Файл: Анализ характеристик системного программного обеспечения.pdf

Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера.

Загрузка операционной системы. После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам (гибким, жестким, CD-ROM) и поиск на определенном месте, в первом, так называемом загрузочном, секторе диска, наличия специальной программы MasterBoot (загрузчика операционной системы). Если установлен системный диск и программа-загрузчик оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера.

Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей. Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «Nonsystemdisk», и компьютер «зависает», то есть загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным. После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору.

ОС предназначены для обеспечения нескольких видов интерфейса:

- интерфейса между пользователем и программно-аппратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);

- интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Основные функции ОС:

- загрузка программ в оперативную память и их выполнение; - стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);

- управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти);

- управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жесткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе;

- выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.);

- обеспечение пользовательского интерфейса;

- сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов. Дополнительные функции ОС:

- организация надежных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основанная на разграничении доступа к ресурсам;

---

- взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация;

- параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);

- эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами;

- разграничение доступа различных процессов к ресурсам;

- защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений;

- многопользовательский режим работы и разграничение прав.

Современные ОС

1. ОС семейства Windows - продукт корпорации Microsoft. Свою «родословную» Windows начинают от операционной системы DOS и первоначально представляли собой надстраиваемые над ней оболочки (Windows запускался из под DOS), увеличивающие возможности DOS и облегчающие неподготовленному пользователю работу с компьютером. Уже более поздние версии (начиная с Windows NT) представляли собой полноценные операционные системы. Преимуществом Windows считается дружественный для пользователя интерфейс. Из недостатков отмечают ненадежность системы.

2. Unix-подобные ОС Операционная система UNIX оказала большое влияние на развитие мира операционных систем, заложив основы работы современных ОС. Изначально UNIX был системой для разработки ПО. Несмотря на то, что Unix-подобные системы уступают по популярности Windows, они работают на больших типах компьютеров.

- MAC OS - также создавалась на основе ядра UNIX. Является продукт компании Apple для ее же компьютеров Macintosh. Считается надежной и удобной. Но в отличие от Windows не так популярна.

- Linux - представляет собой множество Unix-подобных операционных систем (дистрибутивов), которые чаще всего являются свободно распространяемыми?

Пример. Из программных средств Microcoft: MS DOS, MS Office, MS SQL, MS VisualStudio операционной системой является MS DOS[9]

1.3 Файловая структура ОС. Операции с файлами

Минимальная единица хранения данных на запоминающих устройствах - файл.

Файл(File) – это последовательность произвольного числа байтов, хранящихся во внешней памяти компьютера и обладающая уникальным именем.

Имя файла = собственно имя . расширение файла Имена бывают «короткие» и «длинные». До Windows 95 имя файла задавалось в формате 8.3

Длинное» имя может содержать до 256 символов кроме символов / \ : * ? ” <>

Большие и маленькие буквы – не различаются

---

Имя файла разделено на две части: собственно имя файла (префикс) и расширение (суффикс), определяющее его тип (программа, данные и т.д.).

Расширение имени файла – последовательность символов, добавляемых к имени файла и предназначенных для идентификации типа (формата) файла. Расширение имени файла несет определенную информацию для современных операционных систем, которые имеют средства для регистрации свойств типов файлов по расширению их имени. Поэтому чаще всего выбор расширения имени файла не является частным делом пользователя. Приложения этих систем предлагают задать только собственное имя файла и указать тип файла, а соответствующее расширение имени приписывают автоматически. [6]

Расширение обычно отделяется от основной части имени файла точкой.

В ранних операционных системах длина расширения была ограничена тремя символами, в современных операционных системах это ограничение отсутствует. Иногда могут использоваться несколько расширений, следующих друг за другом, например, «.tar.gz».

Таблица 1 - Типы файлов

Тип файла	Расширение
Исполнимые файлы	Exe, Com, bat
Текстовые файлы	Txt, doc, rtf
Электронные таблицы	Xls
Презентации	Ppt
Графические файлы	Gif, bmp, jpg, jpeg, tif, png, cdr
Звуковые файлы	Wav,midi,mp3, wma
Web-страницы	Htm, html
Программы на языках программирования	Pas, bas
Файлы данных	Dat, bdf
Архиваторы данных	Arj, rar, zip

Например: В соответствии с таблицей общим признаком объединены файлы с расширениями имен .bmp, .jpeg, .cdr, .png – это графические файлы. Начиная с операционной системы Windows 95 было введено понятие «длинного» имени файла. Такое имя может содержать до 256 символов. «Длинное» имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных, недопустимых в длинных именах файлов, каталогов (папок) и расширениях: / \ : * ? <> | ”. В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек.

Маска имени файла

Для групповых операций с файлами можно использовать маски (шаблоны) имен файлов.

Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, в которой также могут встречаться следующие символы:

символ «?» (вопросительный знак) заменяет ровно один произвольный символ. Например, при вводе в качестве критерия поиска имени объекта «199?» будут найдены все объекты, в названии которых присутствует любой год с 1990-го по 1999-й, а также с именами типа 199R, 199_, 199л.

---

символ «*» (звездочка) заменяет любую последовательность символов произвольной длины, в том числе и пустую. Например, а) при вводе «*.doc» будут найдены все файлы с расширением doc; б) маске «А*.txt» соответствуют файлы с расширением txt, имена которых начинаются на А, в том числе и файл А.txt

Пример 1. Маске «*.test.??» соответствует и «foo.test.10», и «m.test.11», но не «foo.test.1» или «foo.est.10».

Пример 2. Маска *A*.??? использована для объединения файлов в группу. В группу …  ABC.HTM  TEXT.DAT  DTA.EXE  A.TXT вошли все файлы, кроме файла TEXT.DAT, т.к. имя файла может состоять из любых символов в любом количестве, но символ «A» в нем должен присутствовать (на любом месте, в том числе на первом и на последнем). Расширение имени должно состоять ровно из трех любых символов.

Пример 3. Имеются файлы . Требуется выделить в группу три файла «2.EX», «K2.DT», «2K3.TA». Это можно сделать при помощи маски …

Варианты ответа: *2.?? *2*.?? - в имени должен быть символ 2 (на любом месте) и расширение имени содержит ровно два любых символа *2*.* 2*.??

Размер файла

Наименьшей физической единицей хранения данных на диске является сектор. Жесткий диск состоит из нескольких дисков, каждый из которых имеет 2 поверхности.

Рисунок 1- Жесткий диск.

Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой является поверхность, цилиндр, сектор.

Дорожка (трек) – это часть дисковой памяти в виде окружности.

Цилиндр – это совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям, и находящихся на равном удалении от оси вращения.

Сектор (Sector) – это наименьшая физическая единица хранения данных (наименьший адресуемый элемент физической памяти на диске). Размер сектора равен 512 байтов. Наименьшей единицей адресации при обращении к данным является кластер. Кластер – это группа секторов. Размер кластера, в отличие от размера сектора, строго не фиксирован. Обычно он зависит от размера диска. Размер файла задается в кластерах. Когда файл записывается на диск, файловая система выделяет соответствующее количество кластеров для хранения данных файла.

Например, если каждый кластер равен 512 байт, а размер сохраняемого файла составляет 800 байт, то для его хранения будут выделены два кластера. Впоследствии, если вы модифицируете файл таким образом, что он увеличится в размерах, скажем, до 1600 байт, для его сохранения будут дополнительно выделены еще два кластера. В кластер, частично занятый каким-либо файлом, нельзя поместить больше ничего. Допустим, ваш файл располагается в 10 кластерах размером по 1024 Кб, причем в последнем, десятом кластере, он занимает всего 10 байт. Что происходит с оставшимся свободным килобайтом? Ничего. Он просто пропадает для пользователя.

---

Пример. На некотором жестком диске размер кластера составляет 512 байт. На этот диск записаны четыре файла размерами 100, 200, 1000 и 2500 байт. Сколько кластеров необходимо для хранения всех четырех файлов ?

Функции файловой системы: работа с файлами и папками(создание, удаление, переименование, копирование и перемещение файлов и папок, навигация по файловой структуре с целью доступа к задаваемому файлу, папке). работа с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.)

Файловая система - это функциональная часть операционной системы, определяющая способ организации, хранения и именования данных на дисках и обеспечение доступа к ним.

Файловая система отслеживает размещение файлов на диске и свободное дисковое пространство, обеспечивает пользователю удобный интерфейс при работе с данными и совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

Иерархическая структура, в виде которой операционная система отображает файлы и папки диска, называется файловой структурой. Папка (Folder) или каталог (директория(Directory)) - это место на диске, файл, в котором содержится список файлов, входящих в него, и их атрибуты.

Папки и файлы хранятся на носителе данных (жестком диске, компакт-диске,flash-памяти и т.д.), которое обозначается латинской буквой от A: до Z: Каталоги и файлы образуют дерево каталогов.

Имя папки определяется так же, как и имя файла, но обычно без расширения. Каталог может содержать в себе файлы и другие каталоги, которые называются подкаталогами или вложенными каталогами. Каталог самого верхнего уровня, не входящий ни в одну из папок, называется корневым каталогом.

Файл характеризуется уникальным путем доступа к нему. Имя носителя:\папка1\папка2\...\имя файла Длина пути доступа к файлу не должна быть больше 260 символов:

Например, D:\ Students\ПГС-91\Иванов\lr-word.doc или D:\ Students\ПГС-91\Петров\lr-word.doc

Пример. На локальном диске H: выполнена последовательность действий:

1) создать папку A;

2) открыть папку A;

3) создать папку 1;

4) закрыть папку A;

5) создать папку B;

6) создать папку

2. Структурой папок, созданной в результате этих действий, будет …

Рисунок 2- Структура папок.

Пример. На приведенном фрагменте рабочего стола сколько объектов являются папками? D:\ USER StudentsStud-public ПГС-91 ГСХ-91 ЭУН-91 Иванов Петров Ким Лаб раб 1.mcd Lr-word.doc Text.txt 1.zip

---