Операційна система
ОПЕРАЦІЙНА СИСТЕМА # 150; програма, що управляє апаратними та програмними засобами комп'ютера, які призначені для виконання завдань користувача.
Уявлення про те, що таке операційна система, змінювалося з часом. Перші комп'ютери використовувалися тільки для вирішення математичних задач, а програмами служили написані в машинних кодах обчислювальні алгоритми. Програмісту при кодуванні програм доводилося самостійно управляти комп'ютером і забезпечувати виконання своєї програми. Згодом для полегшення процесу написання програм був створений набір службових програм. З розвитком електроніки апаратура вдосконалювалася і з'явилася можливість одночасного виконання декількох програм, в зв'язку з цим були створені алгоритми перемикання завдань. Набір підпрограм, які забезпечують перемикання, називався монітором або супервизором. Однак, виникла проблема переривання роботи програм, що містять помилки і споживають ресурси комп'ютера (наприклад, постійно займають процесор або помилково записуючих результати своєї роботи в оперативну пам'ять, де розміщуються інші програми). Вихід був знайдений у створенні спеціальних апаратних механізмів, що захищають пам'ять програм від випадкового доступу з боку інших програм. Оскільки управління цими механізмами вже не можна було включати в самі програми, до монітора була додана спеціальна програма, яка керує захистом пам'яті. Так був створений резидентний монітор. Послідовне вирішення подібних проблем було направлено на створення універсальної ЕОМ, здатної вирішувати одночасно різноманітні завдання.
Запуск комп'ютера. BIOS. Зазвичай комп'ютер запускається при включенні харчування на лицьовій панелі системного блоку, хоча сучасні комп'ютери мають такі кошти для економного витрачання електроенергії, які дозволяють їх не вимикати. запуск комп'ютера # 150; найвідповідальніший момент роботи комп'ютера # 150; в цей момент в оперативній пам'яті немає ні даних, ні програм. Перенести їх з жорсткого диска в оперативну пам'ять без команд не можна. Для цієї мети у процесора є спеціальна ніжка, яка називається RESET (перезапуск). Якщо на неї надходить сигнал (а в момент включення саме так і відбувається), процесор звертається до спеціально виділеної комірки пам'яті. Необхідно, щоб в цьому осередку завжди була певна інформація, причому навіть тоді, коли комп'ютер вимкнений. Для цього призначена спеціальна мікросхема # 150; ПЗУ (постійний запам'ятовуючий пристрій). Це теж пам'ять, але постійна. На відміну від оперативної пам'яті постійна пам'ять не стирається при виключенні. Програми мікросхеми ПЗУ записуються на заводі. Цей комплекс програм називається BIOS # 150; базова система введення / виведення. Ця система «вбудована» в материнську плату комп'ютера. Її призначення полягає у виконанні елементарних дій, пов'язаних із здійсненням операцій введення-виведення. BIOS містить також тест функціонування комп'ютера, що перевіряє роботу пам'яті і пристроїв комп'ютера при включенні електроживлення. Робота програм, записаних в мікросхемі BIOS, відображається на чорному екрані біжать білими рядками. У цей момент комп'ютер перевіряє свої пристрої: перевіряється оперативна пам'ять (скільки її і вся вона в порядку), наявність жорстких дисків, а також наявність клавіатури. Якщо щось не працює, програми, виконують перевірку, повідомлять про несправності. Крім того, базова система введення-виведення містить програму виклику завантажувача операційної системи.
Завантажувач операційної системи # 150; це спеціальна програма, призначена для ініціювання процесу завантаження системи.
Після завантаження операційної системи вся робота з процесором і іншими пристроями здійснюється за допомогою спеціальних пакетів програм, що входять в операційну систему.
Якщо з якихось причин завантаження операційної системи з жорсткого диска не відбудуться, то робота з комп'ютером неможлива. Таке буває, якщо, наприклад, пошкоджений жорсткий диск або операційна система. В цьому випадку операційну систему можна завантажити з зовнішнього носія інформації. Для цього потрібен спеціальний диск, який називають системним. Таким методом запускають комп'ютер при усуненні несправностей.
Призначення операційної системи. Комп'ютери не завжди потребували в операційній системі. Якщо комп'ютер міг включатися, починати працювати і сприймати команди людини без операційної системи, то в ній не було ніякої необхідності. Прикладами таких «комп'ютерів» можуть бути ігрові приставки. У них теж є процесор, оперативна пам'ять, в якій знаходиться програма під час роботи, є пристрої введення інформації (наприклад, джойстик), але операційної системи немає або вона зовсім примітивна.
# 150; бути загальновизнаною і використовуватися як стандартна система на багатьох комп'ютерах;
# 150; працювати з численними апаратними пристроями, випущеними різними фірмами, в тому числі і в минулий час;
# 150; забезпечувати можливість запуску самих різних програм, написаних різними людьми і випущених різними організаціями;
# 150; надавати кошти для перевірки, налаштування, обслуговування комп'ютера, його пристроїв і програм, які на ньому встановлені.
Інтерфейс апаратний і програмний. У комп'ютерній системі два учасника # 150; програмне і апаратне забезпечення. Програмне забезпечення # 150; це все програми, встановлені на комп'ютері, а апаратне забезпечення # 150; вузли та обладнання, які знаходяться всередині системного блоку або підключені зовні.
Взаємозв'язок між учасниками комп'ютерної системи називають інтерфейсом. Взаємодія між різними вузлами # 150; це апаратний інтерфейс, взаємодія між програмами # 150; програмний інтерфейс, а взаємодія між апаратурою і програмами # 150; апаратно-програмний інтерфейс.
У комп'ютері апаратний інтерфейс забезпечують виробники обладнання. Вони стежать за тим, щоб всі вузли мали однакові роз'єми і працювали з однаковими напругами. Узгодження між програмним і апаратним забезпеченням виконує операційна система.
Інтерфейс користувача. Якщо мова йде про персональний комп'ютер, то можна вказати і третього учасника роботи з комп'ютерною системою # 150; це людина (його прийнято називати користувачем). Користувачеві теж треба взаємодіяти з апаратним і програмним забезпеченням.
Існують різні програми і з кожної треба працювати по-різному. Одні програми розраховані на роботу з клавіатурою, інші # 150; на роботу з мишею, інші на роботу з джойстиком або іншими пристроями управління. Одні програми свої повідомлення видають у вигляді текстів на екрані, інші # 150; у вигляді графіки, інші можуть взагалі не користуватися екраном і видавати повідомлення у вигляді мови або звуків. Спосіб взаємодії людини з програмою і програми з людиною називають інтерфейсом користувача. Якщо програма зроблена так, що з нею працювати зручно, кажуть, що вона має зручний інтерфейс користувача. Якщо техніка роботи з програмою зрозуміла відразу, без необхідності вивчати інструкції, кажуть, що вона має інтуїтивно зрозумілий інтерфейс. Поняття розвинений інтерфейс користувача передбачає, що у програми великі можливості, але вчитися працювати з нею непросто. Гнучкий інтерфейс означає, що з програмою можна працювати багатьма різними способами. Поняття жорсткий інтерфейс означає, що можлива тільки така робота, яка передбачена інструкцією, і ніяка інша. Поняття примітивний інтерфейс означає, що інтерфейс простий для вивчення, але незручний для роботи.
ОПЕРАЦІЙНА СИСТЕМА DOS
З операційною системою DOS користувачі працюють за допомогою командного рядка, у неї немає власного графічного інтерфейсу. Операційна система DOS дозволила успішно працювати з персональними комп'ютерами протягом 15 років, проте, цю роботу не можна назвати зручною. DOS виступала «посередником» між користувачем і комп'ютером і допомогла перетворити складні команди звернення до дисків в більш прості і зрозумілі, але в міру розвитку сама «обросла» достатком команд і стала стримувати роботу з комп'ютером. Так виникла необхідність в новому посереднику # 150; тоді з'явилися так звані програми-оболонки.
оболонка # 150; це програма, яка запускається під управлінням операційної системи і допомагає користувачеві працювати з операційною системою. програма # 150; оболонка наочно показує всю файлову структуру комп'ютера: диски, каталоги, файли. Файли можна розшукувати, копіювати, переміщати, видаляти, сортувати, змінювати і запускати, користуючись лише кількома клавішами. Просто, наочно, зручно. Одна з найвідоміших і поширених в усьому світі програм-оболонок називається Norton Commander (NC). Оболонка NC приховує від користувача безліч незручностей, що виникають при роботі з файловою системою MS DOS, наприклад, такі, як необхідність набирати команди з командного рядка. Простота і зручність у використанні # 150; ось що робить оболонки типу NC популярними і в наш час (до них можна віднести QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander і ін.). Принципово відрізняються від них графічні оболонки Windows 3.1 і Windows 3.11. У них застосовується концепція так званих «вікон», які можна відкривати, переміщувати по екрану і закривати. Ці вікна «належать» різними програмами і відображають їх роботу.
В DOS використовує файлову систему FAT. Одним з її недоліків є жорсткі обмеження на імена файлів і каталогів. Ім'я може складатися не більше ніж з восьми символів. Розширення вказується після точки і складається не більше ніж з трьох символів. Розширення в імені файлу не є обов'язковим, воно додається для зручності, так як розширення дозволяє дізнатися, яка програма створила його і тип вмісту файлу. DOS не робить різниці між однойменними малими та великими літерами. Крім букв і цифр ім'я і розширення файлу можуть складатися з наступних символів: -, _, $, #, , @. %, (,),, ", ^. Приклади імен файлів в MS DOS: doom.exe, referat.doc.
В DOS не реалізована мультизадачність, тобто вона не може природним чином виконувати кілька завдань (працюючих програм) одночасно. У DOS немає ніяких засобів контролю і захисту від несанкціонованих дій і користувача, що призвело до появи величезної кількості так званих вірусів.
Деякі компоненти операційної системи DOS: дискові файли IO.SYS і MSDOS.SYS (вони можуть називатися і по-іншому, наприклад IBMBIO.COM і IBMDOS.COM для PC DOS) поміщаються в оперативну пам'ять при завантаженні і залишаються в ній постійно. Файл IO.SYS є доповненням до базової системи введення-виведення, а MSDOS.SYS реалізує основні високорівневі послуги операційної системи.
Зовнішні команди DOS # 150; це програми, що поставляються разом з операційною системою у вигляді окремих файлів. Ці програми виконують дії обслуговуючого характеру, наприклад форматування дискет (format.com), перевірку стану дисків (scandisk.exe) і т. Д.
драйвери пристроїв # 150; це спеціальні програми, які доповнюють систему введення-виведення DOS і забезпечують обслуговування нових або нестандартне використання наявних пристроїв. Наприклад, за допомогою драйвера DOS ramdrive.sys можлива робота з «електронним диском», тобто частиною пам'яті комп'ютера, з якою можна працювати так само, як з диском. Драйвери поміщаються в пам'ять комп'ютера при завантаженні операційної системи, їхні імена вказуються в спеціальному файлі CONFIG.SYS. Така схема полегшує додавання нових пристроїв і дозволяє робити це, не торкаючись системні файли DOS.
Графічні оболонки Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 і Widows 3.11 запускалися під управлінням MS DOS, тобто не були самостійними операційними системами. Але оскільки з появою Windows відкрилися нові можливості, Windows називають не оболонкою, а середовищем. Середовище Windows характеризується наступними особливостями, що відрізняють її від інших програм-оболонок:
# 150; Багатозадачність. Є можливість одночасно запускати кілька програм.
# 150; Єдиний програмний інтерфейс. Взаємодія між програмами, написаними для Windows, організовано так, що є можливість створювати дані в одних програмах і переносити їх в інші програми.
# 150; Єдиний інтерфейс користувача. Розібравшись з тим, як працює одна програма, написана для Windows, неважко розібратися з іншого. Чим більше програм вивчити, тим простіше вивчення подальшої програми.
# 150; Графічний інтерфейс користувача. Файли програм і даних можна побачити на екрані у вигляді значків. З файлами працюють за допомогою миші.
# 150; Єдиний апаратно-програмний інтерфейс. Середовище Windows забезпечувала сумісність різноманітного обладнання та програм. Виробники обладнання не дбали про те, як «вгадати», до якими програмами їх пристроїв належить працювати, вони домагалися тільки роботи з Windows, а далі Windows забезпечувала роботу пристроїв. Точно також виробники програм могли більш не турбуватися про роботу з невідомим їм обладнанням. Їх завдання звелася до того, щоб забезпечити взаємодію з Windows.
У MS Windows для зберігання файлів використовується модифікація файлової системи FAT # 150; VFAT. У ній довжина імен файлів і каталогів може досягати 256 символів.
В операційній системі Windows при роботі з вікнами і додатками широко застосовується маніпулятор миша. Зазвичай миша використовується для виділення фрагментів тексту або графічних об'єктів, установки і зняття прапорців, вибору команд меню, кнопок панелей інструментів, маніпулювання елементами управління в діалогах, «прокручування» документів у вікнах.
У Windows активно використовується і права кнопка миші. Помістивши покажчик миші на об'єкті і зробивши клацання правою кнопкою миші, можна розкрити так зване «контекстне меню», що містить найбільш уживані команди, застосовні до даного об'єкта.
Ярлики забезпечують доступ до програми або документа з різних місць, не створюючи при цьому кількох фізичних копій файлу. На робочий стіл можна помістити не тільки піктограми (значки) додатків і окремих документів, але і папок. папки # 150; ще одна назва каталогів (directories).
Істотним нововведенням в Windows 95 стала Панель завдань (Taskbar). Незважаючи на невеликі функціональні можливості, вона унаочнює механізм багатозадачності і набагато прискорює процес перемикання між додатками в порівнянні з попередніми версіями Windows. Зовні панель задач являє смугу, зазвичай розташовується в нижній частині екрана, на якій розміщені кнопки додатків і кнопка Пуск (Start). У правій її частині зазвичай присутні годинник і невеликі піктограми програм, активних в даний момент.
Робочий стіл Windows сконструйований так, щоб максимально полегшити роботу користувача-початківця і в той же час надати максимальні можливості його настройки відповідно до конкретних потреб досвідчених користувачів.
ОПЕРАЦІЙНА СИСТЕМА LINUX
Будучи традиційної операційною системою, Linux виконує багато функцій, характерних для DOS і Windows, проте ця операційна система відрізняється особливою потужністю і гнучкістю. Linux надає в розпорядження користувача персонального комп'ютера швидкість, ефективність і гнучкість Unix, використовуючи при цьому всі переваги персональних машин. При роботі з мишею активно використовуються всі три кнопки, зокрема, середня кнопка використовується для вставки фрагментів тексту.
Від Unix операційній системі Linux дісталися ще дві чудові особливості: вона є багато користувачів і багатозадачного системою. Багатозадачність означає, що система може виконувати кілька завдань одночасно. Розрахований на багато користувачів режим # 150; це режим, при якому в системі можуть одночасно працювати кілька користувачів, і кожен з них взаємодіє з системою через свій термінал. Ще одним з переваг цієї операційної системи є можливість її установки спільно з Windows на один комп'ютер.
За допомогою системи Linux можна будь-яку персональну машину перетворити в робочу станцію. У наш час Linux є операційною системою для бізнесу, освіти та індивідуального програмування. Університети по всьому світу застосовують Linux в навчальних курсах з програмування та проектування операційних систем. Linux став незамінний в широких корпоративних мережах, а також для організації Інтернет-вузлів і Web-серверів.
Сучасний Linux надає можливість використовувати кілька різновидів графічного інтерфейсу: KDE (K Desktop Environment), GNOME (GNU Network Model Environment) та інші. У кожній з цих оболонок користувачеві надається можливість роботи відразу з декількома робочими столами (в той час як в MS Windows завжди один робочий стіл, який доводиться захаращувати вікнами).
Комп'ютер надає різні ресурси для вирішення завдання, але щоб зробити ці ресурси легко доступними для людини і його програм, потрібна операційна система. Вона приховує від користувача складні і непотрібні подробиці і надає йому зручний інтерфейс для роботи. Операційні системи можуть надавати й інші можливості: засоби захисту інформації, що зберігається на дисках комп'ютера; робота декількох користувачів на одному комп'ютері (розрахований на багато користувачів режим), можливість підключення комп'ютера до мережі, а також об'єднання обчислювальних ресурсів декількох машин і спільне їх використання (кластеризація).