Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров ( Функции и состав операционных систем).pdf

Введение

Среди всех системных программ, с которыми приходится сталкиваться пользователям компьютеров, операционные системы занимают особое место.

Операционная система - это программа, которая запускается немедленно. Среди всех системных программ, с которыми приходится сталкиваться пользователям компьютеров, операционные системы занимают особое место.

Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных и выполняет различные сервисные функции по запросу пользователя и программ. Каждая программа использует сервисы ОС и, следовательно, может работать только под управлением ОС, которая предоставляет сервисы для нее. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами вы можете работать на вашем компьютере. Производительность вашей работы, степень защиты данных, необходимое оборудование и т. д. Они также зависят от выбора операционной системы. Однако выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем современнее операционная система, тем больше она не только предоставляет больше функциональности и более наглядно, но и предъявляет повышенные требования к компьютеру (тактовая частота процессора, объем оперативной памяти и диска, наличие и емкость дополнительных карт и устройств).

Основная причина потребности в операционной системе заключается в том, что элементарные операции для работы с ИТ-устройствами и управления ее ресурсами являются операциями очень низкого уровня; следовательно, действия, необходимые для пользователя и прикладных программ, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Операционная система скрывает эти сложные и ненужные детали от пользователя и предоставляет удобный интерфейс для работы. Выполняет различные вспомогательные действия, такие как копирование и печать файлов.

Операционная система загружает все программы в ОЗУ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу исполняемых программ и освобождает ОЗУ, занятую этими программами, в конце.

Актуальность исследования обусловлена ​​необходимостью совершенствования операционных систем для улучшения качества работы пользователей с компьютерами, облегчения и освобождения их от обязанности распределять ресурсы и управлять ими.

Объект исследования - операционные системы.

Предмет исследования – эффективные технологии, научные труды ученых и программистов, применяемые пользователем в работе над операционной системой.

Цель исследования - заключается в представлении наиболее распространенных ОС и более удобных для общения пользователя с ПК.

Задачи исследования:

1.  Изучить характеристику ОС.

2.  Определить последовательность ОС.

3.  Составить классификацию развития ОС.

4.  Проанализировать современные ОС и выявить их недостатки и достоинства.

Гипотеза исследования - постоянно повышается удобство интерактивной работы с компьютером путём включения в ОС развитых графических интерфейсов, использующих наряду с графикой звук и видеоизображение. Пользовательский интерфейс ОС становится всё более интеллектуальным, направляя действия человека в типовых ситуациях и принимая за него рутинные решения.

Глава 1. Характеристика операционных систем

1.1 Операционная система состоит из следующих частей

Базовая система ввода / вывода (BIOS), находящаяся в постоянной памяти компьютера. Эта часть операционной системы «встроена» в ПК.

Его целью является выполнение простейших и наиболее универсальных сервисов ОС, связанных с реализацией ввода-вывода. Базовая система ввода / вывода также включает проверку работы компьютера, который проверяет работу памяти компьютера и устройств при включении питания. Кроме того, базовая система ввода / вывода включает в себя программу запуска операционной системы.

Загрузчик - это очень короткая программа, расположенная в первом секторе каждой дискеты операционной системы. Функция этой программы заключается в считывании двух других модулей ОС в память, которые завершают процесс загрузки.

Загрузчик ОС на жестком диске состоит из двух частей. Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска, она выбирает, из какого из разделов жесткого диска следует продолжать загрузку. Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого же раздела, она считывает в память модули ОС и передает им управление.

Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS(они могут называться по-другому, например, IBMBIO.COM и IBMDOS.COM для PC DOS, DRBIOS.SYS и DRDOS.SYS для DR DOS – названия меняются в зависимости от версии ОС).

Они загружаются в память загрузчиком ОС и остаются в памяти компьютера постоянною Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги ОС.

1.2 Функции и состав операционных систем

Основными задачами ОС являются:

ü увеличение пропускной способности компьютера (за счет организации непрерывной обработки потока задач с автоматическим переходом от одной задачи к другой и эффективного распределения ресурсов компьютера на несколько задач);

ü сокращение времени отклика системы на пользовательские запросы пользователей компьютерных ответов4

ü упростила работу разработчиков программного обеспечения и обслуживающего персонала компьютеров (предоставив им значительное количество языков программирования и различные сервисные программы).

Операционные системы можно классифицировать по следующим показателям:

· Количество пользователей: операционная система для одного пользователя (Ms-DOS, Windows) и многопользовательская операционная система (VM, UNIX);

ü доступ: пакетный (OS 360), интерактивный (Windows, UNIX), системы реального времени (QNX, Neutrino, RSX);

· Количество задач, которые необходимо решить: однозадачная операционная система (MS-DOS) и многозадачная (Windows, UNIX).

Операционная система предназначена для выполнения следующих основных (тесно связанных) функций:

ü управление данными;

ü управление деятельностью (деятельностью, процессами);

ü общение с человеком-оператором.

В различных операционных системах эти функции реализуются в различных масштабах и с использованием различных технических средств, программного обеспечения, методов и информации.

Конструктивно операционная система представляет собой набор программ, которые контролируют работу компьютера, идентифицируют программы и данные приложений и обмениваются данными между машиной и оператором. Операционная система повышает производительность вычислительного комплекса благодаря гибкой организации потока задач через машину, равномерной загрузке оборудования, оптимальному использованию всех ресурсов компьютера, стандартной организации хранения больших объемов данных в машине с различными способами доступа к ним.

Системное программное обеспечение также включает в себя сервисные программы, предназначенные для проверки состояния компьютерных блоков, обнаружения и обнаружения сбоев устройства и устранения их влияния на общую работу.

Программное обеспечение компьютерной системы предназначено для реализации возможности адаптации пользовательских программ к изменениям в составе компьютерных ресурсов. Высокая производительность вычислительной системы обеспечивается ОС благодаря использованию режимов пакетной обработки и мультипрограммирования и доступности специального программного обеспечения для выполнения трудоемких операций ввода-вывода информации.

Среди наиболее известных первых управляющих программ - комплексы SAGE, SABER, MERCURE, реализованные на компьютерах второго поколения. Для компьютеров IBM / 360 были разработаны операционные системы, которые обеспечивают технологию обработки пакетных данных и работу в режиме реального времени, а также реализацию многопользовательских и многопроцессорных комплексов.

Первая функционально завершенная операционная система - OS / 360. Разработка и внедрение операционной системы позволили различать функции операторов, администраторов, программистов, пользователей, а также значительно (в десятки и сотни раз) повысить производительность компьютера и степень загрузки оборудования. Версии OS / 360/370/375 - MFT (мультипрограммирование с фиксированным числом задач), MVT (с переменным количеством задач), SVS (система с виртуальной памятью), SVM (система виртуальной машины) - последовательно они были заменены многими способами, определенными как современные Представления о роли операционной системы в общей иерархии систем управления данными и задачами при обработке данных на компьютере.

1. Ранние версии OS / 360 были ориентированы на пакетную обработку информации - входной поток задач (ML, MD или перфокарты) был предварительно подготовлен и получен для непрерывной обработки. В дальнейшем возникли расширения OS/360/375, допускающие диалоговую обработку данных с терминалов пользователя, последняя из версий (OS SVM) фактически предоставляла в распоряжении пользователя «виртуальную персональную ЭВМ» с полной мощностью вычислительной установки IBM/360/375. ОС других семейств.

Глава 2. Типы и функции операционных систем

2.1 Стандарт CP/M

Начало создания операционных систем для микрокомпьютеров было заложено ОС SR. / М. Был разработан в 1974 году, после чего был установлен на многие 8-битные машины. В рамках этой операционной системы было создано значительное количество программного обеспечения, включая переводчики BASIC, Pascal, C, Fortran, Kobol, Lisp, Ada и многих других языков, текст (текстовые процессоры являются наиболее часто используемыми типами приложений. Они позволяют Готовить документы гораздо быстрее и удобнее, чем с помощью пишущей машинки: текстовые процессоры позволяют использовать несколько символов шрифта, произвольно абзацы, автоматически группировать слова на новой строке, создавать носки, автоматически включать нумерованные страницы и сноски и т. д.) и табличные процессоры, системы управления базами данных.

2.2 Стандарт MSX

Этот стандарт определял не только ОС, но и характеристики аппаратных средств для школьных ПЭВМ. Согласно стандарту MSX машина должна была иметь оперативную память объемом не менее 16 К, постоянную память объемом 32 К с встроенным интерпретатором языка Бейсик, цветной графический дисплей с разрешающей способностью 256х192 точек и 16 цветами, трехканальный звуковой генератор на 8 октав, параллельный порт для подключения принтера и контроллер для управления внешним накопителем, подключаемым снаружи.

Операционная система такой машины должна обладать следующими свойствами: требование к памяти - максимум 16 КБ, совместимость с SR. / M на уровне системных вызовов, совместимость с DOS для форматов файлов на внешних дисководах гибких дисков, поддержка BASIC, переводчики языка C, Fortran и Lisp. Таким образом, эта операционная система, называемая MSX-DOS, учитывала необходимость поддержки всего программного обеспечения, разработанного для CP / M, и в то же время руководствовалась новыми графическими пакетами, связанными с DOS ( Система управления базами данных (СУБД) - позволяет управлять большими таблицами информации (базы данных), символическими отладчиками и другими проблемными программами.

Успех системы во многом обусловлен ее чрезвычайной простотой и компактностью, ее способностью быстро настраивать различные конфигурации ПК. Первая версия системы занимала всего 4 K, что было очень важно в условиях ограниченной памяти ПК в то время.

2.3 Операционные системы типа DOS

Тип ОС DOS стал доминирующим с появлением 16-разрядных компьютеров, использующих 16-разрядные микропроцессоры, такие как 8088 и 8086. С точки зрения долговечности, ни одна операционная система для микрокомпьютеров не может подойти DOS. С момента своего появления в 1981 году DOS стала настолько популярной, что заслужила право считаться самой популярной ОС в мире. Несмотря на некоторые из его недостатков и тот факт, что большинство из них основаны на развитии 1970-х годов, DOS продолжает существовать и распространяться до настоящего времени. К лучшему или к худшему, вполне вероятно, что рынок операционных систем будет доминировать в ближайшем будущем. В настоящее время для DOS разработан огромный программный фонд. Есть переводчики (Translator - это программа, которая автоматически преобразует программу из языка программирования в последовательность инструкций. Широкий выбор переводчиков (компиляторов, переводчиков) практически для всех популярных языков высокого уровня, включая BASIC, Pascal, Fortran, C, Modula-2, Lisp, Logo, Premier League, Fort, Ada, Kobol, PL-1, Prolog, Smoltok и др .; Кроме того, есть несколько вариантов для переводчиков для большинства языков. Существуют инструменты для разработки программ в машинный код - ассемблер, символьный отладчик и т. Д. Эти инструменты сопровождаются редакторами, компоновщиками и другими сервисными системами, необходимыми для разработки сложных программ. В дополнение к системному программному обеспечению для DOS было создано много прикладных программ.