Оболочки операционных систем кратко

Обновлено: 30.06.2024

Аннотация: Понятие операционной системы. Виртуальные машины. Операционная система, среда и операционная оболочка. Эволюция операционных систем. Назначение, состав и функции ОС. Архитектура операционной системы. Классификация операционных систем. Эффективность и требования, предъявляемые к ОС. Совместимость и множественные прикладные среды. Виртуальные машины как современный подход к реализации множественных прикладных сред. Эффекты виртуализации.

1.1. Понятие операционной системы. Виртуальные машины

Современный компьютер – сложнейшая аппаратно-программная система. Написание программ для компьютера, их отладка и последующее выполнение представляет собой сложную трудоемкую задачу. Основная причина этого – огромная разница между тем, что удобно для людей, и тем, что удобно для компьютеров. Компьютер понимает только свой, машинный язык (назовем его Я0), а для человека наиболее удобен разговорный или хотя бы язык описания алгоритмов – алгоритмический язык . Проблему можно решить двумя способами. Оба способа связаны с разработкой команд, которые были бы более удобны для человека, чем встроенные машинные команды компьютера. Эти новые команды в совокупности формируют некоторый язык, который назовем Я1.

Упомянутые два способа решения проблемы различаются тем, каким образом компьютер будет выполнять программы, написанные на языке Я1. Первый способ – замена каждой команды языка Я1 на эквивалентный набор команд в языке Я0. В этом случае компьютер выполняет новую программу, написанную на языке Я0, вместо программы, написанной на языке Я1. Эта технология называется трансляцией.

Второй способ – написание программы на языке Я0, которая берет программы, написанные на языке Я1, в качестве входных данных, рассматривает каждую команду по очереди и сразу выполняет эквивалентный набор команд языка Я0. Эта технология не требует составления новой программы на Я0. Она называется интерпретацией, а программа , которая осуществляет интерпретацию, называется интерпретатором.

В подобной ситуации проще представить себе существование гипотетического компьютера или виртуальной машины, для которой машинным языком является язык Я1, чем думать о трансляции и интерпретации. Назовем такую виртуальную машину М1, а виртуальную машину с языком Я0 – М0. Для виртуальных машин можно будет писать программы, как будто они (машины) действительно существуют.

Очевидно, можно пойти дальше – создать еще набор команд, который в большей степени ориентирован на человека и в меньшей степени на компьютер , чем Я1. Этот набор формирует язык Я2 и, соответственно, виртуальную машину М2. Так можно продолжать до тех пор, пока не дойдем до подходящего нам языка уровня n.

Большинство современных компьютеров состоит из двух и более уровней. Уровень 0 – аппаратное обеспечение машины. Электронные схемы этого уровня выполняют программы, написанные на языке уровня 1. Следующий уровень – микроархитектурный уровень.

На этом уровне можно видеть совокупности 8 или 32 (иногда и больше) регистров, которые формируют локальную память и АЛУ ( арифметико-логическое устройство ). Регистры вместе с АЛУ формируют тракт данных, по которому поступают данные. Основная операция этого тракта заключается в следующем. Выбирается один или два регистра, АЛУ производит над ними какую-то операцию, а результат помещается в один из этих регистров. На некоторых машинах работа тракта контролируется особой программой, которая называется микропрограммой. В других машинах такой контроль выполняется аппаратным обеспечением.

Следующий (второй) уровень составляет уровень архитектуры системы команд. Команды используют регистры и другие возможности аппаратуры. Команды формируют уровень ISA ( Instruction Set Architecture ), называемый машинным языком. Обычно машинный язык содержит от 50 до 300 команд, служащих преимущественно для перемещения данных по компьютеру, выполнения арифметических операций и сравнения величин.

Следующий (третий) уровень обычно – гибридный. Большинство команд в его языке есть также и на уровне архитектуры системы команд. У этого уровня есть некоторые дополнительные особенности: набор новых команд, другая организация памяти , способность выполнять две и более программы одновременно и некоторые другие. С течением времени набор таких команд существенно расширился. В нем появились так называемые макросы операционной системы или вызовы супервизора, называемые теперь системными вызовами.

Новые средства, появившиеся на третьем уровне, выполняются интерпретатором, который работает на втором уровне. Этот интерпретатор был когда-то назван операционной системой. Команды третьего уровня, идентичные командам второго уровня, выполняются микропрограммой или аппаратным обеспечением, но не операционной системой. Иными словами, одна часть команд третьего уровня интерпретируется операционной системой, а другая часть – микропрограммой. Вот почему этот уровень операционной системы считается гибридным.

Операционная система была создана для того, чтобы автоматизировать работу оператора и скрыть от пользователя сложности общения с аппаратурой, предоставив ему более удобную систему команд. Нижние три уровня (с нулевого по второй) конструируются не для того, чтобы с ними работал обычный программист. Они изначально предназначены для работы интерпретаторов и трансляторов, поддерживающих более высокие уровни. Эти трансляторы и интерпретаторы составляются системными программистами, которые специализируются на разработке и построении новых виртуальных машин.

Над операционной системой (ОС) расположены остальные системные программы . Здесь находятся интерпретатор команд ( оболочка ), компиляторы, редакторы и т.д. Подобные программы не являются частью ОС (иногда оболочку пользователи считают операционной системой). Под операционной системой обычно понимается то программное обеспечение , которое запускается в режиме ядра или, как еще его называют, режиме супервизора. Она защищена от вмешательства пользователя с помощью специальных аппаратных средств.

Четвертый уровень представляет собой символическую форму одного из языков низкого уровня (обычно ассемблер ). На этом уровне можно писать программы в приемлемой для человека форме. Эти программы сначала транслируются на язык уровня 1, 2 или 3, а затем интерпретируются соответствующей виртуальной или фактически существующей (физической) машиной.

Большинство пользователей компьютеров имеют опыт общения с операционной системой, по крайней мере, в той степени, чтобы эффективно выполнять свои текущие задачи. Однако они испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. В известной степени проблема связана с тем, что операционные системы выполняют две основные, но практически не связанные между собой функции: расширение возможностей компьютера и управление его ресурсами.

С точки зрения пользователя ОС выполняет функцию расширенной машины или виртуальной машины, в которой легче программировать и легче работать, чем непосредственно с аппаратным обеспечением, составляющим реальный компьютер . Операционная система не только устраняет необходимость работы непосредственно с дисками и предоставляет простой, ориентированный на работу с файлами интерфейс , но и скрывает множество неприятной работы с прерываниями, счетчиками времени, организацией памяти и другими компонентами низкого уровня.

Однако концепция, рассматривающая операционную систему прежде всего как удобный интерфейс пользователя, – это взгляд сверху вниз. Альтернативный взгляд, снизу вверх, дает представление об операционной системе как о механизме, присутствующем в компьютере для управления всеми компонентами этой сложнейшей системы. В соответствии с этим подходом работа операционной системы заключается в обеспечении организованного и контролируемого распределения процессоров, памяти, дисков, принтеров, устройств ввода-вывода, датчиков времени и т.п. между различными программами, конкурирующими за право их использовать.

1.2. Операционная система, среда и операционная оболочка

Операционные системы (ОС) в современном их понимании (их назначении и сущности) появились значительно позже первых компьютеров (правда, по всей видимости, и исчезнут в этой сущности в компьютерах будущего). Почему и когда появились ОС? Считается 1 По другим сведениям, первый компьютер был создан в Англии в 1943 году для расшифровки кодов немецких подводных лодок., что первая цифровая вычислительная машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer ) была создана в 1946 году по проекту "Проект РХ" Министерства обороны США. На реализацию проекта затрачено 500 тыс. долларов. Компьютер содержал 18000 электронных ламп, массу всякой электроники, включал в себя 12 десятиразрядных сумматоров, а для ускорения некоторых арифметических операций имел умножитель и "делитель-извлекатель" квадратного корня. Программирование сводилось к связыванию различных блоков проводами. Конечно, никакого программного обеспечения и тем более операционных систем тогда еще не существовало [10, 13].

Интенсивное создание различных моделей ЭВМ относится к началу 50-х годов прошлого века. В эти годы одни и те же группы людей участвовали и в проектировании, и в создании, и в программировании, и в эксплуатации ЭВМ. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке (а затем на ассемблере), не было никакого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм. Операционные системы еще не появились, а все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с примитивного пульта управления ЭВМ.

С появлением полупроводниковых элементов вычислительные возможности компьютеров существенно выросли. Наряду с этим заметно прогрессировали достижения в области автоматизации программирования и организации вычислительных работ . Появились алгоритмические языки ( алгол , фортран, кобол) и системное программное обеспечение (трансляторы, редакторы связи, загрузчики и др.). Выполнение программ усложнилось и включало в себя следующие основные действия:

загрузка нужного транслятора (установка нужных МЛ и др.);
запуск транслятора и получение программы в машинных кодах;
связывание программы с библиотечными подпрограммами;
загрузка программы в оперативную память;
запуск программы;
вывод результатов работы программы на печатающее или другое периферийное устройство.

Для организации эффективной загрузки всех средств компьютера в штаты вычислительных центров ввели должности специально обученных операторов, профессионально выполнявших работу по организации вычислительного процесса для всех пользователей этого центра. Однако, как бы ни был подготовлен оператор, ему тяжело состязаться в производительности с работой устройств компьютера. И поэтому большую часть времени дорогостоящий процессор простаивал, а следовательно, использование компьютеров не было эффективным.

С целью исключения простоев были предприняты попытки разработки специальных программ – мониторов, прообразов первых операционных систем, которые осуществляли автоматический переход от задания к заданию. Считается, что первую операционную систему создала в 1952 году для своих компьютеров IBM -701 исследовательская лаборатория фирмы General Motors [9]. В 1955 году эта фирма и North American Aviation совместно разработали ОС для компьютера IBM -704.

В конце 50-х годов прошлого века ведущие фирмы изготовители поставляли операционные системы со следующими характеристиками:

пакетная обработка одного потока задач;
наличие стандартных программ ввода-вывода;
возможности автоматического перехода от программы к программе;
средства восстановления после ошибок, обеспечивающие автоматическую "очистку" компьютера в случае аварийного завершения очередной задачи и позволяющие запускать следующую задачу при минимальном вмешательстве оператора;
языки управления заданиями , предоставляющие пользователям возможность описывать свои задания и ресурсы, требуемые для их выполнения.

Пакет представляет собой набор (колоду) перфокарт, организованную специальным образом (задание, программы, данные). Для ускорения работы он мог переноситься на магнитную ленту или диск . Это позволяло сократить простои дорогой аппаратуры. Надо сказать, что в настоящее время в связи с прогрессом микроэлектронных технологий и методологий программирования значительно снизилась стоимость аппаратных и программных средств компьютерной техники. Поэтому сейчас основное внимание уделяется тому, чтобы сделать работу пользователей и программистов более эффективной, поскольку затраты труда квалифицированных специалистов сейчас представляют собой гораздо большую долю общей стоимости вычислительных систем, чем аппаратные и программные средства компьютеров.

Расположение операционной системы в иерархической структуре программного и аппаратного обеспечения компьютера можно представить, как показано на рис. 1.1.

Самый нижний уровень содержит различные устройства компьютера, состоящие из микросхем, проводников, источников питания, электронно-лучевых трубок и т.п. Этот уровень можно разделить на подуровни, например контроллеры устройств , а затем сами устройства. Возможно деление и на большее число уровней. Выше расположен микроархитектурный уровень, на котором физические устройства рассматриваются как отдельные функциональные единицы.

На микроархитектурном уровне находятся внутренние регистры центрального процессора (их может быть несколько) и арифметико-логические устройства со средствами управления ими. На этом уровне реализуется выполнение машинных команд. В процессе выполнения команд используются регистры процессора и устройств, а также другие возможности аппаратуры. Команды, видимые для работающего на ассемблере программиста, формируют уровень ISA ( Instruction Set Architecture – архитектура системы команд), часто называемый машинным языком.

Операционная система предназначена для того, чтобы скрыть все эти сложности. Конечный пользователь обычно не интересуется деталями устройства аппаратного обеспечения компьютера. Компьютер ему видится как набор приложений. Приложение может быть написано программистом на каком-либо языке программирования. Для упрощения этой работы программист использует набор системных программ, некоторые из которых называются утилитами. С их помощью реализуются часто используемые функции, которые помогают работать с файлами, управлять устройствами ввода-вывода и т.п. Программист применяет эти средства при разработке программ, а приложения во время выполнения обращаются к утилитам для выполнения определенных функций. Наиболее важной из системных программ является операционная система , которая освобождает программиста от необходимости глубокого знания устройства компьютера и представляет ему удобный интерфейс для его использования. Операционная система выступает в роли посредника, облегчая программисту, пользователям и программным приложениям доступ к различным службам и возможностям компьютера [10].

Таким образом, операционная система – это набор программ, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.

Образно можно сказать, что аппаратура компьютера предоставляет "сырую" вычислительную мощность , а задача операционной системы заключается в том, чтобы сделать использование этой вычислительной мощности доступным и по возможности удобным для пользователя. Программист может не знать детали управления конкретными ресурсами (например, диском) компьютера и должен обращаться к операционной системе с соответствующими вызовами, чтобы получить от нее необходимые сервисы и функции. Этот набор сервисов и функций и представляет собой операционную среду, в которой выполняются прикладные программы.

Таким образом, операционная среда – это программная среда, образуемая операционной системой, определяющая интерфейс прикладного программирования ( API ) как множество системных функций и сервисов (системных вызовов), которые предоставляются прикладным программам. Операционная среда может включать несколько интерфейсов прикладного программирования. Кроме основной операционной среды, называемой естественной ( native ), могут быть организованы путем эмуляции (моделирования) дополнительные программные среды, позволяющие выполнять приложения, которые рассчитаны на другие операционные системы и даже другие компьютеры.

Еще одно важное понятие, связанное с операционной системой, относится к реализации пользовательских интерфейсов. Как правило, любая операционная система обеспечивает удобную работу пользователя за счет средств пользовательского интерфейса. Эти средства могут быть неотъемлемой частью операционной среды (например, графический интерфейс Windows или текстовый интерфейс командной строки MS DOS ), а могут быть реализованы отдельной системной программой – оболочкой операционной системы (например, Norton Commander для MS DOS ). В общем случае под оболочкой операционной системы понимается часть операционной среды, определяющая интерфейс пользователя, его реализацию (текстовый, графический и т.п.), командные и сервисные возможности пользователя по управлению прикладными программами и компьютером.

Оболочка операционной системы (от англ. shell — оболочка) — интерпретатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы.

В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для взаимодействия с пользователем: текстовый пользовательский интерфейс (TUI) и графический пользовательский интерфейс (GUI).

Содержание

Командный интерпретатор

Для обеспечения интерфейса командной строки в операционных системах часто используются командные интерпретаторы, которые могут представлять собой самостоятельные языки программирования, с собственным синтаксисом и отличительными функциональными возможностями.

В семействе командных оболочек UNIX наиболее популярны bash, csh, ksh, zsh, в UNIX-подобных системах у пользователя есть возможность менять командный интерпретатор, используемый по умолчанию.

Функции

Командный интерпретатор исполняет команды своего языка, заданные в командной строке или поступающие из стандартного ввода или указанного файла.

В качестве команд интерпретируются вызовы системных или прикладных утилит, а также управляющие конструкции. Кроме того, оболочка отвечает за раскрытие шаблонов имен файлов и за перенаправление и связывание ввода-вывода утилит.

В совокупности с набором утилит, оболочка представляет собой операционную среду, язык программирования и средство решения как системных, так и некоторых прикладных задач, в особенности, автоматизации часто выполняемых последовательностей команд.

Стандартный командный интерпретатор

Стандартом POSIX (ISO/IEC 9945) (Том 3. Оболочка и утилиты) определён язык оболочки, включающий конструкции последовательного (перевод строки, точка с запятой), условного ( if , case , || , && ) и циклического ( for , for in , while , until ) исполнения команд, а также оператор присваивания.

Стандартом также определён режим редактирования вводимых команд, являющийся подмножеством команд стандартного текстового редактора (vi).

Альтернативы

В UNIX-подобных системах наиболее распространены такие языки командных интерпретаторов как bash, sh и ksh, но также применяются альтернативные оболочки zsh, csh и tcsh, отличающиеся синтаксисом управляющих конструкций и поведением переменных.

Некоторые операционные системы поставляются с интерпретаторами собственных языков командных файлов (такими, как язык командных файлов MS-DOS и Windows, язык REXX в ОС OS/2)

Многие пользователи и разработчики программного обеспечения пользуются для автоматизации часто выполняемых последовательностей команд операционной системы интерпретируемыми языками программирования, например, Perl или Python.

Графическая оболочка

Графические оболочки для Windows

Последние версии операционной системы Windows используют в качестве своей оболочки интегрированную среду Проводника Windows. Проводник Windows представляет собой визуальную среду управления включающую в себя Рабочий стол, Меню Пуск, Панель задач, а также функции управления файлами. Ранние версии Windows 3.xx в качестве графической оболочки включают менеджер программ.

Операционная система
Текстовый интерфейс
Командные оболочки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Оболочка операционной системы" в других словарях:

Оболочка — В астрономии: Оболочка газообразная область, окружающая одну или несколько звезд (или любых других астрономических объектов). В сопротивлении материалов: Оболочка геометрическая форма тела, у которого один из размеров значительно меньше… … Википедия

Оболочка Windows — Проводник Windows это приложение, реализующее графический интерфейс доступа пользователя к файлам в операционной системе Microsoft Windows. Аналог Проводника имеется и в открытой графической оболочки пользователя Windows. Содержание 1 Об… … Википедия

Командная оболочка — Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Unity (оболочка рабочего стола) — У этого термина существуют и другие значения, см. Unity (значения) … Википедия

Командный процессор — Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

Shell (командная строка) — Оболочка операционной системы (от англ. shell оболочка) интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы. В общем случае, различают оболочки с двумя типами интерфейса для … Википедия

9P — (или протокол файловой системы Plan 9 или Styx) сетевой протокол, разработанный для распределённой операционной системы Plan 9 для организации соединения компонентов операционной системы Plan 9. Ключевыми объектами системы Plan 9 являются… … Википедия

Фоновая задача — (фоновой процесс) это процесс, который работает в фоне, на заднем плане. Имеется в виду, что оболочка операционной системы, которая выполняет фоновый процесс, не ждёт завершения или окончания процесса, как это происходит с обычными… … Википедия

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Раздел 1. Информатика

Операционные системы: определение, состав, функции, типы, место в составе программного обеспечения ЭВМ. Оболочки операционных систем.

Операционная система – комплекс программ, обеспечивающих управление аппаратными и программными ресурсами компьютера, а также осуществляющих диалог пользователя и ЭВМ.

ОС имеет три основных функции:

диспетчерские – координация работы всех аппаратных устройств компьютера, таких, как память, принтеры, диски и т.д., Сюда входит распределение и освобождение оперативной памяти ЭВМ, слежение за использованием процессорного времени, проверка готовности того или иного устройства ЭВМ, включенного в обработку текущей задачи.

сервисные – организация хранения файлов на всевозможных носителях (дискеты, жесткие диски, оптические диски, кассеты), выполнение операций с файлами (копирование, переименование, архивирование и т.д.)

функция обработчика прерываний – слежение за сбоями аппаратного обеспечения, прерывание работы программы при обнаружении ошибок, их анализ и возможное устранение.

Помимо этого, к функциям ОС можно отнести:

определение интерфейса пользователя;

обеспечивание разделение аппаратных ресурсов между пользователями;

предоставление возможность работ с общими данными;

планирование доступа к общим ресурсам;

эффективное использование операций ввода-вывода;

Состав ОС, ее основные компоненты:

Базовая система ввода - вывода ( BIOS ) - находится в ПЗУ компьютера. Предназначена для выполнения простых услуг ОС, связанных с осуществлением ввода-вывода. Содержит тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств при включении и программу вызова загрузчика ОС.

Загрузчик ОС ( Boot ) - находится в первом секторе системной дискеты или винчестера. Считывает в память два модуля ОС, которые завершают процесс загрузки.

Модуль обработки прерываний ( IRQ ) - хранится в файле MSDOS . SYS и реализует основные высокоуровневые услуги DOS .

Модуль расширения BIOS - хранится в файле IO . SYS и представляет собой дополнение к BIOS .

Внешние команды DOS - программы поставляемых вместе с ОС в виде отдельных файлов.

Драйверы устройств - специальные программы, дополняющие систему ввода - вывода DOS и обеспечивающие обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств.

Однопрограммные (однозадачные) ОС и многопрограммные (многозадачные) ОС.

Консольные (для автономных ПК) и сетевые (поддерживают работу ПК в сети) ОС.

ОС с командным ( MS DOS ) и графическим интерфейсом ( Windows ).

Многопроцессорные ОС (поддерживают работу нескольких процессоров).

Место ОС в составе программного обеспечения ЭВМ:

Программное обеспечение ( Software ) – совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов. Системное ПО ( System Software ) – совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ. Базовое ПО ( Base Software ) – минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера.

Операционные оболочки ( shell ) – специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы.

Интерфейс ( interface ) – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Аппаратный интерфейс определяет тип стыка, уровни сигналов и другие параметры канала связи. Программный интерфейс определяет совокупность допустимых процедур или операций, список общих областей памяти или других объектов. Пользовательский интерфейс – программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ, определяет внешний вид программного продукта.

Оболочки ОС предоставляют пользователю качественно новый интерфейс, по сравнению с предоставляемым ОС, который освобождает пользователя-непрофессионала от знания ОС.

Эти программные комплексы существенно упрощают задание общеупотребительных действий и предлагают пользователю дополнительные услуги. Тем не менее, пользователю-профессионалу приходится изучать соответствующий интерфейс ОС, так как существующие оболочки не могут его полностью заменить.

Большинство распространенных оболочек ОС, обладающих универсальностью предоставляемого интерфейса, обеспечивают:

работу с файлами и каталогами, в том числе:

а) манипулирование файлами (создание, копирование, переименование, удаление и быстрый поиск по заданному образцу);

б) выдачу и смену характеристик файлов (времени, даты создания, размера, прав доступа и т.п.);

в) выдачу содержимого каталогов в естественном порядке, а также в отсортированном по определенному критерию виде (по имени файла, расширению, дате и времени создания или размеру);

г) выдачу части (фильтрацию) содержимого каталогов в соответствии с образцом составного имени файла;

д) сравнения содержимого каталогов;

e) выдачу файловой структуры в виде дерева;

ж) манипулирование каталогами (создание, удаление, переименование, иногда – копирование и пересылку каталогов);

просмотр как текстовых файлов (в формате ASCII ), так и файлов, подготовленных в специальных форматах различными популярными системными и прикладными программными продуктами. Для этого используются соответствующие программы просмотра (визуализаторы);

редактирование текстовых файлов встроенным или внешним текстовым редактором;

создание пользовательских меню для упрощения запуска часто используемых системных и прикладных программ;

выдачу сведений о размещении информации на дисках (например, о степени его занятости), а также об ОЗУ;

доступ к пользовательскому интерфейсу ОС, в частности, для запуска на выполнение системных и прикладных программ;

освобождение большей части занимаемой памяти при запуске внешней программы (в ОЗУ остается лишь небольшое резидентное ядро) и автоматическое восстановление состояния оболочки после завершения выполнения этой программы.

Возможна реализация и других дополнительных функций. Для всех оболочек характерна та или иная степень защиты от ошибок пользователя. Это может, например, уменьшить вероятность случайного удаления файлов. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты пользовательского интерфейса.

Наиболее популярны следующие виды текстовых оболочек ОС MS DOS :

Norton Commander 5.0

Наиболее популярными из графических оболочек ОС MS DOS являлись:

Windows 3.11 for WorkGroup ( для рабочих групп )

Данные операционные оболочки позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных и сервисных функций. Впоследствии данные операционные оболочки были заменены графической операционной системой Windows 95.

Компьютер выполняет действия в соответствии с предписаниями программы, созданной на одном из языков программирования. При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п. Наиболее часто используемые операции: запуск программы на решение; организация записи программы на диск и считывание её с диска; печать текста и результатов решения; копирование программы на другой диск; удаление программы с диска; просмотр содержимого диска и т.п. операции.

Эти операции используются для работы с любой программой, воспринимаемой как единое целое. Поэтому целесообразно из всего многообразия операций, выполняемых компьютером, выделить типовые и реализовать их с помощью специализированных программ, которые следует принять в качестве стандартных средств, поставляемых вместе с аппаратной частью.

Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, вошли в состав комплекса программ, названного операционной системой. Функции операционной системы многообразны, постоянно расширяются за счёт введения дополнительных программ и модификации старых.

Операционная система— совокупность программ, управляющих работой всех устройств ПК и процессом выполнения прикладных программ, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

Операционная система образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования. Любая прикладная программа связана с операционной системой и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда. Программа, созданная в среде одной операционной системы, не функционирует в среде другой операционной системы, если в ней не обеспечена возможность преобразования программ.

Для работы с операционной системой необходимо овладеть языком этой среды — совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка. Операционная система выполняет следующие функции:

· управление работой каждого блока персонального компьютера и их взаимодействием;

· управление выполнением программ;

· организацию хранения информации во внешней памяти;

· взаимодействие пользователя с компьютером, т.е. поддержку интерфейса пользователя.

Обычно операционная система хранится на жёстком диске, а при его отсутствии выделяется специальный гибкий диск, который называется системным диском. При включении компьютера операционная система автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определённое место. Операционная система создаётся не для отдельной модели компьютера, а для серии компьютеров, в структуре которых заложена и развивается во всех последующих моделях определённая концепция.

В основе любой операционной системы лежит принцип организации работы внешнего устройства хранения информации. Несмотря на то, что внешняя память может быть технически реализована на разных материальных носителях (например, в виде гибкого магнитного диска или магнитной ленты), их объединяет принятый в операционной системе принцип организации хранения логически связанных наборов информации в виде так называемых файлов..

Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

Операционные системыдля персональных компьютеров делятся:

· на одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);

· одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);

· непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;

· несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.

Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:

· OS/2 во всех модификациях (IBM);

· Windows NT во всех модификациях (Microsoft);

· Unix во всех модификациях;

· Next Step 3.2 (Next);

· SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);

· Solaris 2.1 (SunSoft) — x86;

· UnixWare Personal Edition 1.0 (Novell).

8.1. Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьютеров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадёжная операционная система, обеспечивающая как текстовый, так и графический интерфейс пользователя. OS/2 обеспечивает:

· поддержку графического интерфейса пользователя;

· одновременную обработку нескольких приложений;

· многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;

· 32-разрядную обработку данных;

· сжатие данных при записи на магнитные диски;

Важной особенностью операционной системы OS/2 является высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance File System), имеющая преимущества для серверов баз данных, поддержка мультипроцессорной обработки — до 16 процессоров типа INTEL и PowerPC.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристикам процесса обработки информации:

· управление памятью (максимальный объём адресуемого пространства, типы памяти; технические показатели использования памяти);

· функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе операционной системы;

· наличие компрессии диска;

· возможность архивирования файлов;

· поддержка многозадачного режима работы;

· поддержка сетевого программного обеспечения;

· наличие качественной документации;

· условия и сложность процесса инсталляции.

Сетевые операционные системы — комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы ynpaвления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-серверили одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT, Windows NT/2000/NT.

8.2. Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения пользователя с командами операционной системы. Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.

Во всем мире имели огромную популярность такие графические оболочки Windows 3.1, Windows 3.11 for WorkGroup, которые позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных и сервисных функций, обеспечивающих пользователю интегрированную информационную технологию вплоть до создания одноранговых локальных сетей. Ушли в прошлое с появлением Windows 98/ME, Windows 2000.

Самая универсальная ОС — Windows. Используется в быту, на малых предприятиях, в госучреждениях разного ранга. Исключительно богатое ПО. Проста в обращении, что сочетается с большими возможностями. Самая массовая ОС в мире. Однако надёжность этой ОС и защищённость информации в ней недостаточны.

8.3. Операционная система Windows XP является усовершенствованной моделью всех предыдущих моделей Windows. Дополнена рядом прикладных пакетов программ. Нацелена на максимальное использование Интернета. Обеспечивает автоматическое подключение к Интернету по мере потребности ЭВМ и автоматическое обновление системы за счёт Интернета — старые версии драйверов и пакетов автоматически обновляются. Может поддерживать локальную сеть до 20—30 ЭВМ.

Затем появились сетевые операционные системы Windows Server 2003, Windows Server 2003 Standart Edition, Windows Server 2003 Enterprise Edition, Windows Server 2003 Datacenter Edition, Windows Server 2003 Web Edition.

Появилась также Windows Vista, имеющая ряд недостатков и не нашедшая своего пользователя.

Затем вышла в свет ОС Windows 7, сохранив полезные находки Vista и избавившись от множества её недостатков.

В настоящее время имеет своего пользователя и ОС Linux, не совместимая с Windows.

Windows XP. Операционная система Microsoft Windows XP (от англ. eXPerience — опыт), известна также под кодовым наименованием Microsoft Codename Whistler. В настоящее время Windows XP для настольных ПК и рабочих станций выпускается в трёх модификациях – Ноте Edition для домашних персональных компьютеров, Professional Edition — для офисных ПК и, наконец, Microsoft Windows XP 64bit Edition — это версия Windows XP Professional для персональных компьютеров, собранных на базе 64-битного процессора Intel Itanium с тактовой частотой более 1 ГГц.

Для запуска Microsoft Windows XP необходим персональный компьютер, отвечающий следующим минимальным системным требованиям: процессор — Pentium-совместимый, тактовая частота от 233 МГц и выше; объём оперативной памяти — 64 Мбайт; свободное дисковое пространство — 1,5 Гбайт.

8.4. Операционная система Windows Vista.Корпорация Microsoft выпустила на рынок несколько версий Windows Vista: Starter, Home Basic, Home Premium, Business, Enterprise и Ultimate. Они различаются между собой набором возможностей и, соответственно, стоимостью.

ОС Vista предъявляет достаточно высокие требования к аппаратному обеспечению компьютера.

Для поддержки всех новых возможностей Windows Vista (в первую очередь стиля Windows Aero) компьютер должен иметь компоненты со следующими
характеристиками:

· процессор с тактовой частотой не менее (800 – 1 000) МГц;

· оперативная память объёмом не менее (512 – 1 000) Мбайт;

· видеокарту класса DirectX 9 с поддержкой WDDM-драйвера, построителей текстуры Pixel Shader 2.0,32-разрядной глубины цвета и объёмом видеопамяти не менее 128 Мбайт;

· жёсткий диск объёмом не менее 40 Гбайт и свободным пространством не менее 15 Гбайт для установки Windows Vista;

· DVD-привод, поскольку дистрибутив Windows Vista поставляется на DVD; в дальнейшем он также пригодится в работе для записи и чтения DVD;

· модем для подключения к Интернету (его спецификация зависит от того, какой тип соединения используется);

· звуковую плату и колонки для воспроизведения звука (современные материнские платы имеют встроенный звуковой адаптер, возможностей которого вполне достаточно).

· видеоадаптер, совместимый с DirectX 9;

Windows Vista, это неудачная версия ОС Microsoft. Встроенная система защиты (User Account control – UAC) превращало в медлительный процесс даже такие операции как загрузка и установка программ.

Сегодня устанавливать на компьютеры ОС Windows Vista стимула нет.

8.5. Операционная система Windows 7.Первая версия Windows 7 была представлена в начале 2009 года.

Для работы с Windows 7 обязателен как минимум двуядерный процессор с частотой 2 ГГц, не менее 2 Гб оперативной памяти и 17 Гб на жёстком диске (без учёта дополнительных программ) и видеоплата с поддержкой DirectX 10 выпущенная в 2009 году.

8.6. Операционная система Linux. Официальная дата рождения 17 сентября 1991 года. Написана финским программистом Linus Torvalds.

Linux обладает всеми свойствами современной Unix-системы, включая настоящую многозадачность, развитую подсистему управления памятью и сетевую подсистему.

Разработчики Linux стараются соблюдать стандарты POSIX и Open Group, обеспечивая тем самым переносимость ПО с другими Unix-платформами.

Linux из-за несовместимости с ОС Windows не находит широкого
распространения.

Программа Проводник

Проводник – программа представляющая собой несколько расширенный вариант окна папки. Основное отличие состоит в наличии дополнительной левой панели, содержащей полную структуру папок компьютера, представленную в виде дерева. Работа с ней может значительно облегчить проведение файловых операций.

Запуск программы.Запуск производится из Главного меню системы командой Пуск – Программы – Проводник. На экране появляется окно с тем же именем, стандартное окно Windows, в рабочем поле которого можно видеть структуру файловой системы.

Структура рабочего поля окна Проводник.Поле разделено по вертикали на 2 части.

В левой части изображено в графическом виде дерево папок ЭВМ, включающее и папки Рабочий стол, Мой компьютер, папки дисков, Принтеры и т.д. Каждая папка представлена своим значком, который имеет вид разделителя карточек в картотеке.

Значок текущей папки имеет вид раскрытого кошелька, а имя выделено темным цветом. Значок файла определяется его типом (расширением), а вид значка файла-документа подсказывает, каким приложением создан файл.

Объекты правой части поля могут выводиться в различном виде: в виде списка из нескольких столбцов, в виде таблицы и пр.

Правая и левая части поля разделены полосой просмотра.

Соотношение размеров правой и левой частей поля можно изменять. Для этого надо установить курсор мыши на вертикальную линию (при этом курсор изменит форму), проходящую справа от полосы просмотра (эта линия – разграничитель частей окна), нажать левую кнопку мыши и, не отпуская её, перевести линию на нужное место перемещением мыши, после чего отпустить кнопку. Положение линии будет зафиксировано.

И последний элемент окна программы Проводник – строка состояния. В ней выводится информация об объёме памяти, занимаемой текущей (активной) папкой, и объёме свободной памяти текущего диска.

Читайте также: