Лекции по «Информатике» 2 курс (стр. 17 )

Операционная система - это совокупность программ, которые предназначены для управления ресурсами компьютера и вычислительными процессами, а также для организации взаимодействия пользователя с аппаратурой.

Остановимся подробнее на каждой из функций ОС. Первая функция ОС - управление ресурсами компьютера и их распределение.

Ресурсы - это логические и физические компоненты компьюте­ра: оперативная память, место на диске, периферийные устройства, процессорное время и т. д.

Управление ресурсами заключается, например, в том, что ОС распознает и обрабатывает команды, поступающие с клавиатуры; управляет работой дисков; под­готавливает информацию для вывода на экран монитора или на принтер и т. д. При этом ОС старается оптимальным образом распределять ресурсы между различными выполняемыми задачами.

Вторая функция ОС - управление вычислительными процессами. Вычислительным процессом (или задачей) называется последовательность действий, которая задается программой.

Подавляющее большинство современных программ устроены таким образом, что они могут выполняться только при наличии операционной системы. В принципе, функции управления процессами можно было бы передать каждой прикладной программе, но тогда программы были бы намного больше и сложнее. Поэтому удобнее иметь на компьютере одну управляющую программу - операционную систему, услугами которой будут пользоваться все остальные программы.

Для выполнения третьей функции ОС - обеспечение взаимодействия пользователя с аппаратурой - служит пользовательский интерфейс ОС. В пользовательский интерфейс входит также набор сервисных программ - утилит.

Утилита - это небольшая программа, выполняющая конкретную сервисную функцию.

Утилиты освобождают пользователя от выполнения рутинных и часто довольно сложных операций. Они позволяют, например, выполнить уже знакомые вам операции форматирования диска, разбиения его на разделы, они могут организовать управление памятью компьютера. Вообще, современные ОС предоставляют в распоряжение пользователю широкий спектр сервисных услуг. Чем совершеннее ОС, тем удобнее в ней работать пользователю.

Для IBM-совместимых ПК создано множество ОС, среди которых наиболее популярны DOS, Windows, OS/2, UNIX и другие. Для работы на ПК чаще всего используются системы класса Windows (95, 98, NT, 2000) и MS-DOS. Операционные системы удобно классифицировать по следующим признакам: однопользовательские и многопользовательские ОС; однозадачные и многозадачные ОС.

Однопользовательские ОС могут обеспечить работу на компьютере только одного пользователя. Многопользовательские ОС поддерживают одновременную работу многих пользователей.

Однозадачные системы (они же, как правило, однопользовательские) допускают только последовательное выполнение задач: в каждый момент времени исполняется только одна задача. Понятно, эффективность использования ресурсов компьютера при этом невысокая. Однозадачный режим был характерен для первых ЭВМ. При работе в этом режиме центральный процессор вынужден был простаивать в ожидании, например, окончания вывода на внешнее печатающее устройство или ввода дополнительных данных. Практически все современные ОС поддерживают многозадачный режим, в котором возможно параллельное выпол­нение заданий и разделение ресурсов компьютера между задачами.

Однозадачной ОС является рассматриваемая здесь система MS-DOS. К современным многозадачным системам относятся все ОС класса Windows 9.x. Типичным примером многопользовательской ОС является система UNIX, которая устанавливается на компьютерах в крупных офисах, банках, страховых компаниях и т. д.

Общие сведения о MS-DOS

Операционные системы мы будем рассматривать на примере системы MS-DOS. Эта ОС была разработана в 1981 г. фирмой Microsoft и предназначалась для первых IBM PC. С чем связано такое странное название «MS-DOS»? Дело в том, что система MS-DOS хранится на дисковом накопителе, и с этого накопителя должна производиться загрузка ОС. Поэтому эту систему называют дисковой: сокращение MS-DOS означает Microsoft Disk Operation System, то есть «дисковая операционная система фирмы Microsoft». К настоящему времени разработано много версий MS-DOS, из которых наиболее популярна MS-DOS 6.22.

Отметим, что обозначение версии любой программы состоит из названия про­граммы и номера разработки. Первая версия имеет, как правило, номер 1.0, а последующие - более высокие номера.

Как и любая операционная система, MS-DOS - это комплекс программ, вы­полняющих функции управления компьютером и вычислениями. Программы за­писаны в виде файлов на системный диск компьютера. Среди этих файлов есть обязательные, а есть и такие, без которых ОС может обойтись. Обязательные файлы входят в ядро операционной системы.

Ядро MS-DOS составляют системные файлы lo. sys и Msdos. sys. Заметим, что эти файлы имеют расширение. sys - это обычное расширение многих системных файлов. К функциям ядра относятся: загрузка ОС, подключение драйверов, распределение основных ресурсов компьютера и другие важные функции.

Помимо ядра, MS-DOS содержит программу, называемую командным процессором и представленную файлом . Эта программа отвечает за взаимодействие компьютера с пользователем. Она анализирует команды, поступающие от пользователя.

Программа, выполняющая анализ команд по мере их поступления, называется интерпретатором команд.

В связи с этим файл командного процессора часто называют интерпретатором команд. Таким образом, MS-DOS состоит из трех основных файлов: lo. sys, Msdos. sys и . Эти три файла сразу после загрузки компьютера помещаются в оперативную память и находятся в памяти все время, пока работает компьютер.

Еще одним компонентом ОС являются драйверы устройств. Напомним, драйверы - это специальные программы, предназначенные для обслуживания определенных устройств: клавиатуры, мыши, принтера, элементов памяти и т. д. Если устройство постоянно необходимо при работе компьютера, его драйвер должен быть постоянно загружен в память. О программах, которые постоянно находятся в памяти компьютера, говорят как о резидентных.

Резидентная программа - это специальная программа, которая присутствует в памяти компьютера с момента своего запуска до перезагрузки ОС.

Обычные программы, в отличие от резидентных, после своего исполнения выгружаются из памяти. Примерами резидентных программ являются ядро MS-DOS и командный процессор, а также драйверы, необходимые для работы ОС.

Загрузка и приглашение MS-DOS

Система MS-DOS загружается сразу после включения компьютера. После успешной загрузки вы видите черный экран, на котором находится сообщение опе­рационной системы:

Это сообщение говорит о готовности системы к обработке команд и называется приглашением MS-DOS. В приведенной записи мы обозначили символом _ мигающий курсор. Буквы А и С указывают на активный или текущий дисковод. В строку, следующую за приглашением, пользователь может вводить команды. Эта строка называется командной строкой.

Перезагрузка системы

Возможны ситуации, когда программа работает неправильно или компьютер вообще не реагирует на нажатия клавиш. Тогда потребуется перезагрузить компьютер. Для этого применяются следующие простые способы.

«Горячий» перезапуск - осуществляется одновременным нажатием клавиш Ctrl+Alt+Del. При этом выполняется лишь перезагрузка файлов MS-DOS. Если такая процедура не восстанавливает работоспособность ОС, вам придется применить следующий способ.

«Холодный» перезапуск, который выполняется при нажатии на кнопку Reset (Сброс) на системном блоке. Такой перезапуск производится также при выключении и повторном включении питания компьютера. В этих случаях осуществляется загрузка ОС в полном объеме. Обычно кнопкой Reset пользуются в крайнем случае, когда комбинация трех клавиш Ctrl+Alt+Del не позволяет вывести систему из зависания.

В MS-DOS не предусмотрено специальной команды выхода из системы, поэтому для окончания работы просто убедитесь, что последняя введенная команда или про­грамма завершили свою работу, и отключите электропитание.

Контрольные вопросы

Каково назначение операционной системы? Что подразумевают под ресурсами компьютера? Что такое резидентная программа? Что такое утилита? Назовите примеры утилит. В чем отличие между однозадачными и многозадачными ОС? Как выполнить перезагрузку ОС? Что означает приглашение MS-DOS?

Каталоги и иерархическая система имен

План лекции:

- запись пути к файлу; - преимущества иерархической системы имен; - правила составления имен.

Понятие каталогов

Одной из основных функций ОС является организация работы с внешними  носителями информации: жесткими и гибкими дисками, дисками CD-ROM и т. д.

На внешних носителях данные хранятся в виде файлов. Отдельные файлы могут  объединяться в каталоги (их также называют директориями), а те, в свою очередь - в другие каталоги. В любом из каталогов могут содержаться файлы.

Каталог - это специальный файл, в котором регистрируются другие файлы, а также каталоги, вложенные в данный каталог.

Каталог - это понятие, присущее MS-DOS (в системе Windows аналогичный объект, в который складываются файлы, называется папкой). Для удобства хранения информации и доступа к ней каталоги упорядочиваются в некоторую структуру. Эта структура образуется по принципу подчинения или иерархии*. Подчиненность в данном случае означает не принцип приоритета команд («команда начальника обязательна для подчиненного»), а взаимное расположение каталогов.

Если, к примеру, каталог Х вложен в каталог Y, то справедливо любое из сле­дующих утверждений:

каталог Х подчинен каталогу Y; каталог Y находится на более высоком уровне, чем каталог X;

каталог Х является подкаталогом для каталога Y.

Поясним значение слов «высокий» и «низкий» уровень примером на рисунке. На этом рисунке показана иерархическая структура каталогов некоторого логического диска А. Она имеет вид дерева, растущего ветвями от уровня диска. Поэтому иерархическую структуру называют еще «древовидной».