Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров(Сущность операционной системы персонального компьютера).pdf
Добавлен: 15.05.2023
Просмотров: 498
Скачиваний: 2
В асимметричных ОС процессоры неравноправны. Обычно существует главный процессор (Master) и подчиненные (slave), загрузку и характер работы которых определяет главный процессор.
По типу доступа пользователя на ПК (с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени):
ОС пакетной обработки: в них из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых на ПК и выполняемых в порядке очередности с возможным учетом приоритетности.
ОС разделения времени обеспечивают одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания. Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени (интервал мультиплексирования).
Если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается, и программа переводится в конец очереди.
Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течение соответствующего интервала мультиплексирования, затем поступает в конец очереди и т.д. в соответствии с циклическим алгоритмом.
ОС реального времени обеспечивают определенное гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению на ПК событиями, процессами или объектами. При таком режиме ПК управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию, непосредственно поступающую от объекта управления.
По разрядности кода операционной системы: восьмиразрядные, шестнадцатиразрядные, тридцатидвухразрядные, шестидесяти четырехразрядные:
Разрядность кода – это разрядность используемых аппаратных средств (например, использование 32/64-разрядных регистров для процессоров). Подразумевается, что разрядность ОС не может превышать разрядности процессора.
По типу интерфейса (командные (текстовые), объектно-ориентированные (как, правило, графические):
Пользовательский интерфейс – это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ. Пользовательский интерфейс бывает командным и объектно-ориентированным.
Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера.
При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью монитора. Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть консолью.
Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой строку приглашения. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter. После этого осуществляется переход в начало следующей строки.
Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется.
Объектно-ориентированный интерфейс – это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т.д.
Кроме названных основных видов интерфейса можно выделить еще один – SILK - интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language - язык, Knowlege - знание).
Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный «разговор» человека и компьютера.
При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму.
По типу использования ресурсов (сетевые, не сетевые): Сетевые ОС: Novell NetWare, Windows /2008/2010/2012/2015 Server.
Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединенных в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов.
По особенностям методов построения: монолитное ядро или микро-ядерный подход.
При описании операционной системы часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу.
Способы построения ядра системы - монолитное ядро или микро-ядерный подход.
Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот.
Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в пользовательском режиме.
При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.
2. Функции операционных систем персонального компьютера
2.1. Главная функция - организация файловой системы
Все современные операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Жесткий диск представляет собой набор (пакет) дисков, надетых на одну ось и покрытых ферромагнитным слоем. Принцип организации файловой системы табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица. Местоположение файла на диске определяется номером рабочей поверхности, номером цилиндра и номером сектора.
Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения.
Данные о местоположении файла хранятся в системной области диска, в специальной таблице размещения файлов, которая называется FAT-таблицей (File Allocation Table).
Поскольку нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности найти данные на диске, к ней предъявляются особые требования по надежности. FAT-таблица существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется операционной системой.
В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и любые другие данные. Файлы разделяются на две категории – текстовые и двоичные. Текстовые файлы предназначены для чтения человеком. Они состоят из строк символов. Каждая строка оканчивается двумя специальными символами «возврат каретки» и «новая строка». Все файлы, отличные от текстовых, называются двоичными.
Исполняемым файлом называется файл, содержащий готовую к исполнению программу.
Чтобы операционная система и другие программы могли обращаться к файлам, они должны иметь имена. В операционной системе Windows обозначение файла состоит из имени и расширения. Расширение имени является необязательным. Как правило, оно описывает содержимое файла. Расширение отделяется от имени файла точкой, например, command.com, setup.exe.
Разрешается присваивать файлам имена длиной до 256 символов. Имя может содержать любые символы, в том числе и пробел, кроме символов \, /, *? ", <, > , |.
В имени можно использовать несколько точек. Расширением считаются символы, идущие после последней точки. В именах различаются прописные и строчные символы.
Примеры:
com – исполняемые файлы;
bat – командные файлы;
pas – программа на Паскале;
c – программа на СИ.
Кириллицу в именах файлов нужно применять осторожно, так как некоторые операционные системы не понимают имен с ней.
2.2. Работа с дисками, папками и файлами
Имена файлов регистрируются на дисках в каталогах.
Каталог – это специальная таблица на диске, в которой хранятся имена файлов, сведения о размере файла, времени его последнего обновления, атрибуты (свойства) файла и т.д.
Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что файл находится в данном каталоге. На каждом диске может быть несколько каталогов.
В каждом каталоге может быть много файлов, но каждый файл всегда регистрируется только в одном каталоге.
В Windows каталоги называются папками.
Каждый каталог имеет имя, и он может быть зарегистрирован в другом каталоге. Если каталог зарегистрирован в другом каталоге, то говорят, что X – подкаталог Y. Требования к именам каталогов те же, что и к именам файлов, однако расширение обычно не используется.
Все каталоги образуют вложенную иерархическую структуру. На каждом диске имеется один главный каталог, который называется корневым. В нём регистрируются файлы и каталоги 1-го уровня. В каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и каталоги 2-го уровня и т.д.
Каталог, с которым в настоящее время работает пользователь, называется текущим каталогом. Когда используется файл не из текущего каталога, необходимо указать, в каком каталоге он находится. Это можно сделать с помощью указания пути к файлу.
Путь – это последовательность имен каталогов, разделенных символом «\». Этот путь задает маршрут от корневого каталога диска к тому каталогу, в котором находится нужный файл. Например, C:\Kurs1\Informanika.doc.
В компьютере обычно имеется несколько устройств памяти: накопители на жестких дисках, на дискетах, на компакт-дисках и т.п. На каждом из них могут находиться файлы и каталоги.
Атрибуты файлов
Кроме имени и расширения файла операционная система хранит для каждого файла дату его создания или изменения и несколько дополнительных параметров, определяющих свойства файлов, которые называются атрибутами файла. Операционная система может их контролировать и изменять. Состояние атрибутов учитывается при проведении операций с файлами.
В операционной системе Windows файл может иметь следующие атрибуты:
- только для чтения (Read Only);
- скрытый (Hidden);
- системный (System);
- архивный.
Атрибут «только для чтения» ограничивает возможность работы с файлом. Его установка означает, что в файл нельзя вносить изменения.
Атрибут «скрытый» сигнализирует о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против случайного повреждения файла.
Атрибутом «системный» помечаются файлы, обладающие важными функциями в работе самой операционной системы. Этот атрибут нельзя изменить средствами операционной системы.
Как правило, системные файлы имеют также атрибут «скрытый».
Атрибут «архивный» остался от старых операционных систем и операционной системой не учитывается.
Обслуживание файловой системы.
К функциям обслуживания файловой системы относятся следующие операции, выполняемые под управлением операционной системы:
- создание файлов и присвоение им имен;
- создание каталогов и присвоение им имен;
- переименование файлов и каталогов;
- копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами одного диска;
- удаление файлов и каталогов;
- навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу или каталогу;
- управление атрибутами файла.
2.3. Поддержка программного обеспечения
Поддержка компьютеров представляет собой помощь пользователям в эксплуатации компьютерной техники и помощь в случае возникновения проблем с аппаратной частью или программным обеспечением.
Компьютеры и сопутствующая техника в наше время имеются как в фирмах, так и дома у частных пользователей. В организациях количество вычислительной техники может варьироваться от пары компьютеров до нескольких тысяч штук – и их компьютерная поддержка становится объективной потребностью. У частных пользователей, почти в каждой семьи есть компьютер, во многих квартирах их несколько: зачастую это стационарный компьютер и ноутбук или несколько ноутбуков, если компьютеры необходимы нескольким членам семьи.
Также очень широкое развитие получили так называемые наладонные компьютеры и смартфоны (телефоны с функциями миникомпьютера).
При всем многообразии вариантов компьютерной техники и их широком применении, лишь для малой части пользователей поддержка компьютеров не представляет проблем, и они могут самостоятельно (в достаточной мере квалифицированно) использовать и настраивать программное обеспечение компьютеров, не говоря уже о модернизации внутренней начинки, если это необходимо.
Все эти факторы рождают спрос на услуги поддержки компьютеров, точнее всего спектра существующих разновидностей компьютеров и сопутствующего оборудования.