Kako radi operativni sustav. “Besplatni” operativni sustavi

Poglavlje 2 Operativni sustav Windows Radno mjesto Prečaci i mape Windows datoteke Rad s datotekama Vaše računalo pokreće operativni sustav Windows. Općenito govoreći, različite verzije Windowsa (95, 98, 2000, Me, XP...) razlikuju se jedna od druge. Ali njihova glavna prednost je

Predinstalirani operativni sustav Prijenosna računala izgrađena na PC platformi obično imaju predinstaliran jedan od tri operativna sustava: DOS, Linux ili Microsoft Windows. Sve tri opcije (naravno, govorimo samo o licencirana računala i operativni sustavi!) imaju

Operativni sustav Što je "operativni sustav"? Naslov je alarmantan. I prije nego počnete učiti računalo, je li vrijeme da se pobrinete za svoje zdravlje? A na ovaj način?Smirite se,ne trebaju nam doktori.Da kod našeg željeznog prijatelja sve bude u redu i

Ideja o tome što je operativni sustav mijenjala se tijekom vremena. Prva računala služila su samo za rješavanje matematički problemi, a programi su bili računalni algoritmi napisani u strojnim kodovima. Kod kodiranja programa programer je morao samostalno upravljati računalom i osigurati izvođenje svog programa. S vremenom je stvoren skup uslužnih programa koji olakšavaju pisanje programa. Razvojem elektronike oprema se usavršavala i to je postalo moguće simultano izvršenje nekoliko programa, u vezi s tim, stvoreni su algoritmi za prebacivanje zadataka. Skup rutina koje omogućuju prebacivanje naziva se monitor ili supervizor. Međutim, pojavio se problem prekidanja rada programa koji sadrže greške i troše resurse računala (primjerice, stalno zauzimaju procesor ili pogrešno upisuju rezultate svog rada u RAM, gdje se nalaze drugi programi). Rješenje je pronađeno u izradi posebnih hardverskih mehanizama koji štite programsku memoriju od slučajnog pristupa drugih programa. Budući da kontrola ovih mehanizama više nije mogla biti uključena u same programe, a poseban program, koji kontrolira zaštitu memorije. Tako je nastao rezidentni monitor. Dosljedno rješavanje takvih problema bilo je usmjereno na stvaranje univerzalnog računala sposobnog istovremeno rješavati različite probleme.

Rezidentni monitor već je rudiment operativnog sustava. Aplikacijski programi počeli sadržavati samo implementaciju njihovog algoritma i pristup monitoru za pomoćne algoritme, dok su koristili poseban skup pravila koji se naziva sučelje za programiranje aplikacija. Primijenjeno softversko sučelje omogućio stvaranje apstraktnih pojmova. Pojavili su se pojmovi datoteka i datotečni sustav. Naknadno su rezidentnom monitoru dodani mnogi drugi programi, posebno koji su olakšavali takve operacije kao što su kopiranje datoteka, uređivanje tekstova, kompajliranje programa iz programskog jezika u strojni kod i druge. Pojam rezidentni monitor transformiran je u jezgru operativnog sustava.

Pokretanje računala. BIOS.

Računalo se obično pokreće kada uključite napajanje. Prednja ploča jedinica sustava, Iako moderna računala imaju takva sredstva za ekonomičnu potrošnju električne energije koja dopuštaju da se ne isključe. Pokretanje računala najvažniji je trenutak u radu računala - u ovom trenutku u RAM-u nema podataka niti programa. Prenesite ih iz tvrdi disk nemoguće je ući u RAM bez naredbi. U tu svrhu procesor ima posebnu nogu koja se zove RESET (ponovno pokretanje). Ako se na njega primi signal (a u trenutku uključivanja upravo se to događa), procesor pristupa posebno dodijeljenoj memorijskoj ćeliji. Potrebno je da ova stanica uvijek sadrži određene informacije, čak i kada je računalo isključeno. Za to je dizajniran poseban čip - ROM (memorija samo za čitanje). Ovo je također sjećanje, ali trajno. Za razliku od RAM-a, ROM se ne briše kada se isključi. Programi ROM čipa napisani su u tvornici. Ovaj skup programa naziva se BIOS - osnovni ulazno/izlazni sustav. Ovaj sustav je ugrađen u matična ploča Računalo. Njegova je svrha obavljanje osnovnih radnji povezanih s I/O operacijama. BIOS također sadrži test performansi računala koji provjerava rad memorije i uređaja računala kada je napajanje uključeno. Rad programa pohranjenih u BIOS čipu prikazuje se na crnom ekranu s pokretnim bijelim linijama. U ovom trenutku računalo provjerava svoje uređaje: provjerava se RAM (koliko ga ima i je li u redu), prisutnost tvrdi diskovi, kao i prisutnost tipkovnice. Ako nešto ne radi, programi koji vrše provjeru prijavit će problem. Osim toga, osnovni ulazno/izlazni sustav sadrži program koji poziva učitavač operacijskog sustava.

Učitavač operativnog sustava je poseban program dizajniran za pokretanje procesa pokretanja sustava.

Nakon učitavanja operativnog sustava, sav rad s procesorom i drugim uređajima provodi se pomoću posebnih programskih paketa uključenih u operativni sustav.

Ako se iz nekog razloga operativni sustav ne učitava s tvrdog diska, tada je rad s računalom nemoguć. To se događa ako je, primjerice, tvrdi disk ili operativni sustav oštećen. U tom slučaju operativni sustav može se učitati s vanjskog medija za pohranu. Za ovo vam je potrebno poseban disk, koji se naziva sustavnim. Ova se metoda koristi za pokretanje računala prilikom rješavanja problema.

Namjena operacijskog sustava.

Računala nisu uvijek trebala operativni sustav. Ako se računalo moglo uključiti, početi raditi i prihvaćati ljudske naredbe bez operativnog sustava, onda za njim nije bilo potrebe. Primjeri takvih "računala" mogu biti igraće konzole. Imaju i procesor, RAM u kojem se nalazi program tijekom rada, postoje uređaji za unos informacija (primjerice, joystick), ali nema operativnog sustava ili je potpuno primitivan.

Programi konzole za igre (i njihovi podaci, kao što su glazba i slike) pohranjeni su u ROM čipu (koji se nalazi u ulošku za igru) ili na laserskom disku. Kada se uložak (ili laserski disk) umetne u konzolu, program se pokreće automatski i ne preuzima se kontrola osim one koju zahtijeva skripta igre, stoga nije potreban operativni sustav. Konzolu možete pogledati s druge strane. Prilikom učitavanja igre dolazite pod kontrolu njenog "operativnog sustava" za igranje i možete raditi samo ono što je predviđeno u igri, na primjer, "trčati", "skakati" i "pucati". Njegova ograničenja i nestandardna priroda ne dopuštaju nam da video igru ​​nazovemo "operativnim sustavom" bez navodnika. Ovaj operativni sustav trebao bi:

– biti općenito prepoznat i korišten kao standardni sustav na mnogim računalima;

– rad s brojnim hardverskim uređajima različitih tvrtki, uključujući one u prošlosti;

– pružiti mogućnost pokretanja najviše različite programe, koju su napisali različiti ljudi i objavili je različite organizacije;

– osigurati alate za provjeru, konfiguraciju i održavanje računala, njegovih uređaja i programa koji su na njemu instalirani.

Hardversko i softversko sučelje.

Dva su sudionika računalnog sustava – softver i Hardver. Softver su svi programi instalirani na računalu, a hardver su komponente i oprema koji se nalaze unutar sistemske jedinice ili spojeni izvana.

Odnos između sudionika računalnog sustava naziva se sučelje. Interakcija između različitih čvorova je hardversko sučelje, interakcija između programa je softversko sučelje, a interakcija između hardvera i programa je hardversko-softversko sučelje.

U računalu, hardversko sučelje osiguravaju proizvođači opreme. Oni osiguravaju da svi čvorovi imaju iste konektore i rade s njima jednaki naponi. Koordinaciju između softvera i hardvera obavlja operativni sustav.

Korisničko sučelje.

Ako govorimo o o osobnom računalu, tada možete navesti trećeg sudionika u radu računalni sustav– ovo je osoba (obično se naziva korisnik). Korisnik također treba komunicirati s hardverom i softverom.

Postoje različiti programi i svaki treba drugačije raditi. Neki su programi dizajnirani za rad s tipkovnicom, drugi za rad s mišem, treći za rad s joystickom ili drugim kontrolnim uređajima. Neki programi prikazuju svoje poruke u obliku teksta na ekranu, drugi u obliku grafike, treći možda uopće ne koriste ekran i proizvode poruke u obliku govora ili zvukova. Način na koji osoba komunicira s programom i program s osobom naziva se korisničkim sučeljem. Ako je program napravljen tako da je praktičan za rad, kaže se da ima korisničko sučelje. Ako je tehnika rada s programom odmah jasna, bez potrebe za proučavanjem uputa, kaže se da ima intuitivno sučelje. Koncept razvijenog korisničkog sučelja pretpostavlja da program velike mogućnosti, ali naučiti raditi s njim nije lako. Fleksibilno sučelje znači da program može koristiti mnogo ljudi različiti putevi. Koncept krutog sučelja znači da je moguć samo takav rad koji je predviđen u uputama, i nijedan drugi. Koncept primitivnog sučelja znači da je sučelje lako naučiti, ali nezgodno za rukovanje.

DOS OPERATIVNI SUSTAV

DOS je prvi operativni sustav za osobna računala, koji je postao široko rasprostranjen i bio glavni za IBM računala PC od 1981. do 1995. S vremenom su ga praktički zamijenili novi, moderniji operacijski sustavi Windows i Linux, ali u nekim slučajevima DOS ostaje prikladan i jedini način rada na računalu (primjerice, u slučajevima kada korisnik radi s zastarjela tehnologija ili softver napisan davno, itd.)

Korisnici rade s DOS operativnim sustavom koristeći naredbeni redak, nema vlastito GUI. Operativni sustav DOS omogućio je uspješan rad s osobnim računalima već 15 godina, međutim, ovaj se rad ne može nazvati praktičnim. DOS je djelovao kao "posrednik" između korisnika i računala te je pomogao pretvoriti složene naredbe za pristup diskovima u jednostavnije i razumljivije, ali kako se razvijao, tako je i sam "obrastao" obiljem naredbi i počeo otežavati rad s Računalo. Tako se javila potreba za novim posrednikom - tada su se pojavili tzv. shell programi.

Ljuska je program koji radi pod operativnim sustavom i pomaže korisniku u radu s operativnim sustavom. Shell program sve jasno pokazuje struktura datoteke računalo: diskovi, imenici, datoteke. Datoteke se mogu pretraživati, kopirati, premještati, brisati, sortirati, mijenjati i izvršavati sa samo nekoliko pritisaka na tipke. Jednostavno, pregledno, praktično. Jedan od najpoznatijih i najraširenijih shell programa diljem svijeta tzv Norton Commander(NC). NC ljuska skriva od korisnika mnoge neugodnosti koje nastaju pri radu s MS DOS datotečnim sustavom, na primjer, kao što je potreba za upisivanjem naredbi iz naredbenog retka. Jednostavnost i lakoća korištenja ono je što čini ljuske tipa NC popularne u naše vrijeme (to uključuje QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander itd.). Grafičke ljuske sustava Windows 3.1 i Windows 3.11 bitno se razlikuju od njih. Koriste koncept takozvanih "prozora" koji se mogu otvarati, pomicati po ekranu i zatvarati. Ovi prozori "pripadaju" razne programe i odražavaju njihov rad.

DOS koristi datotečni sustav FAT. Jedan od njegovih nedostataka su stroga ograničenja naziva datoteka i direktorija. Ime može imati do osam znakova. Proširenje je navedeno nakon točke i sastoji se od najviše tri znaka. Ekstenzija u nazivu datoteke nije obavezna, dodaje se radi praktičnosti, budući da vam ekstenzija omogućuje da saznate koji ju je program stvorio i vrstu sadržaja datoteke. DOS ne pravi razliku između malih i malih slova istog imena. velikim slovima. Osim slova i brojeva, naziv datoteke i nastavak mogu se sastojati od sljedećih znakova: -, _, $, #, &, @, !, %, (,), (, ), ", ^. Primjeri datoteke imena u MS DOS-u: doom .exe, referat.doc.

Budući da je DOS stvoren dosta davno, ne zadovoljava zahtjeve modernih operativnih sustava. Ne može izravno koristiti velike količine memorije instalirane u modernim računalima. Datotečni sustav koristi samo kratka imena datoteke su slabo podržane različite uređaje poput zvučnih kartica, video akceleratora itd.

Multitasking nije implementiran u DOS-u, tj. ne može prirodno obavljati više zadataka (pokretanje programa) u isto vrijeme. DOS nema nikakvih sredstava kontrole i zaštite od neovlaštenih radnji programa i korisnika, što je dovelo do pojave ogromnog broja virusa tzv.

Neke komponente DOS operativnog sustava: diskovne datoteke IO.SYS i MSDOS.SYS (mogu se drugačije zvati, na primjer IBMBIO.COM i IBMDOS.COM za PC DOS) stavljaju se u RAM kada se dignu i tamo ostaju trajno. Datoteka IO.SYS je dodatak osnovnom I/O sustavu, a MSDOS.SYS implementira osnovne usluge operativnog sustava visoke razine.

DOS procesor naredbi obrađuje naredbe koje unese korisnik. Naredbeni procesor nalazi se u datoteka diska COMMAND.COM na disku s kojeg se podiže operativni sustav. Neke korisničke naredbe, kao što su type, dir ili copy, izvršava sama ljuska. Takve se naredbe nazivaju interne ili ugrađene naredbe. Za izvršavanje drugih (vanjskih) korisničkih naredbi, procesor naredbi traži na diskovima program s odgovarajućim nazivom i, ako ga pronađe, učitava ga u memoriju i prenosi mu kontrolu. Na kraju programa naredbeni procesor briše program iz memorije i prikazuje poruku da je spreman za izvršavanje naredbi (DOS prompt).

Vanjske DOS naredbe su programi koji se isporučuju s operativnim sustavom kao zasebne datoteke. Ovi programi obavljaju zadatke održavanja, poput formatiranja disketa (format.com), provjere statusa diskova (scandisk.exe) itd.

Upravljački programi su posebni programi koji nadopunjuju ulazno/izlazni sustav DOS-a i pružaju podršku za nove ili nestandardna uporaba dostupnih uređaja. Na primjer, pomoću DOS upravljačkog programa ramdrive.sys moguće je raditi s " elektronički disk", tj. komad računalne memorije kojim se može manipulirati na isti način kao i diskom. Upravljački programi se stavljaju u memoriju računala prilikom pokretanja operativnog sustava, a njihovi nazivi navedeni su u posebnoj datoteci CONFIG.SYS. Ovaj dizajn olakšava dodavanje novih uređaja i omogućuje vam da to učinite bez utjecaja sistemske datoteke DOS.

MICROSOFT WINDOWS

Grafičke ljuske Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 i Widows 3.11 radile su pod MS DOS-om, odnosno nisu bile neovisni operativni sustavi. Ali budući da dolaskom Windowsa Otvorile su se nove mogućnosti; Windows se ne naziva ljuskom, već okruženjem. Windows okruženje karakteriziraju sljedeće značajke koje ga razlikuju od ostalih programa ljuske:

– Multitasking. Moguće je pokrenuti nekoliko programa istovremeno.

– Jedinstveno softversko sučelje. Interakcija između programa napisanih za Windows organizirana je na način da je moguće kreirati podatke u nekim programima i prenijeti ih u druge programe.

– Jedinstveno korisničko sučelje. Nakon što shvatite kako radi jedan program napisan za Windows, nije teško razumjeti drugi. Kako više programa studija, lakši za proučavanje naknadni program.

- Grafičko korisničko sučelje. Programske i podatkovne datoteke pojavljuju se na zaslonu kao ikone. Datotekama se upravlja pomoću miša.

– Jedinstveno hardversko-softversko sučelje. Windows okruženje osiguravalo je kompatibilnost različitih hardvera i programa. Proizvođači opreme nisu vodili računa o tome kako “pogoditi” koje će programe pokretati njihovi uređaji, oni su samo htjeli raditi s Windowsima, a onda su Windowsi osiguravali rad uređaja. Na isti način, programeri softvera više nisu morali brinuti o radu s njima nepoznatom opremom. Njihov zadatak bio je sveden na osiguravanje interakcije sa sustavom Windows.

Operativni sustav DOS sa svojim grafičkim ljuskama Windows 3.1 i Windows 3.11 zamijenjen je punopravnim operacijskim sustavima obitelji MS Windows (prvo Windows 95, zatim Windows 98, Windows 2000, Windows XP). Za razliku od Windows 3.1 i Windows 3.11, pokreću se automatski nakon uključivanja računala (ako je instaliran samo ovaj sustav).

U MS Windows modifikacija datoteke koristi se za pohranu datoteka. FAT sustavi– VFAT. U njemu duljina naziva datoteka i direktorija može doseći 256 znakova.

U operacijskom sustavu Windows miš se široko koristi pri radu s prozorima i aplikacijama. Tipično, miš se koristi za odabir dijelova teksta ili grafičkih objekata, označavanje i poništavanje okvira, odabir naredbi izbornika, odabir gumba alatne trake, upravljanje kontrolama u dijalozima i "pomicanje" dokumenata u prozorima.

U sustavu Windows aktivno se koristi i desna tipka miša. Postavljanjem pokazivača miša na objekt i klikom desni klik mišem, možete otvoriti tzv. kontekstni izbornik", koji sadrži najčešće naredbe primjenjive na ovaj objekt.

Prečaci vam omogućuju pristup programu ili dokumentu s više lokacija bez stvaranja više fizičkih kopija datoteke. Na radnoj površini možete postaviti ne samo ikone (ikone) aplikacija i pojedinačnih dokumenata, već i mape. Mape su drugo ime za direktorije.

Značajna inovacija u sustavu Windows 95 bila je Taskbar. Unatoč maloj funkcionalnosti, čini mehanizam multitaskinga jasnijim i uvelike ubrzava proces prebacivanja između aplikacija u usporedbi s prethodne verzije Windows. Izvana, programska traka je traka, obično smještena na dnu zaslona, ​​koja sadrži gumbe aplikacija i gumb Start. Na desnoj strani obično se nalazi sat i male ikone aktivnih programa ovaj trenutak.

Radnik Windows stol osmišljen kako bi korisniku početniku olakšao posao što je više moguće, dok u isto vrijeme pruža maksimalne mogućnosti prilagodbe za specifične potrebe iskusnih korisnika.

LINUX OPERATIVNI SUSTAV

Linux je operativni sustav za IBM-kompatibilna osobna računala i radne stanice. To je višekorisnički operativni sustav s umreženim grafičkim prozorom, X Window System. Linux operativni sustav podržava standarde otvoreni sustavi i internetskim protokolima te je kompatibilan s Unix sustavi, DOS, MS Windows. Sve komponente sustava, uključujući izvorni tekstovi, distribuiraju se uz licencu za besplatno kopiranje i instaliranje za neograničeni broj korisnika.

Ovaj operativni sustav ranih 1990-ih razvio je Linus Torvald, student na Sveučilištu u Helsinkiju (Finska), uz sudjelovanje korisnika interneta, zaposlenika istraživačkih centara, raznih zaklada i sveučilišta.

Kao tradicionalni operativni sustav, Linux ima mnoge iste značajke kao DOS i Windows, ali je operativni sustav posebno moćan i fleksibilan. Linux stavlja korisniku na raspolaganje osobno računalo brzinu, učinkovitost i fleksibilnost Unixa, dok iskorištava sve prednosti osobnih strojeva. Pri radu s mišem aktivno se koriste sve tri tipke, posebno srednje dugme koristi se za umetanje fragmenata teksta.

S ekonomskog stajališta Linux ima još jednu vrlo značajnu prednost – to besplatni sustav. Linux se distribuira pod GNU General Open License pod Free Software Foundationom, što ovaj operativni sustav čini dostupnim svima. Linux je zaštićen autorskim pravima i nije u javnoj domeni, ali GNU Opća javna licenca gotovo je isto što i učiniti ga dostupnim javnosti. Dizajniran je na način da Linux ostane slobodan, au isto vrijeme i standardiziran sustav. Postoji samo jedna službena verzija Linux kernela.

Iz Unix operativni sustav Sustav Linux ima još dvije izvanredne značajke: to je sustav za više korisnika i više zadataka. Multitasking znači da sustav može obavljati nekoliko zadataka istovremeno. Višekorisnički način rada je način rada u kojem više korisnika može istovremeno raditi u sustavu, a svaki od njih komunicira sa sustavom preko vlastitog terminala. Još jedna prednost ovog operativnog sustava je mogućnost instalacije zajedno sa Windowsima na jednom računalu.

Koristeći Linux sustav, možete osobni automobil pretvoriti u radna stanica. U našem Linux vrijeme je operativni sustav za poslovanje, obrazovanje i individualno programiranje. Sveučilišta diljem svijeta koriste Linux za tečajevi obuke u programiranju i dizajnu operacijskih sustava. Linux je postao nezamjenjiv u širokom spektru korporativne mreže, kao i za organiziranje internetskih stranica i web poslužitelja.

Moderni Linux pruža mogućnost korištenja nekoliko vrsta grafičkog sučelja: KDE (K Desktop Environment), GNOME (GNU Network Model Environment) i drugi. U svakoj od ovih ljuski, korisniku se daje mogućnost rada s nekoliko radnih površina odjednom (dok u MS Windowsima uvijek postoji jedna radna površina, koja mora biti zatrpana prozorima).

Računalo pruža različite resurse za rješavanje problema, ali da bi ti resursi bili lako dostupni ljudima i njihovim programima, potreban je operativni sustav. Skriva složene i nepotrebne detalje od korisnika i pruža mu prikladno sučelje za rad. Operativni sustavi mogu pružiti i druge mogućnosti: sredstva za zaštitu informacija pohranjenih na računalnim diskovima; rad više korisnika na jednom računalu (višekorisnički način rada), mogućnost povezivanja računala s mrežom, kao i kombiniranje računalnih resursa nekoliko strojeva i njihovo zajedničko korištenje (clustering).

Shatsukova L.Z. Informatika. Internetski udžbenik.http://www.kbsu.ru/~book

Anna Chugainova