Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров.pdf

Итак, у системы NTFS есть файлы – и ничего кроме файлов. Каждый файл имеет обязательный элемент – запись в MFT, где хранится вся информация о файле, за исключением собственно данных. Имя файла, размер, положение на диске отдельных фрагментов, и т.д. Если для информации не хватает одной записи MFT, то используется несколько, причем не обязательно подряд. Файл может не иметь данных – в таком случае на него не расходуется свободное место самого диска. Во – вторых, файл может иметь не очень большой размер. Тогда данные файла хранятся прямо в MFT, Файлы, занимающие сотни байт, обычно не имеют своего «физического» воплощения в основной файловой области – все данные такого файла хранятся в MFT.

FAT системы имеют линейные каталоги, при этом ОС приходится просматривать все элементы каталога, пока она не найдет нужный. Система NTFS имеет структуру каталога в виде бинарного дерева, в котором поиск файла осуществляется гораздо быстрее.

4. Обслуживание файловой структуры. Способ хранения файлов на дисках компьютера называется файловой системой. Иерархическая структура, в виде которой ОС отображает файлы и папки диска для пользователя, называется файловой структурой. Т.е. данные о местоположении файлов на диске хранятся в табличной структуре, а пользователю они предоставляются в виде иерархической структуры, которая гораздо удобнее для пользователя. Все необходимые преобразования ОС берет на себя. К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции ОС:
1. создание файлов и присвоение им имен;
2. создание папок и присвоение им имен;
3. переименование файлов и папок;
4. копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между папками одного диска;

5. удаление файлов и папок;
6. навигация по файловой структуре;
7. управление атрибутами файла.
Файл – это именованная последовательность байтов произвольной длины. Создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе – это одна из функций ОС.

Различают «короткое» и «длинное» имя файла. В ОС MS DOS имя файла состоит из двух частей: собственно имени (8 символов) и расширения имени (3 символа), которые разделяются между собой точкой. В качестве символов используются алфавитно-цифровые символы латинского алфавита. В большинстве случаев система не возражает против использования специальных символов (!, _ (подчеркивание), - (дефис), ~ (тильда)и др.). Основной недостаток «коротких» имен – их низкая содержательность.

С появлением ОС Windows 95 было введено понятие «длинное» имя, состоящее уже не из восьми символов, а из 256. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен. «Длинное» имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: / \ * ; ? “ < > |. Расширение имени также состоит из трех символов. Расширение отражает тип файла.

---

В иерархических структурах адрес объекта задается маршрутом (путем доступа), ведущим от вершины структуры к объекту:

С:\Мои документы \Текущие \Рефераты \Операц_системы.doc.

Кроме имени и расширения ОС хранит для каждого файла дату его создания и атрибуты файла (свойства файла). ОС позволяют контролировать атрибуты и изменять их. Основные атрибуты следующие:
- Read only (только для чтения)
- Hidden (скрытый)
- System (системный – важные файлы, которые нельзя изменить средствами ОС)
- Archive (архивный – старый атрибут, сейчас, как правило, не используется)

5. Управление исполнением, установкой и удалением приложений.

Исполнение. С точки зрения управления исполнением приложений различают однозадачные и многозадачные ОС. Однозадачные ОС – MS DOS. Современные графические ОС - многозадачные. Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между задачами и обеспечивают:
- возможность одновременной или поочередной работы нескольких приложений;
- возможность обмена данными между приложениями;
- возможность совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.
Установка. Необходимость в установке связана с тем, что разработчики программного обеспечения не могут заранее предвидеть особенности аппаратной и программной конфигурации вычислительной системы. Таким образом, дистрибутивный комплект (установочный комплект), как правило, представляет собой не законченный программный продукт, а полуфабрикат, из которого в процессе установки формируется рабочее приложение.

Для установки приложений в Windows достаточно дать команду: ^ Пуск/Панель управления/ Установка и удаление программ. После установки следует перезагрузить компьютер, т.к. основная часть регистрационных действий выполняется в момент завершения работы.^[7]

При установке приложений ОС привязывает это приложение к конкретной аппаратно-программной среде:
- она распределяет ресурсы вычислительной системы;

- выполняет регистрацию устанавливаемых приложений и выделенных им ресурсов;
- обеспечивает доступ устанавливаемых приложений к драйверам устройств вычислительной системы;

-формирует общие ресурсы, которые могут быть использованы разными приложениями. Так, например, в большинстве приложений Windows можно встретить одинаковые элементы оформления и управления (окна, кнопки, раскрывающиеся списки, меню, флажки, переключатели и многое другое). Одинаковы и приемы управления ими и методы их использования. С точки зрения приложений это означает, что их многие компоненты обрабатываются одним и тем же кодом. Поэтому в Windows принято выделять стереотипные программные фрагменты и группировать их в динамические библиотеки, к которым открыт доступ для разных программных приложений (расширение динамических библиотек ,DDL).
Удаление. Тоже идет под управлением ОС. В старых ОС достаточно было удалить каталог с ненужным приложением. А т.к. в современных ОС имеются общие ресурсы, используемые разными приложениями, то удаление ненужного приложения лучше производить под строгим контролем ОС. Для удаления приложений служит та же команда, что и для установки - Пуск/Панель управления/ Установка и удаление программ.

---

6. Обеспечение взаимодействия с аппаратной конфигурацией.
Средства аппаратного обеспечения вычислительной системы отличаются гигантским многообразием. Существуют сотни различных моделей видеоадаптеров, звуковых карт, мониторов, принтеров, сканеров и прочего оборудования. Ни один разработчик программного обеспечения не в состоянии предусмотреть все варианты взаимодействия своей программы, например, с печатающим устройством.

Гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем поддерживается за счет того, что каждый разработчик оборудования прикладывает к нему специальные программные средства управления – драйверы. Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с прикладными программами, а диспетчеризация обращений прикладных программ к драйверам устройств – это одна из функций ОС. Строго говоря, выпуская устройство, например, модем, его разработчик прикладывает к нему несколько драйверов, предназначенных для основных ОС, как-то: Windows 95, 98, 2000, XP, MS-DOS и т.п.

В общем случае оборудование подключается к компьютеру дважды: аппаратно и программно. Под аппаратным подключением понимают физическое соединение с компьютером либо с помощью слотов на материнской плате, либо с помощью внешних разъемов стандартных портов на задней стенке системного блока. Под программным подключением понимают установку программы – драйвера. При установке драйвера происходит выделение операционной системой части ресурсов новому устройству, а также регистрация нового устройства и его драйвера в реестре ОС.

Такие стандартные устройства, как жесткий диск, гибкий диск и клавиатура не требуют драйверов, поскольку сведения о том – как с ними работать, уже имеются в BIOS. Они должны распознаваться и работать до загрузки ОС. То же относится и к монитору и к видеоадаптеру, но без драйверов они распознаются как простейшие стандартные модели, а для того, чтобы использовать все функциональные возможности конкретной модели, необходимо установить драйвер.

Несколько менее «стандартными» устройствами считаются мышь и дисковод CD-ROM. Они не всегда распознаются средствами BIOS, но после загрузки ОС Windows 98 уже считаются стандартными и обслуживаются драйверами, имеющимися в ее составе, однако, если речь идет о необычных моделях, драйвер установить необходимо.

Абсолютное большинство прочих устройств требуют наличия программного драйвера. Наиболее универсальным средством для установки драйверов прочих устройств является мастер установки оборудования, который запускается командой «Установка оборудования» в окне папки «Панель управления».

---

Обслуживание компьютера. Предоставление основных средств обслуживания компьютера – одна из функций ОС. Для этого в базовый состав ОС включаются первоочередные служебные приложения:
- средства проверки дисков (средства логической и физической проверки) (ScanDisk);
- средства уплотнения дисков (DriveSpace);
- средства управления виртуальной памятью;
- средства дефрагментации диска (Defrag);
- средства резервного копирования данных (Backap)
8. Прочие функции ОС.
- возможность поддерживать функционирование в локальной сети без специального программного обеспечения;

- наличие средств защиты от несанкционированного доступа;

- возможность работы с компьютером для лиц, имеющих физические недостатки и т.д.
Но и на этом возможности ОС не исчерпываются. По мере развития аппаратных средств вычислительной техники и средств связи функции ОС расширяются, а средства их исполнения совершенствуются

Базовая конфигурация ПК — минимальный комплект аппаратный средств, достаточный для начала работы с компьютером.^[8]

В настоящее время для настольных ПК базовой считается конфигурация, в которую входит четыре устройства:

• системный блок;
• монитор;
• клавиатура;
• мышь.

Системный блок — основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключающиеся к системному блоку снаружи, считаются внешними. В системный блок входит процессор, оперативная память, накопители на жестких и гибких магнитных дисках, на оптический дисках и некоторые другие устройства.

Монитор— устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода.

В настольных компьютерах ранее использовались мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Изображение на экране монитора создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов).

В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали широко использоваться и в настольных компьютерах.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.^[9]

---

Клавиатура— клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводиться в виде алфавитно-цифровых символьных данных. Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши и 3 информирующих о режимах работы световых индикатора в правом верхнем углу.

Мышь — устройство «графического» управления.При перемещении мыши по коврику на экране перемещается указатель мыши, при помощи которого можно указывать на объекты и/или выбирать их. Используя клавиши мыши (их может быть две или три) можно задать тот или другой тип операции с объектом. А с помощью колесика можно прокручивать вверх или вниз не умещающиеся целиком на экране изображения, текст или web-страницы.^[10]

В оптико-механических мышах основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). При перемещении мыши по поверхности он вращается, вращение передается двум валам, положение которых считывается инфракрасными оптопарами (т.е. парами «светоизлучатель-фотоприемник») и затем преобразующийся в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране монитора. Главным «врагом» такой мыши является загрязнение.

В настоящее время более широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженны свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране. Современные модели мышей могут быть беспроводными, т.е. подключающимися к компьютеру без помощи кабеля.

2. Виды операционных систем

Чаще всего, при покупке компьютера, операционная система уже установлена. Большинство из нас даже не задувается о том какая она. А знать свою систему очень важно, хотя бы потому, что разные ОС по-разному работают, настраиваются, и даже рабочий стол у них разный.

Существуют три основные и самые популярные операционные системы:

1. Microsoft Windows (Microsoft – это фирма, выпускающая эту систему, а Windows (виндовс), в переводе с английского, означает – окна):

2. Apple Mac Os X (сокращенно ее называют Mac, а Apple – это фирма (в переводе с английского, означает — яблоко);

3. Linux (предоставляет наиболее совершенную защиту, чем Windows, и имеет более продуманный интерфейс)^[11]

Каждая операционная система имеет свой вид, так называемый графический интерфейс.

---