь о возможных ограничениях, налагаемых операционной системой. Объектно-ориентированный интерфейс особенно легок в освоении людьми, не имеющими опыта работы на компьютере, особенно детьми. У них нет страха сделать что-то неправильно, а есть простое желание — взять в руку и посмотреть, что это такое.

Интерфейс пользователя, сконцентрированный вокруг экранной кнопки Start и линейки задач Taskbar, устанавливает новый стандарт простоты пользования персональным компьютером. Для начинающих пользователей запуск и выполнение множества прикладных программ не вызовет затруднений, а пользователи с высокими запросами всегда найдут новые способы извлечь то ценное, что предоставляет эта операционная система с такими широкими возможностями настройки.

В дополнение к основным архитектурным особенностям, на которые можно рассчитывать в современной операционной системе, Windows обладает новыми 32-разрядными средствами программами для работы со всеми основными сетями персональных компьютеров и непревзойденными возможностями их настройки. К числу других стандартных средств относится электронная почта, средства работы в локальной сети, средства подключения к Internet, средства удаленного коммутируемого и прямого кабельного подключения к персональным компьютерам, средства просмотра файлов, утилиты поиска и богатый инструментарий для управления системой и административного управления.

Встроенные средства Plug and Play (включил и работай), сложные средства распознавания установленной на компьютер аппаратуры и большой набор 32-разрядных динамически загружаемых драйверов устройств значительно облегчает настройку компьютерной системы, подключение периферийных устройств и подключение к локальным сетям.

Кроме того, Windows знаменует начало ряда новых важных инициатив благодаря специальным интерфейсам прикладных программ (API), включая интегрированную телефонную связь, единый почтовый ящик для поступающих сообщений и улучшенную поддержку игр. Applications Programming Interface (API) — интерфейс прикладных программ. Обеспечивает доступ прикладной программы к ресурсам операционной системы компьютера.

Самое поразительное, что операционная система все это делает, обеспечивая хорошее быстродействие существующих машин и сохраняя высокую степень совместимости с существующими 16-разрядными прикладными программами и драйверами устройств. Ее быстродействие даже выше, чем у предшественницы — Windows 3.х, и это при, казалось бы, излишней громоздкости.

В Windows ликвидированы несовершенства вчерашних PC и MS-DOS, такие как имена файлов, ограниченные 8 символами плюс 3 символа расширения. Windows позволяет задавать имена файлов длиной до 255 символов.

Windows снимает многие ограничения на память системных ресурсов Windows 3.х, но не все. Вы должны перейти на 32-разрядную версию вашего приложения Windows, чтобы полностью преодолеть ограничение на системные ресурсы.

Служебные программы (небольшие приложения, включенные в Windows) предлагают возможности, которые впору ожидать от больших и мощных приложений. Например WordPad, который пришел на смену приложениям Write и Notepad, это фактически Word 6.0 в миниатюре. В состав Windows входит утилита просмотра файлов различных форматов, которая дает возможность просматривать содержимое файла без необходимости запуска соответствующей прикладной программы.

При разработке каждой операционной системы приходится принимать определенные решения и идти на компромиссы, но решения и компромиссы, принятые в Windows, делают эту операционную систему стандартом для значительной части компьютерного рынка.

Стоит отметить, что операционная система Windows является открытой для расширений — программ, дополняющих возможности штатной оболочки.