Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров(Сущность операционной системы персонального компьютера).pdf
Добавлен: 15.05.2023
Просмотров: 502
Скачиваний: 2
Введение
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы.
Операционная система – это программа, которая запускается сразу. Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы.
Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами Вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС зависит также производительность Вашей работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д. Однако, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем более современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).
Основная причина необходимости ОС состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами – то операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.
Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет различные вспомогательные действия, например, копирование и печать файлов.
ОС осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.
В настоящее время 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.
Актуальность исследования обусловлена потребностью улучшения операционных систем для повышения качества работы пользователя с ПК, делая её, более простой, и освобождая его от обязанностей распределять ресурсы и управлять ими.
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.
Объект исследования - операционные системы.
Предмет исследования – эффективные технологии, научные труды ученых и программистов, применяемые пользователем в работе над операционной системой.
Информационной базой работы являются научные труды отечественных авторов, таких как, Агальцов В. П., Безручко В.Т., Дорогов В.Г., Мартюшок В. М., Исаев Г.Н. Мартишин С. А. Титов В.Н., Рашевская М. А., Рубальская О. Н., Светлов Н.М., Симонович С.В.Ю, Федотова Е. Л., Черников Б. В.
Структура курсовой работы состоит из двух глав. В первой главе рассматривается сущность операционной системы персонального компьютера,
дается понятие и приводится классификация операционных систем по видам.
Во второй главе представлен анализ функций операционных систем персонального компьютера.
1. Сущность операционной системы персонального компьютера
-
-
Понятие операционной системы
-
Основной составляющей базового системного ПО является операционная система (ОС), которая устанавливается на жестком диске компьютера и выполняет огромный объем работы, который не виден пользователю. Если условно принять программное обеспечение компьютера за айсберг, то операционную систему можно сравнить с подводной частью айсберга.
Операционная система – это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для того, чтобы обеспечить пользователю, а также системным и прикладным программам, удобный способ общения с компьютером через клавиатуру и манипулятор мышь.
Ядром системного ПО является операционная система (ОС). ОС – это неотъемлемая часть ПО, управляющая техническими средствами компьютера (hardware). Операционная система – это программа, координирующая действия вычислительной машины; под ее управлением осуществляется выполнение программ.
Операционная система загружается при включении компьютера.
Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Таким образом, операционная система – это набор программ, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера. Она опирается на базовое программное обеспечение – базовую систему ввода-вывода BIOS (Base Input-Output System).
Программы, работающие под управлением операционной системы, называются приложениями.
ОС состоит из модулей. Файл, содержащий один из модулей ОС, называется системным файлом.
Системные файлы находятся в корневом каталоге жесткого диска. При включении компьютера происходит считывание ОС с жесткого диска в оперативную память (загрузка), а также настройка и запуск ОС.
Структура ОС содержит следующие компоненты:
1. Ядро – это наиболее часто используемые модули ОС, например,
– модуль управления системой прерываний;
– средства распределения оперативной памяти;
– средства распределения ресурсов процессора;
2. Резидентные программы – это программы, входящие в состав ядра, например, программы-драйверы, управляющие внешними устройствами; при функционировании компьютера резидентные программы постоянно находятся в оперативной памяти;
3. Командный процессор–программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд, подаваемых пользователем, а также за взаимодействие этих команд с ядром ОС;
4. Система управления файлами–программа для организации удобного доступа к файлам.
Для каждой ОС разрабатывается своя файловая система.
Под ресурсами вычислительной системы понимаются объем оперативной памяти, процессорное время, объем внешней памяти, внешние устройства.
Операционная система обеспечивает следующие виды интерфейсов:
- интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);
- интерфейс между программным и аппаратным обеспечением (программно-аппаратный интерфейс);
- интерфейс между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).
Все операционные системы обеспечивают пакетный и диалоговый режим работы.
В пакетном режиме операционная система автоматически исполняет заданную последовательность команд.
В диалоговом режиме операционная система находится в ожидании команды пользователя, получив её, приступает к исполнению, а после завершения возвращает отклик и ждёт очередной команды.
Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний.
Прерыванием называется способность операционной системы прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств.
1.2. Виды операционных систем
По способу реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы.
Неграфические операционные системы используют интерфейс командной строки.
Основным устройством управления в этом случае является клавиатура.
Управляющие команды вводятся в виде некоторых слов в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после нажатия определённой клавиши, чаще всего.
Графические операционные системы обеспечивают более сложный интерфейс, в котором в качестве устройства управления кроме клавиатуры используется мышь. Работа графической операционной системы основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления.
В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши, перемещение которого по экрану синхронизировано с перемещением мыши.
В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений: экранные кнопки, значки, переключатели, раскрывающиеся списки, меню и др.
Взаимодействие активного элемента с пассивным осуществляется путем наведения указателя мыши на элемент управления и нажатия кнопки мыши.
Большинство современных графических операционных систем являются многозадачными.
Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между приложениями и обеспечивают:
– возможность одновременного выполнения нескольких приложений;
– возможность обмена данными между приложениями;
– возможность совместного использования программных, аппаратных и сетевых ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.
Существует несколько схем классификации операционных систем. Ниже приведена классификация по некоторым признакам с точки зрения пользователя.
По количеству одновременно работающих пользователей:
Однопользовательские ОС позволяют работать на компьютере только одному человеку.
Многопользовательские ОС поддерживают одновременную работу на ЭМВ нескольких пользователей за различными терминалами.
По числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы:
Однозадачные ОС поддерживают выполнение только одной программы в отдельный момент времени, то есть позволяют запустить одну программу в основном режиме.
Многозадачные ОС (мульти-задачные) поддерживают параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы на некотором отрезке времени, то есть позволяют запустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу.
При многозадачном режиме, в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей, время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором, параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.
Современные ОС поддерживают многозадачность, создавая иллюзию одновременной работы нескольких программ на одном процессоре.
На самом деле за фиксированный период времени процессор обрабатывает только один процесс, а процессорное время делится между программами, организуя тем самым параллельную работу.
Это замечание не относится к многопроцессорным системам, в которых в действительности в один момент времени могут выполняться несколько задач.
Многозадачная ОС, решая проблемы распределения ресурсов и конкуренции, полностью реализует мультипрограммный (многозадачный) режим. Многозадачный режим, который воплощает в себе идею разделения времени, называется вытесняющим (preemptive). Каждой программе выделяется квант процессорного времени, по истечении которого управление передается другой программе. Говорят, что первая программа будет вытеснена. В вытесняющем режиме работают пользовательские программы большинства ОС.
По количеству поддерживаемых процессоров:
- однопроцессорные;
- многопроцессорные.
Многопроцессорные ОС поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи.
При многопроцессорном режиме работы два или несколько соединенных и примерно равных по характеристикам процессора совместно выполняют один или несколько процессов (программ или наборов команд). Цель такого режима – увеличение быстродействия или вычислительных возможностей.
Многопроцессорные ОС разделяют на симметричные и асимметричные. В симметричных ОС на каждом процессоре функционирует одно и то же ядро, и задача может быть выполнена на любом процессоре, то есть обработка полностью децентрализована. При этом каждому из процессоров доступна вся память.