Există doi participanți într-un sistem informatic – software și hardware. Software-ul reprezintă toate programele instalate pe computer, iar hardware-ul sunt componentele și echipamentele care se află în interiorul unității de sistem sau sunt conectate extern.
Relația dintre participanții la un sistem informatic se numește interfață. Interacțiunea dintre diferite noduri este o interfață hardware, interacțiunea dintre programe este o interfață software, iar interacțiunea dintre hardware și programe este o interfață hardware-software.
Într-un computer, interfața hardware este furnizată de producătorii de echipamente. Ei se asigură că toate nodurile au aceiași conectori și funcționează la aceleași tensiuni. Coordonarea dintre software și hardware este realizată de sistemul de operare.
Interfața cu utilizatorul.
Dacă vorbim despre un computer personal, atunci putem indica un terț participant în lucrul cu sistemul informatic - aceasta este o persoană (denumită de obicei utilizator). De asemenea, utilizatorul trebuie să interacționeze cu hardware și software.
Există programe diferite și fiecare trebuie să fie lucrat diferit. Unele programe sunt concepute pentru a funcționa cu o tastatură, altele pentru a funcționa cu un mouse, altele pentru a funcționa cu un joystick sau alte dispozitive de control. Unele programe își prezintă mesajele sub formă de texte pe ecran, altele sub formă de grafică, altele pot să nu folosească deloc ecranul și să producă mesaje sub formă de vorbire sau sunete. Modul în care o persoană interacționează cu un program și un program cu o persoană se numește interfață cu utilizatorul. Dacă un program este realizat în așa fel încât să fie convenabil să lucrezi cu el, se spune că are o interfață ușor de utilizat. Dacă tehnica de lucru cu un program este imediat clară, fără a fi nevoie de a studia instrucțiuni, se spune că are o interfață intuitivă. Conceptul de interfață de utilizator dezvoltată sugerează că programul are capacități mari, dar să înveți să lucrezi cu el nu este ușor. Interfața flexibilă înseamnă că programul poate fi utilizat în multe moduri diferite. Conceptul de interfață rigidă înseamnă că numai o astfel de muncă este posibilă, așa cum este prevăzut în instrucțiuni, și nu alta. Conceptul de interfață primitivă înseamnă că interfața este ușor de învățat, dar incomod de utilizat.
Deci, în fiecare sistem de operare există mai multe tipuri de interfețe:
· interfață de comandă (text);
· interfață text sau grafică pe ecran complet;
· interfață grafică pictografică cu mai multe ferestre;
· Interfață API.
Să ne uităm la fiecare interfață mai detaliat:
Fiecare sistem de operare are interfață de comandă(uneori într-o formă ascunsă).
În primul sistem de operare (OS/360), interacțiunea cu utilizatorii a fost strict împărțită între următoarele componente:
(JCL - Job Control for computing web management). Aceasta este limba modului de dialog - comanda de pornire - opriți sarcini, legați mediile de stocare la dispozitive, obțineți informații despre sarcinile care așteaptă execuția, ieșirea, disponibilitatea memoriei libere și a dispozitivelor libere etc.
Job Control Language (JCL - Job Control Language), în care alți utilizatori (programatori, dezvoltatori și pur și simplu utilizatori finali) au descris compoziția și structura procesului de prelucrare a datelor - secvența de lansare a programelor, fișierelor de intrare și de ieșire, condițiile în care anumite programe ar trebui să fie executate sau sărite etc. Acesta este un limbaj de procesare batch care nu permite intervenția utilizatorului în procesul propriu-zis de calcul, compilare etc.
Majoritatea sistemelor de operare au acum un format de linie de comandă mai mult sau mai puțin unificat. Linia de comandă include:
· Tipul operațiunii (nume de comandă sau program);
· Intrare de lucru (fișiere de intrare sau dispozitive);
· Ieșire de operare (fișiere de ieșire sau dispozitive);
· Intrare de control (parametri de control sau taste de comandă);
· Ieșire de control (de obicei un protocol care conține diagnostice de eroare, cod de finalizare sau alte informații).
Linia de comandă, un prompt shell care indică disponibilitatea sistemului de a accepta o comandă de utilizator, demonstrează ideea de dialog în forma sa cea mai explicită. Pentru fiecare comandă introdusă, utilizatorul primește un răspuns din partea sistemului: fie un alt prompt, care indică faptul că comanda a fost finalizată și următoarea poate fi introdusă, fie un mesaj de eroare, care este o declarație din partea sistemului despre evenimentele care au avut loc. apărute în acesta, adresate utilizatorului. Când se lucrează într-un mediu de operare cu interfață grafică, dialogul în curs între utilizator și sistem nu este atât de evident, deși din punctul de vedere al sistemului, un clic de mouse într-o anumită zonă a ecranului este similar cu o comandă introdusă din tastatura și răspunsul sistemului la utilizator pot fi prezentate sub forma unei casete de dialog.
Interfață text sau grafică pe tot ecranul.
De obicei, are un sistem de meniu cu indicii în partea de sus a ecranului. Meniurile sunt adesea drop-down (pull-down).
Pentru a controla computerul, cursorul de pe ecran sau cursorul mouse-ului, după căutarea în arborele de directoare, este plasat pe fișierele de comandă a programului (*.exe, *.com, *.bat) și se apasă tasta sau butonul dreapta al mouse-ului pentru a porni programul. Diferite fișiere pot apărea în culori diferite sau pot avea modele diferite. Directoarele (directoarele) diferă de fișiere ca dimensiune sau design. Această interfață este cea principală pentru toate tipurile de shell-uri software.
Interfață grafică pictografică cu mai multe ferestre.
Este un desktop (DeskTop) pe care se află pictogramele (pictogramele sau pictogramele programului). Toate operațiunile sunt efectuate, de regulă, cu mouse-ul. Pentru a controla computerul, mutați cursorul mouse-ului pe pictogramă și porniți programul făcând clic pe butonul stâng al mouse-ului pe pictogramă. Aceasta este interfața cea mai convenabilă și promițătoare, mai ales atunci când lucrați cu programe. Exemple: interfață de la computere Apple Macintosh, Windows 3.1, Windows 95/98, OS/2, XP, Vista.
Interfață grafică cu utilizatorul (GUI – Graphics User Interface). Apariția sistemelor de operare și a shell-urilor cu instrumente grafice interactive dezvoltate (OS Macintosh, Windows 3.1 și în special Windows 95/98/ME, precum și NT/2000) și instrumente de programare care vă permit să creați interfețe grafice (FoxPro pentru Windows etc. .), și mai ales – sistemele de programare orientată pe obiecte – au condus la introducerea și utilizarea pe scară largă a elementelor de interfață ecran.
Shell-ul Microsoft Windows nu a fost inițial un sistem de operare, deoarece există „pe deasupra” unui sistem de operare precum MS-DOS. A apărut sub forma unui standardizator de interfață grafică și a luat rădăcină doar pentru că utilizatorul a dorit să vadă programul cu care trebuie să lucreze adesea, frumos, practic, convenabil și ușor de învățat și utilizat.
interfață API.
Interfață de programare a aplicației (uneori Interfață de programare a aplicației, API [hey-pi-ay]) - un set de clase gata făcute, funcții, structuri și constante furnizate de o aplicație (bibliotecă, serviciu) pentru utilizarea acesteia în produse software externe.
API ca mijloc de integrare a aplicațiilor
API-ul definește funcționalitatea pe care o oferă un program (modul, bibliotecă), în timp ce API-ul vă permite să faceți abstracție de la modul exact în care este implementată această funcționalitate. Dacă un program (modul, bibliotecă) este considerat o cutie neagră, atunci API-ul este un set de „mânere” care sunt disponibile utilizatorului acestei casete, pe care le poate învârti și trage.
Componentele software interacționează între ele prin intermediul API-urilor. În acest caz, componentele formează de obicei o ierarhie - componentele de nivel înalt folosesc API-ul componentelor de nivel scăzut și, la rândul lor, folosesc API-ul componentelor de nivel inferior.
Protocoalele de transfer de date prin Internet sunt construite pe acest principiu. Protocolul Internet standard (modelul de rețea OSI) conține 7 straturi (de la nivelul fizic al pachetelor de biți de transmisie până la nivelul protocoalelor de aplicație cum ar fi protocoalele HTTP și IMAP). Fiecare strat folosește funcționalitatea stratului anterior de transfer de date și, la rândul său, oferă funcționalitatea necesară stratului următor.
Este important de reținut că conceptul de protocol este apropiat ca înțeles de conceptul de API. Ambele sunt abstracții ale funcționalității, doar că în primul caz vorbim de transfer de date, iar în al doilea vorbim despre construirea de aplicații informatice.
API-ul bibliotecii de funcții și clase include o descriere a semnăturilor și a semanticii funcțiilor.
Interfața (interacțiunea) este relația dintre componentele și participanții sistemului cu microprocesor.
Include: hardware, software și oameni. Prin urmare, se disting următoarele tipuri de interfețe:
interfață hardware;
interfață software;
interfața cu utilizatorul.
Interfață software furnizate de sistemul de operare (dacă este disponibil). Cele mai comune interfețe de utilizator sunt o interfață grafică (de exemplu, un desktop de PC cu pictograme sau butoane de comandă în Microsoft Office Word) și o interfață „joystick”, unde selectăm comanda de care avem nevoie deplasându-ne printr-un meniu (de exemplu, mobil telefoane, controlere programabile), care este, de asemenea, un tip de GUI.
Interfață hardware este un sistem de magistrale, conectori, dispozitive de potrivire, algoritmi și protocoale care asigură comunicarea tuturor părților sistemului cu microprocesor între ele. Performanța și fiabilitatea sistemului depind de caracteristicile interfeței.
În sistemele cu microprocesoare implementate, interfața hardware este furnizată de controlere pentru a descărca procesorul. Un controler este un cip specializat conceput pentru a îndeplini funcții de monitorizare și control. Controlerul controlează funcționarea dispozitivului, de exemplu, hard disk-ul, RAM, tastatura și asigură interacțiunea acestui dispozitiv cu alți participanți MS.
Anvelopele sunt controlate de axe. În MS complex, de exemplu, cum ar fi un computer personal, locul central este ocupat de „chipset” - un set de punți și controlere. Chipsetul include două cipuri principale, care sunt denumite în mod tradițional podul de sud și podul de nord (Figura 1). Northbridge servește magistrala de sistem, magistrala de memorie, AGP (portul grafic accelerat) și este controlerul principal al computerului. South Bridge se ocupă de lucrul cu dispozitive externe (bus PCI - magistrală de intrare/ieșire pentru conectarea dispozitivelor periferice).
Figura 1 - Organizarea schimbului de date în calculatoarele personale (PC-uri)
Cea mai complexă este organizarea interacțiunii dintre procesor și dispozitivele externe, ceea ce se datorează marii lor varietăți.
Interfețe paralele caracterizate prin faptul că folosesc linii de semnal separate pentru a transmite biții, iar biții sunt transmiși simultan. Interfața paralelă clasică este portul LPT.
Interfață serială Pentru a transmite date, folosește o linie de semnal, de-a lungul căreia biții de informații sunt transmiși unul după altul secvenţial.
Cea mai simplă interfață serială, care s-a răspândit atât în PC-uri, cât și în sistemele industriale, este standardul RS-232, implementat prin porturile COM. RS-485 este utilizat pe scară largă în automatizarea industrială.
(Universal Serial Bus) asigură conectarea la un computer de la o mare varietate de dispozitive periferice, inclusiv telefoane mobile și electronice de larg consum.
Prima specificație de interfață a fost numită USB 1.0, în prezent este utilizată specificația USB 2.0, dispozitivele moderne folosesc interfața de specificație USB 3.0.
Standardul USB 2.0 conține patru linii: recepție și transmisie de date, sursă de alimentare +5 V și carcasă. Pe lângă acestea, USB 3.0 adaugă încă patru linii de comunicație (2 pentru recepție și două pentru transmisie) și o carcasă.
Autobuzul USB are o lățime de bandă mare (USB 2.0 oferă o rată maximă de transfer de informații de până la 480 Mbit/s, USB 3.0 - până la 5,0 Gbit/s) și oferă nu numai transfer de date, ci și sursă de alimentare pentru externe cu putere redusă. dispozitive (dispozitivul consumat de curent maxim prin liniile de alimentare USB, nu trebuie să depășească 500 mA pentru USB 2.0 și 900 mA pentru USB 3.0), ceea ce face posibilă nu folosirea surselor de alimentare externe.
Interfețele wireless vă permit să vă îndepărtați de cablurile de comunicație, ceea ce este deosebit de important pentru dispozitivele de dimensiuni mici, care sunt comparabile ca dimensiune și greutate cu cablurile. Interfețele fără fir folosesc infraroșu (IrDA) și frecvența radio (Bluetooth, USB wireless).
Interfață infraroșu IrDA Permite comunicarea wireless intre doua dispozitive la o distanta de pana la 1 metru. Comunicarea în infraroșu - Conexiune IR (Infra Red) - este sigură pentru sănătate, nu creează interferențe în domeniul de frecvență radio și asigură confidențialitatea transmisiei. Razele IR nu trec prin pereți, așa că zona de recepție este limitată la un spațiu mic, ușor de controlat.
Bluetooth (blue tooth) este o interfață radio cu putere redusă (puterea emițătorului doar aproximativ 1 mW) pentru organizarea rețelelor personale, oferind transmisie de date în timp real pe distanțe scurte. Fiecare dispozitiv Bluetooth are un transmițător și un receptor radio care funcționează în intervalul de frecvență de 2,4 GHz. Raza de acțiune a interfeței radio este de aproximativ 100 m - pentru a acoperi o casă standard.
Wireless USB (USB wireless) este o interfață radio cu rază scurtă de acțiune, cu debit mare: 480 Mbit/s la o distanță de până la 3 metri și 110 Mbit/s la o distanță de până la 10 metri. Funcționează în intervalul de frecvență 3,1 - 10,6 GHz.
Interfața RS-232 (RS - standard recomandat) conectează două dispozitive - un computer și un dispozitiv de transmisie a datelor. Viteza de transmisie - 115 Kbps (maxim), distanta de transmisie - 15 m (maxim), schema de conectare - punct la punct.
Semnalele acestei interfețe sunt transmise prin căderi de tensiune de (3...15) V, astfel încât lungimea liniei de comunicație RS-232 este de obicei limitată la o distanță de câțiva metri din cauza imunității scăzute la zgomot. Cel mai des folosit în echipamentele industriale într-un computer personal a fost folosit pentru a conecta un manipulator sau modem de tip mouse. Interfața RS-232 nu permite în principiu crearea de rețele, deoarece conectează doar 2 dispozitive.
Figura 2 - Conector RS-232 tip DB9
Interfața RS-485 este o interfață serială industrială de mare viteză și rezistentă la zgomot utilizată pe scară largă pentru transferul bidirecțional de date. Aproape toate computerele industriale moderne, majoritatea senzorilor și actuatoarelor conțin una sau alta implementare a interfeței RS-485.
Pentru a transmite și a primi date, este suficientă o pereche răsucită de conductori (pereche răsucită). Transmiterea datelor se realizează folosind semnale diferențiale (semnalul original merge de-a lungul unui fir, iar copia sa inversă merge de-a lungul celuilalt.). Diferența de tensiune a unei polarități între conductori înseamnă una logică, diferența celeilalte polarități înseamnă zero.
În prezența zgomotului extern, interferența în firele adiacente este aceeași și, deoarece semnalul este diferența de potențial în conductori, nivelul semnalului rămâne neschimbat. Acest lucru asigură o imunitate ridicată la zgomot și o lungime totală a liniei de comunicație de până la 1 km (sau mai mult folosind dispozitive speciale - repetoare).
Interfața RS-485 oferă schimb de date între mai multe dispozitive printr-o linie de comunicație cu două fire în mod semi-duplex (Recepția și transmisia au loc pe o pereche de fire cu o separare de timp). Folosit pe scară largă în industrie la crearea sistemelor automate de control al proceselor.
Ethernet (ether - ether) este o tehnologie de transmisie a datelor utilizată în majoritatea rețelelor locale de calculatoare. Această interfață se bazează pe standardul IEE 802.3. În timp ce interfața RS-485 poate fi văzută ca o interfață unu-la-mulți, Ethernet funcționează pe o bază multi-la-mulți.
În funcție de rata de transfer de date și de mediul de transmisie, există mai multe opțiuni:
Ethernet - 10 Mbit/s
Fast Ethernet - 100 Mbit/s
Gigabit Ethernet - 1 Gbps
10 Gigabit Ethernet
Cablul coaxial, perechea răsucită (cost redus, imunitate ridicată la zgomot) și cablul de fibră optică (crearea de linii mai lungi și canale de comunicație de mare viteză) sunt utilizate ca medii de transmisie.
(pereche răsucită) - un tip de cablu de comunicație, care constă dintr-una sau mai multe perechi de conductori izolați, răsucite împreună și acoperite cu o manta de plastic.
De exemplu, un cablu FTP (pereche răsucită cu folie - o pereche răsucită cu un ecran comun de folie și un conductor de cupru pentru a drena curenții induși), 4 perechi (solide), categoria 5e (Figura 3). Cablul este destinat instalării staționare în interiorul clădirilor, structurilor și funcționării în sisteme de cabluri structurate. Proiectat pentru aplicații care operează în domeniul de frecvență cu o limită superioară de 100 MHz.
Figura 3 - Pereche răsucită: 1 - Manta exterioară, 2 - Ecran din folie, 3 - Sârmă de scurgere, 4 - Folie de protecție, 5 - Pereche răsucită
La nivel fizic, protocolul Ethernet este implementat sub formă de plăci de rețea încorporate în sisteme cu microprocesoare și hub-uri care conectează sistemele între ele.
Rețelele industriale sunt construite pe baza Ethernet (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, Ethernet Powerlink), care concurează cu succes cu rețelele dezvoltate anterior Profibus, DeviceNet, CANopen etc.
Ideea despre ce este un sistem de operare s-a schimbat de-a lungul timpului. Primele calculatoare au fost folosite doar pentru rezolvarea problemelor matematice, iar programele erau algoritmi de calcul scrisi in coduri masini. La codificarea programelor, programatorul trebuia să controleze independent computerul și să asigure execuția programului său. De-a lungul timpului, a fost creat un set de utilitare pentru a ușura scrierea programelor. Odată cu dezvoltarea electronicii, echipamentul a fost îmbunătățit și a devenit posibilă executarea simultană a mai multor programe în legătură cu aceasta, au fost creați algoritmi pentru comutarea sarcinilor. Setul de rutine care asigură comutarea a fost numit monitor sau supraveghetor. Cu toate acestea, a apărut problema întreruperii activității programelor care conțin erori și consumă resurse de calculator (de exemplu, ocuparea constantă a procesorului sau scrierea eronată a rezultatelor muncii lor în RAM, unde se află alte programe). O soluție a fost găsită în crearea unor mecanisme hardware speciale care protejează memoria programului de accesul accidental al altor programe. Deoarece controlul acestor mecanisme nu mai putea fi inclus în programele în sine, un program special a fost adăugat la monitor pentru a controla protecția memoriei. Așa a fost creat monitorul rezident. Soluția consecventă a unor astfel de probleme a vizat crearea unui computer universal capabil să rezolve simultan o varietate de probleme.
Un monitor rezident este deja rudimentele unui sistem de operare. Programele de aplicație au început să conțină doar implementarea algoritmului lor și accesul la monitor pentru algoritmi auxiliari, folosind un set special de reguli numit interfață de programare a aplicației. Interfața de programare a aplicațiilor a permis crearea de concepte abstracte. Au apărut conceptele de fișier și sistem de fișiere. Ulterior, multe alte programe au fost adăugate la monitorul rezident, în special, facilitând astfel de operațiuni precum copierea fișierelor, editarea textelor, compilarea programelor dintr-un limbaj de programare în codul mașinii și altele. Termenul de monitor rezident a fost transformat în nucleul sistemului de operare.
Pornirea computerului. BIOS.
De obicei, computerul pornește atunci când alimentarea este pornită pe panoul frontal al unității de sistem, deși computerele moderne au mijloace de economisire a energiei care permit să nu fie oprite. Pornirea unui computer este cel mai crucial moment al funcționării unui computer - în acest moment nu există date sau programe în RAM. Este imposibil să le transferați de pe hard disk pe RAM fără comenzi. În acest scop, procesorul are un picior special numit RESET (repornire). Dacă se primește un semnal pe el (și în momentul pornirii exact asta se întâmplă), procesorul accesează o celulă de memorie special alocată. Este necesar ca această celulă să conțină întotdeauna anumite informații, chiar și atunci când computerul este oprit. Pentru aceasta este proiectat un cip special - ROM (memorie doar pentru citire). Aceasta este și memorie, dar permanentă. Spre deosebire de RAM, ROM-ul nu este ștears atunci când este oprit. Programele cu cip ROM sunt scrise din fabrică. Acest set de programe se numește BIOS - sistem de bază de intrare/ieșire. Acest sistem este „încorporat” în placa de bază a computerului. Scopul său este de a efectua acțiuni de bază legate de operațiunile I/O. BIOS-ul conține, de asemenea, un test de performanță a computerului care verifică funcționarea memoriei și a dispozitivelor computerului atunci când este pornit. Funcționarea programelor stocate în cipul BIOS este afișată pe un ecran negru cu linii albe. În acest moment, computerul își verifică dispozitivele: RAM este verificată (cât este și dacă este în ordine), prezența hard disk-urilor și prezența unei tastaturi. Dacă ceva nu funcționează, programele care efectuează verificarea vor raporta o problemă. În plus, sistemul de bază de intrare/ieșire conține un program care apelează încărcătorul sistemului de operare.
Încărcătorul sistemului de operare este un program special conceput pentru a iniția procesul de pornire a sistemului.
După încărcarea sistemului de operare, toate lucrările cu procesorul și alte dispozitive sunt efectuate folosind pachete software speciale incluse în sistemul de operare.
Dacă dintr-un motiv oarecare sistemul de operare nu se încarcă de pe hard disk, atunci lucrul cu computerul este imposibil. Acest lucru se întâmplă dacă, de exemplu, hard disk-ul sau sistemul de operare este deteriorat. În acest caz, sistemul de operare poate fi încărcat de pe un mediu de stocare extern. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un disc special, care se numește disc de sistem. Această metodă este utilizată pentru a porni computerul la depanare.
Scopul sistemului de operare.
Calculatoarele nu au avut întotdeauna nevoie de un sistem de operare. Dacă un computer putea să pornească, să înceapă să lucreze și să accepte comenzi umane fără un sistem de operare, atunci nu era nevoie de el. Exemple de astfel de „calculatoare” includ console de jocuri. Au și un procesor, RAM în care se află programul în timpul funcționării, există dispozitive de introducere a informațiilor (de exemplu, un joystick), dar nu există sistem de operare sau este complet primitiv.
Programele de jocuri de consolă (și datele lor, cum ar fi muzica și imaginile) sunt stocate într-un cip ROM (situat în cartuşul jocului) sau pe un disc laser. Atunci când un cartuş (sau un disc laser) este introdus în consolă, programul porneşte automat şi nu se asumă niciun alt control decât cel cerut de scriptul jocului, prin urmare nu este nevoie de sistem de operare. Te poți uita la consola din cealaltă parte. Când încărcați un joc, intrați sub controlul „sistemului de operare” al acestuia și puteți face doar ceea ce este prevăzut în joc, de exemplu, „a alerga”, „sări” și „trage”. Limitările sale și natura non-standard nu ne permit să numim un joc video „sistem de operare” fără ghilimele. Acest sistem de operare ar trebui să:
– să fie general acceptat și utilizat ca sistem standard pe multe computere;
– lucrați cu numeroase dispozitive hardware produse de diferite companii, inclusiv în trecut;
– oferă capacitatea de a rula o mare varietate de programe scrise de oameni diferiți și lansate de diferite organizații;
– să furnizeze instrumente pentru verificarea, configurarea și întreținerea computerului, a dispozitivelor acestuia și a programelor care sunt instalate pe acesta.
Interfață hardware și software.
Există doi participanți într-un sistem informatic – software și hardware. Software-ul reprezintă toate programele instalate pe computer, iar hardware-ul sunt componentele și echipamentele care se află în interiorul unității de sistem sau sunt conectate extern.
Relația dintre participanții la un sistem informatic se numește interfață. Interacțiunea dintre diferite noduri este o interfață hardware, interacțiunea dintre programe este o interfață software, iar interacțiunea dintre hardware și programe este o interfață hardware-software.
Într-un computer, interfața hardware este furnizată de producătorii de echipamente. Ei se asigură că toate nodurile au aceiași conectori și funcționează la aceleași tensiuni. Coordonarea dintre software și hardware este realizată de sistemul de operare.
Interfața cu utilizatorul.
Dacă vorbim despre un computer personal, atunci putem indica un terț participant în lucrul cu sistemul informatic - aceasta este o persoană (denumită de obicei utilizator). De asemenea, utilizatorul trebuie să interacționeze cu hardware și software.
Există programe diferite și fiecare trebuie să fie lucrat diferit. Unele programe sunt concepute pentru a funcționa cu o tastatură, altele pentru a funcționa cu un mouse, altele pentru a funcționa cu un joystick sau alte dispozitive de control. Unele programe își prezintă mesajele sub formă de texte pe ecran, altele sub formă de grafică, altele pot să nu folosească deloc ecranul și să producă mesaje sub formă de vorbire sau sunete. Modul în care o persoană interacționează cu un program și un program cu o persoană se numește interfață cu utilizatorul. Dacă un program este realizat în așa fel încât să fie convenabil să lucrezi cu el, se spune că are o interfață ușor de utilizat. Dacă tehnica de lucru cu un program este imediat clară, fără a fi nevoie de a studia instrucțiuni, se spune că are o interfață intuitivă. Conceptul de interfață de utilizator dezvoltată sugerează că programul are capacități mari, dar să înveți să lucrezi cu el nu este ușor. Interfața flexibilă înseamnă că programul poate fi utilizat în multe moduri diferite. Conceptul de interfață rigidă înseamnă că numai o astfel de muncă este posibilă, așa cum este prevăzut în instrucțiuni, și nu alta. Conceptul de interfață primitivă înseamnă că interfața este ușor de învățat, dar incomod de utilizat.
SISTEM DE OPERARE DOS
DOS este primul sistem de operare pentru calculatoare personale, care s-a răspândit și a fost principalul pentru computerele IBM PC din 1981 până în 1995. De-a lungul timpului, a fost practic înlocuit cu sisteme de operare noi, moderne, Windows și Linux, dar în unele cazuri DOS rămâne. convenabil și singurul posibil pentru lucrul pe computer (de exemplu, în cazurile în care utilizatorul lucrează cu echipamente învechite sau software scris cu mult timp în urmă etc.)
Utilizatorii lucrează cu sistemul de operare DOS folosind linia de comandă, nu are propria sa interfață grafică. Sistemul de operare DOS a făcut posibilă lucrarea cu succes cu computerele personale timp de 15 ani, cu toate acestea, această muncă nu poate fi numită convenabilă. DOS a acționat ca un „intermediar” între utilizator și computer și a ajutat la transformarea comenzilor complexe pentru accesarea discurilor în altele mai simple și mai ușor de înțeles, dar pe măsură ce s-a dezvoltat, el însuși a devenit „încărcat” cu o abundență de comenzi și a început să împiedice lucrul cu calculatorul. Astfel, a apărut nevoia unui nou intermediar - atunci au apărut așa-numitele programe shell.
Un shell este un program care rulează sub sistemul de operare și ajută utilizatorul să lucreze cu sistemul de operare. Programul shell arată clar întreaga structură de fișiere a computerului: discuri, directoare, fișiere. Fișierele pot fi căutate, copiate, mutate, șterse, sortate, modificate și executate cu doar câteva apăsări de taste. Simplu, clar, convenabil. Unul dintre cele mai faimoase și răspândite programe shell din întreaga lume se numește Norton Commander (NC). Shell-ul NC ascunde utilizatorului multe inconveniente care apar atunci când lucrați cu sistemul de fișiere MS DOS, de exemplu, cum ar fi necesitatea de a tasta comenzi din linia de comandă. Simplitatea și ușurința de utilizare sunt ceea ce face ca shell-urile de tip NC să fie populare în timpul nostru (acestea includ QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander etc.). Shell-urile grafice ale Windows 3.1 și Windows 3.11 sunt fundamental diferite de acestea. Ei folosesc conceptul de așa-numitele „ferestre” care pot fi deschise, mutate pe ecran și închise. Aceste ferestre „aparțin” diferitelor programe și reflectă munca lor.
DOS folosește sistemul de fișiere FAT. Unul dintre dezavantajele sale este restricțiile stricte privind numele fișierelor și directoarelor. Numele poate avea până la opt caractere. Extensia este indicată după punct și constă din cel mult trei caractere. Extensia în numele fișierului este opțională, este adăugată pentru comoditate, deoarece extensia vă permite să aflați ce program a creat-o și tipul de conținut al fișierului. DOS nu face diferența între literele mici și mari cu același nume. Pe lângă litere și cifre, numele și extensia fișierului pot consta din următoarele caractere: -, _, $, #, &, @, !, %, (,), (, ), ", ^. Exemple de fișiere nume în MS DOS: doom .exe, referat.doc.
Deoarece DOS a fost creat cu destul de mult timp în urmă, nu îndeplinește cerințele sistemelor de operare moderne. Nu poate folosi direct cantitățile mari de memorie instalate în computerele moderne. Sistemul de fișiere folosește numai nume scurte de fișiere diverse dispozitive, cum ar fi plăcile de sunet, acceleratoarele video etc., sunt slab acceptate.
Multitasking nu este implementat în DOS, de exemplu. nu poate efectua în mod natural mai multe sarcini (executarea programelor) în același timp. DOS nu are niciun mijloc de control și protecție împotriva acțiunilor neautorizate ale programelor și ale utilizatorului, ceea ce a dus la apariția unui număr mare de așa-numiți viruși.
Unele componente ale sistemului de operare DOS: fișierele disc IO.SYS și MSDOS.SYS (pot fi numite diferit, de exemplu IBMBIO.COM și IBMDOS.COM pentru PC DOS) sunt plasate în RAM la pornire și rămân acolo permanent. Fișierul IO.SYS este o completare la sistemul I/O de bază, iar MSDOS.SYS implementează serviciile de bază ale sistemului de operare de nivel înalt.
Procesorul de comenzi DOS procesează comenzile introduse de utilizator. Procesorul de comenzi se află în fișierul de disc COMMAND.COM de pe discul de pe care pornește sistemul de operare. Unele comenzi ale utilizatorului, cum ar fi type, dir sau copy, sunt executate de shell în sine. Astfel de comenzi se numesc comenzi interne sau încorporate. Pentru a executa alte comenzi de utilizator (externe), procesorul de comenzi caută pe discuri un program cu numele corespunzător și, dacă îl găsește, îl încarcă în memorie și îi transferă controlul. La sfârșitul programului, procesorul de comenzi șterge programul din memorie și afișează un mesaj care indică faptul că este gata să execute comenzi (prompt DOS).
Comenzile externe DOS sunt programe furnizate împreună cu sistemul de operare ca fișiere separate. Aceste programe efectuează sarcini de întreținere, cum ar fi formatarea dischetelor (format.com), verificarea stării discurilor (scandisk.exe), etc.
Driverele de dispozitiv sunt programe speciale care completează sistemul de intrare/ieșire DOS și oferă suport pentru utilizarea nouă sau non-standard a dispozitivelor existente. De exemplu, folosind driverul DOS ramdrive.sys este posibil să lucrați cu un „disc electronic”, adică. o bucată de memorie de calculator care poate fi manipulată în același mod ca un disc. Driverele sunt plasate în memoria computerului când sistemul de operare pornește, iar numele lor sunt specificate într-un fișier special CONFIG.SYS. Acest design facilitează adăugarea de noi dispozitive și vă permite să faceți acest lucru fără a afecta fișierele de sistem DOS.
MICROSOFT WINDOWS
Shell-urile grafice Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 și Widows 3.11 rulau sub MS DOS, adică nu erau sisteme de operare independente. Dar, de când apariția Windows a deschis noi posibilități, Windows nu este numit un shell, ci un mediu. Mediul Windows este caracterizat de următoarele caracteristici care îl deosebesc de alte programe shell:
- Multifunctional. Este posibil să rulați mai multe programe simultan.
– Interfață software unificată. Interacțiunea dintre programele scrise pentru Windows este organizată în așa fel încât să fie posibil să se creeze date în unele programe și să le transfere în alte programe.
- Interfață de utilizator unificată. Odată ce înțelegeți cum funcționează un program scris pentru Windows, nu este greu să înțelegeți altul. Cu cât studiezi mai multe programe, cu atât este mai ușor să studiezi programul următor.
– Interfață grafică cu utilizatorul. Fișierele de programe și de date apar pe ecran ca pictograme. Fișierele sunt manipulate folosind mouse-ul.
– Interfață hardware-software unificată. Mediul Windows a asigurat compatibilitatea unei varietăți de hardware și programe. Producătorilor de echipamente nu le păsa cum să „ghicească” ce programe vor rula dispozitivele lor, au vrut doar să lucreze cu Windows, iar apoi Windows a asigurat funcționarea dispozitivelor. În același mod, dezvoltatorii de software nu mai trebuiau să-și facă griji cu privire la lucrul cu echipamente necunoscute pentru ei. Sarcina lor a fost redusă la asigurarea interacțiunii cu Windows.
Sistemul de operare DOS cu shell-urile sale grafice Windows 3.1 și Windows 3.11 a fost înlocuit cu sisteme de operare cu drepturi depline ale familiei MS Windows (mai întâi Windows 95, apoi Windows 98, Windows 2000, Windows XP). Spre deosebire de Windows 3.1 și Windows 3.11, acestea pornesc automat după pornirea computerului (dacă este instalat doar acest sistem).
În MS Windows, o modificare a sistemului de fișiere FAT – VFAT – este utilizată pentru a stoca fișiere. În el, lungimea numelor de fișiere și directoare poate ajunge la 256 de caractere.
În sistemul de operare Windows, mouse-ul este utilizat pe scară largă atunci când lucrați cu ferestre și aplicații. În mod obișnuit, mouse-ul este folosit pentru a selecta bucăți de text sau obiecte grafice, pentru a bifa și debifa casetele, pentru a selecta comenzile din meniu, pentru a selecta butoanele din bara de instrumente, pentru a manipula controalele din casete de dialog și pentru a „defila” documentele în ferestre.
În Windows, butonul drept al mouse-ului este, de asemenea, utilizat în mod activ. Prin plasarea cursorului mouse-ului peste un obiect și făcând clic dreapta, puteți deschide așa-numitul „meniu contextual”, care conține cele mai comune comenzi aplicabile acestui obiect.
Comenzile rapide vă permit să accesați un program sau un document din mai multe locații fără a crea mai multe copii fizice ale fișierului. Pe desktop puteți plasa nu numai pictograme (pictograme) de aplicații și documente individuale, ci și foldere. Folderele sunt un alt nume pentru directoare.
O inovație semnificativă în Windows 95 a fost bara de activități. În ciuda funcționalității sale limitate, face multitasking clar și face comutarea între aplicații mult mai rapidă decât în versiunile anterioare de Windows. În exterior, bara de activități este o bandă, situată de obicei în partea de jos a ecranului, care conține butoanele aplicației și butonul Start. În partea dreaptă există de obicei un ceas și pictograme mici ale programelor care sunt active în prezent.
Desktop-ul Windows este conceput pentru a le face cât mai ușor posibil pentru utilizatorul începător, oferind în același timp personalizare maximă pentru a se potrivi nevoilor specifice ale utilizatorilor avansați.
SISTEM DE OPERARE LINUX
Linux este un sistem de operare pentru computere și stații de lucru compatibile cu IBM. Este un sistem de operare multi-utilizator cu o fereastră grafică în rețea, X Window System. Sistemul de operare Linux acceptă standarde de sisteme deschise și protocoale Internet și este compatibil cu sistemele Unix, DOS și MS Windows. Toate componentele sistemului, inclusiv codul sursă, sunt distribuite cu o licență pentru copiere și instalare gratuită pentru un număr nelimitat de utilizatori.
Acest sistem de operare a fost dezvoltat la începutul anilor 1990 de Linus Torvald, student la Universitatea din Helsinki (Finlanda), cu participarea utilizatorilor de internet, angajaților centrelor de cercetare, diferitelor fundații și universități.
Ca sistem de operare tradițional, Linux realizează multe dintre aceleași caracteristici ca DOS și Windows, dar sistemul de operare este deosebit de puternic și flexibil. Linux aduce viteza, eficiența și flexibilitatea Unix utilizatorului de computer personal, profitând în același timp de toate beneficiile unui computer personal. Când lucrați cu mouse-ul, toate cele trei butoane sunt utilizate în mod activ, în special, butonul din mijloc este folosit pentru a insera fragmente de text.
Din punct de vedere economic, Linux are un alt avantaj foarte semnificativ - este un sistem gratuit. Linux este distribuit sub Licența Generală Open GNU sub Free Software Foundation, făcând acest sistem de operare disponibil pentru toată lumea. Linux este protejat prin drepturi de autor și nu este în domeniul public, dar Licența publică generală GNU este aproape aceeași cu a le pune la dispoziție publicului. Este proiectat în așa fel încât Linux să rămână liber și în același timp un sistem standardizat. Există o singură versiune oficială a nucleului Linux.
Sistemul de operare Linux a moștenit încă două caracteristici remarcabile de la Unix: este un sistem multi-utilizator și multi-tasking. Multitasking înseamnă că sistemul poate îndeplini mai multe sarcini în același timp. Modul multi-utilizator este un mod în care mai mulți utilizatori pot lucra în sistem simultan, iar fiecare dintre ei interacționează cu sistemul prin intermediul propriului terminal. Un alt avantaj al acestui sistem de operare este abilitatea de a-l instala împreună cu Windows pe un singur computer.
Folosind sistemul Linux, puteți transforma orice mașină personală într-o stație de lucru. În prezent, Linux este sistemul de operare pentru afaceri, educație și programare individuală. Universitățile din întreaga lume folosesc Linux în cursurile de programare și proiectare a sistemelor de operare. Linux a devenit indispensabil în rețelele corporative extinse, precum și pentru organizarea nodurilor de Internet și a serverelor Web.
Linux modern oferă posibilitatea de a utiliza mai multe tipuri de interfețe grafice: KDE (K Desktop Environment), GNOME (GNU Network Model Environment) și altele. În fiecare dintre aceste shell-uri, utilizatorului i se oferă posibilitatea de a lucra cu mai multe desktopuri simultan (în timp ce în MS Windows există întotdeauna un desktop, care trebuie să fie aglomerat cu ferestre).
Un computer oferă diverse resurse pentru a rezolva o problemă, dar pentru a face aceste resurse ușor accesibile oamenilor și programelor lor, este nevoie de un sistem de operare. Ascunde utilizatorului detalii complexe și inutile și îi oferă o interfață convenabilă cu care să lucreze. Sistemele de operare pot oferi alte capabilități: mijloace de protejare a informațiilor stocate pe discurile computerelor; munca mai multor utilizatori pe un singur computer (mod multi-utilizator), capacitatea de a conecta un computer la o rețea, precum și combinarea resurselor de calcul ale mai multor mașini și partajarea acestora (clustering).
Shatsukova L.Z. Informatică. Manual de internet.http://www.kbsu.ru/~book
Anna Chugainova
Unul dintre obiectele discutate în lecțiile de informatică este un computer personal. Poate fi considerat ca un sistem format din subsisteme „hardware”, „software”, „resurse informaționale” (Fig. 20).
Orez. 20
Subsistemul hardware acționează ca un super-sistem pentru dispozitivele de intrare, procesare, stocare și ieșire.
Sistemul de operare este un subsistem software și un supersistem, care include programe de sistem și utilitare.
Sistemul de resurse informaționale include sisteme de fișiere text și grafice, fișiere de sunet, fișiere cu informații video etc.
Un computer personal este o parte (subsistem) a sistemului „om-calculator”.
Interfața cu utilizatorul
Mijloacele care asigură interconectarea între obiectele sistemului „om-calculator” se numesc interfață.
Există interfețe hardware, software, hardware-software și utilizator.
Interfață hardware- mijloace de interacțiune între dispozitive informatice; furnizate de producătorii de echipamente.
Interfață software- mijloace de interacțiune (compatibilitate) între programe, precum și software și resurse informaționale; furnizate de dezvoltatorii de software.
Hardware-software și interfețele utilizator sunt furnizate de sistemul de operare al computerului.
Interfață hardware-software- mijloace de interacțiune între hardware și software de calculator.
Interfața cu utilizatorul- mijloace de interacțiune om-calculator.
Interfața de utilizator bazată pe meniu oferă posibilitatea de a selecta o comandă de control dintr-un meniu (lista de comenzi). Într-o interfață grafică, obiectele computerului sunt reprezentate prin imagini mici (pictograme). Selectați pictograma dorită folosind mouse-ul. Pe lângă pictograme, sunt folosite și texte (pentru sfaturi cu instrumente) și meniuri (pentru selectarea comenzilor).
Interfața tridimensională permite navigarea în spațiul computerizat tridimensional. Îndreptând mouse-ul spre ușa unui muzeu virtual, de exemplu, puteți intra în acesta. În sala virtuală poți să te uiți în jur, să abordezi orice pictură și să-l examinezi mai detaliat. Această interfață simulează lumea reală.
Ideea despre ce este un sistem de operare s-a schimbat de-a lungul timpului. Primele calculatoare au fost folosite doar pentru rezolvarea problemelor matematice, iar programele erau algoritmi de calcul scrisi in coduri masini. La codificarea programelor, programatorul trebuia să controleze independent computerul și să asigure execuția programului său. De-a lungul timpului, a fost creat un set de utilitare pentru a ușura scrierea programelor. Odată cu dezvoltarea electronicii, echipamentul a fost îmbunătățit și a devenit posibilă executarea simultană a mai multor programe în legătură cu aceasta, au fost creați algoritmi pentru comutarea sarcinilor. Setul de rutine care asigură comutarea a fost numit monitor sau supraveghetor. Cu toate acestea, a apărut problema întreruperii activității programelor care conțin erori și consumă resurse de calculator (de exemplu, ocuparea constantă a procesorului sau scrierea eronată a rezultatelor muncii lor în RAM, unde se află alte programe). O soluție a fost găsită în crearea unor mecanisme hardware speciale care protejează memoria programului de accesul accidental al altor programe. Deoarece controlul acestor mecanisme nu mai putea fi inclus în programele în sine, un program special a fost adăugat la monitor pentru a controla protecția memoriei. Așa a fost creat monitorul rezident. Soluția consecventă a unor astfel de probleme a vizat crearea unui computer universal capabil să rezolve simultan o varietate de probleme.
Un monitor rezident este deja rudimentele unui sistem de operare. Programele de aplicație au început să conțină doar implementarea algoritmului lor și accesul la monitor pentru algoritmi auxiliari, folosind un set special de reguli numit interfață de programare a aplicației. Interfața de programare a aplicațiilor a permis crearea de concepte abstracte. Au apărut conceptele de fișier și sistem de fișiere. Ulterior, multe alte programe au fost adăugate la monitorul rezident, în special, facilitând astfel de operațiuni precum copierea fișierelor, editarea textelor, compilarea programelor dintr-un limbaj de programare în codul mașinii și altele. Termenul de monitor rezident a fost transformat în nucleul sistemului de operare.
Pornirea computerului. BIOS.
De obicei, computerul pornește atunci când alimentarea este pornită pe panoul frontal al unității de sistem, deși computerele moderne au mijloace de economisire a energiei care permit să nu fie oprite. Pornirea unui computer este cel mai crucial moment al funcționării unui computer - în acest moment nu există date sau programe în RAM. Este imposibil să le transferați de pe hard disk pe RAM fără comenzi. În acest scop, procesorul are un picior special numit RESET (repornire). Dacă se primește un semnal pe el (și în momentul pornirii exact asta se întâmplă), procesorul accesează o celulă de memorie special alocată. Este necesar ca această celulă să conțină întotdeauna anumite informații, chiar și atunci când computerul este oprit. Pentru aceasta este proiectat un cip special - ROM (memorie doar pentru citire). Aceasta este și memorie, dar permanentă. Spre deosebire de RAM, ROM-ul nu este ștears atunci când este oprit. Programele cu cip ROM sunt scrise din fabrică. Acest set de programe se numește BIOS - sistem de bază de intrare/ieșire. Acest sistem este „încorporat” în placa de bază a computerului. Scopul său este de a efectua acțiuni de bază legate de operațiunile I/O. BIOS-ul conține, de asemenea, un test de performanță a computerului care verifică funcționarea memoriei și a dispozitivelor computerului atunci când este pornit. Funcționarea programelor stocate în cipul BIOS este afișată pe un ecran negru cu linii albe. În acest moment, computerul își verifică dispozitivele: RAM este verificată (cât este și dacă este în ordine), prezența hard disk-urilor și prezența unei tastaturi. Dacă ceva nu funcționează, programele care efectuează verificarea vor raporta o problemă. În plus, sistemul de bază de intrare/ieșire conține un program care apelează încărcătorul sistemului de operare.
Încărcătorul sistemului de operare este un program special conceput pentru a iniția procesul de pornire a sistemului.
După încărcarea sistemului de operare, toate lucrările cu procesorul și alte dispozitive sunt efectuate folosind pachete software speciale incluse în sistemul de operare.
Dacă dintr-un motiv oarecare sistemul de operare nu se încarcă de pe hard disk, atunci lucrul cu computerul este imposibil. Acest lucru se întâmplă dacă, de exemplu, hard disk-ul sau sistemul de operare este deteriorat. În acest caz, sistemul de operare poate fi încărcat de pe un mediu de stocare extern. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un disc special, care se numește disc de sistem. Această metodă este utilizată pentru a porni computerul la depanare.
Scopul sistemului de operare.
Calculatoarele nu au avut întotdeauna nevoie de un sistem de operare. Dacă un computer putea să pornească, să înceapă să lucreze și să accepte comenzi umane fără un sistem de operare, atunci nu era nevoie de el. Exemple de astfel de „calculatoare” includ console de jocuri. Au și un procesor, RAM în care se află programul în timpul funcționării, există dispozitive de introducere a informațiilor (de exemplu, un joystick), dar nu există sistem de operare sau este complet primitiv.
Programele de jocuri de consolă (și datele lor, cum ar fi muzica și imaginile) sunt stocate într-un cip ROM (situat în cartuşul jocului) sau pe un disc laser. Atunci când un cartuş (sau un disc laser) este introdus în consolă, programul porneşte automat şi nu se asumă niciun alt control decât cel cerut de scriptul jocului, prin urmare nu este nevoie de sistem de operare. Te poți uita la consola din cealaltă parte. Când încărcați un joc, intrați sub controlul „sistemului de operare” al acestuia și puteți face doar ceea ce este prevăzut în joc, de exemplu, „a alerga”, „sări” și „trage”. Limitările sale și natura non-standard nu ne permit să numim un joc video „sistem de operare” fără ghilimele. Acest sistem de operare ar trebui să:
– să fie general acceptat și utilizat ca sistem standard pe multe computere;
– lucrați cu numeroase dispozitive hardware produse de diferite companii, inclusiv în trecut;
– oferă capacitatea de a rula o mare varietate de programe scrise de oameni diferiți și lansate de diferite organizații;
– să furnizeze instrumente pentru verificarea, configurarea și întreținerea computerului, a dispozitivelor acestuia și a programelor care sunt instalate pe acesta.
Interfață hardware și software.
Există doi participanți într-un sistem informatic – software și hardware. Software-ul reprezintă toate programele instalate pe computer, iar hardware-ul sunt componentele și echipamentele care se află în interiorul unității de sistem sau sunt conectate extern.
Relația dintre participanții la un sistem informatic se numește interfață. Interacțiunea dintre diferite noduri este o interfață hardware, interacțiunea dintre programe este o interfață software, iar interacțiunea dintre hardware și programe este o interfață hardware-software.
Într-un computer, interfața hardware este furnizată de producătorii de echipamente. Ei se asigură că toate nodurile au aceiași conectori și funcționează la aceleași tensiuni. Coordonarea dintre software și hardware este realizată de sistemul de operare.
Interfața cu utilizatorul.
Dacă vorbim despre un computer personal, atunci putem indica un terț participant în lucrul cu sistemul informatic - aceasta este o persoană (denumită de obicei utilizator). De asemenea, utilizatorul trebuie să interacționeze cu hardware și software.
Există programe diferite și fiecare trebuie să fie lucrat diferit. Unele programe sunt concepute pentru a funcționa cu o tastatură, altele pentru a funcționa cu un mouse, altele pentru a funcționa cu un joystick sau alte dispozitive de control. Unele programe își prezintă mesajele sub formă de texte pe ecran, altele sub formă de grafică, altele pot să nu folosească deloc ecranul și să producă mesaje sub formă de vorbire sau sunete. Modul în care o persoană interacționează cu un program și un program cu o persoană se numește interfață cu utilizatorul. Dacă un program este realizat în așa fel încât să fie convenabil să lucrezi cu el, se spune că are o interfață ușor de utilizat. Dacă tehnica de lucru cu un program este imediat clară, fără a fi nevoie de a studia instrucțiuni, se spune că are o interfață intuitivă. Conceptul de interfață de utilizator dezvoltată sugerează că programul are capacități mari, dar să înveți să lucrezi cu el nu este ușor. Interfața flexibilă înseamnă că programul poate fi utilizat în multe moduri diferite. Conceptul de interfață rigidă înseamnă că numai o astfel de muncă este posibilă, așa cum este prevăzut în instrucțiuni, și nu alta. Conceptul de interfață primitivă înseamnă că interfața este ușor de învățat, dar incomod de utilizat.
SISTEM DE OPERARE DOS
DOS este primul sistem de operare pentru calculatoare personale, care s-a răspândit și a fost principalul pentru computerele IBM PC din 1981 până în 1995. De-a lungul timpului, a fost practic înlocuit cu sisteme de operare noi, moderne, Windows și Linux, dar în unele cazuri DOS rămâne. convenabil și singurul posibil pentru lucrul pe computer (de exemplu, în cazurile în care utilizatorul lucrează cu echipamente învechite sau software scris cu mult timp în urmă etc.)
Utilizatorii lucrează cu sistemul de operare DOS folosind linia de comandă, nu are propria sa interfață grafică. Sistemul de operare DOS a făcut posibilă lucrarea cu succes cu computerele personale timp de 15 ani, cu toate acestea, această muncă nu poate fi numită convenabilă. DOS a acționat ca un „intermediar” între utilizator și computer și a ajutat la transformarea comenzilor complexe pentru accesarea discurilor în altele mai simple și mai ușor de înțeles, dar pe măsură ce s-a dezvoltat, el însuși a devenit „încărcat” cu o abundență de comenzi și a început să împiedice lucrul cu calculatorul. Astfel, a apărut nevoia unui nou intermediar - atunci au apărut așa-numitele programe shell.
Un shell este un program care rulează sub sistemul de operare și ajută utilizatorul să lucreze cu sistemul de operare. Programul shell arată clar întreaga structură de fișiere a computerului: discuri, directoare, fișiere. Fișierele pot fi căutate, copiate, mutate, șterse, sortate, modificate și executate cu doar câteva apăsări de taste. Simplu, clar, convenabil. Unul dintre cele mai faimoase și răspândite programe shell din întreaga lume se numește Norton Commander (NC). Shell-ul NC ascunde utilizatorului multe inconveniente care apar atunci când lucrați cu sistemul de fișiere MS DOS, de exemplu, cum ar fi necesitatea de a tasta comenzi din linia de comandă. Simplitatea și ușurința de utilizare sunt ceea ce face ca shell-urile de tip NC să fie populare în timpul nostru (acestea includ QDos, PathMinder, XTree, Dos Navigator, Volkov Commander etc.). Shell-urile grafice ale Windows 3.1 și Windows 3.11 sunt fundamental diferite de acestea. Ei folosesc conceptul de așa-numitele „ferestre” care pot fi deschise, mutate pe ecran și închise. Aceste ferestre „aparțin” diferitelor programe și reflectă munca lor.
DOS folosește sistemul de fișiere FAT. Unul dintre dezavantajele sale este restricțiile stricte privind numele fișierelor și directoarelor. Numele poate avea până la opt caractere. Extensia este indicată după punct și constă din cel mult trei caractere. Extensia în numele fișierului este opțională, este adăugată pentru comoditate, deoarece extensia vă permite să aflați ce program a creat-o și tipul de conținut al fișierului. DOS nu face diferența între literele mici și mari cu același nume. Pe lângă litere și cifre, numele și extensia fișierului pot consta din următoarele caractere: -, _, $, #, &, @, !, %, (,), (, ), ", ^. Exemple de fișiere nume în MS DOS: doom .exe, referat.doc.
Deoarece DOS a fost creat cu destul de mult timp în urmă, nu îndeplinește cerințele sistemelor de operare moderne. Nu poate folosi direct cantitățile mari de memorie instalate în computerele moderne. Sistemul de fișiere folosește numai nume scurte de fișiere diverse dispozitive, cum ar fi plăcile de sunet, acceleratoarele video etc., sunt slab acceptate.
Multitasking nu este implementat în DOS, de exemplu. nu poate efectua în mod natural mai multe sarcini (executarea programelor) în același timp. DOS nu are niciun mijloc de control și protecție împotriva acțiunilor neautorizate ale programelor și ale utilizatorului, ceea ce a dus la apariția unui număr mare de așa-numiți viruși.
Unele componente ale sistemului de operare DOS: fișierele disc IO.SYS și MSDOS.SYS (pot fi numite diferit, de exemplu IBMBIO.COM și IBMDOS.COM pentru PC DOS) sunt plasate în RAM la pornire și rămân acolo permanent. Fișierul IO.SYS este o completare la sistemul I/O de bază, iar MSDOS.SYS implementează serviciile de bază ale sistemului de operare de nivel înalt.
Procesorul de comenzi DOS procesează comenzile introduse de utilizator. Procesorul de comenzi se află în fișierul de disc COMMAND.COM de pe discul de pe care pornește sistemul de operare. Unele comenzi ale utilizatorului, cum ar fi type, dir sau copy, sunt executate de shell în sine. Astfel de comenzi se numesc comenzi interne sau încorporate. Pentru a executa alte comenzi de utilizator (externe), procesorul de comenzi caută pe discuri un program cu numele corespunzător și, dacă îl găsește, îl încarcă în memorie și îi transferă controlul. La sfârșitul programului, procesorul de comenzi șterge programul din memorie și afișează un mesaj care indică faptul că este gata să execute comenzi (prompt DOS).
Comenzile externe DOS sunt programe furnizate împreună cu sistemul de operare ca fișiere separate. Aceste programe efectuează sarcini de întreținere, cum ar fi formatarea dischetelor (format.com), verificarea stării discurilor (scandisk.exe), etc.
Driverele de dispozitiv sunt programe speciale care completează sistemul de intrare/ieșire DOS și oferă suport pentru utilizarea nouă sau non-standard a dispozitivelor existente. De exemplu, folosind driverul DOS ramdrive.sys este posibil să lucrați cu un „disc electronic”, adică. o bucată de memorie de calculator care poate fi manipulată în același mod ca un disc. Driverele sunt plasate în memoria computerului când sistemul de operare pornește, iar numele lor sunt specificate într-un fișier special CONFIG.SYS. Acest design facilitează adăugarea de noi dispozitive și vă permite să faceți acest lucru fără a afecta fișierele de sistem DOS.
MICROSOFT WINDOWS
Shell-urile grafice Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 și Widows 3.11 rulau sub MS DOS, adică nu erau sisteme de operare independente. Dar, de când apariția Windows a deschis noi posibilități, Windows nu este numit un shell, ci un mediu. Mediul Windows este caracterizat de următoarele caracteristici care îl deosebesc de alte programe shell:
- Multifunctional. Este posibil să rulați mai multe programe simultan.
– Interfață software unificată. Interacțiunea dintre programele scrise pentru Windows este organizată în așa fel încât să fie posibil să se creeze date în unele programe și să le transfere în alte programe.
- Interfață de utilizator unificată. Odată ce înțelegeți cum funcționează un program scris pentru Windows, nu este greu să înțelegeți altul. Cu cât studiezi mai multe programe, cu atât este mai ușor să studiezi programul următor.
– Interfață grafică cu utilizatorul. Fișierele de programe și de date apar pe ecran ca pictograme. Fișierele sunt manipulate folosind mouse-ul.
– Interfață hardware-software unificată. Mediul Windows a asigurat compatibilitatea unei varietăți de hardware și programe. Producătorilor de echipamente nu le păsa cum să „ghicească” ce programe vor rula dispozitivele lor, au vrut doar să lucreze cu Windows, iar apoi Windows a asigurat funcționarea dispozitivelor. În același mod, dezvoltatorii de software nu mai trebuiau să-și facă griji cu privire la lucrul cu echipamente necunoscute pentru ei. Sarcina lor a fost redusă la asigurarea interacțiunii cu Windows.
Sistemul de operare DOS cu shell-urile sale grafice Windows 3.1 și Windows 3.11 a fost înlocuit cu sisteme de operare cu drepturi depline ale familiei MS Windows (mai întâi Windows 95, apoi Windows 98, Windows 2000, Windows XP). Spre deosebire de Windows 3.1 și Windows 3.11, acestea pornesc automat după pornirea computerului (dacă este instalat doar acest sistem).
În MS Windows, o modificare a sistemului de fișiere FAT – VFAT – este utilizată pentru a stoca fișiere. În el, lungimea numelor de fișiere și directoare poate ajunge la 256 de caractere.
În sistemul de operare Windows, mouse-ul este utilizat pe scară largă atunci când lucrați cu ferestre și aplicații. În mod obișnuit, mouse-ul este folosit pentru a selecta bucăți de text sau obiecte grafice, pentru a bifa și debifa casetele, pentru a selecta comenzile din meniu, pentru a selecta butoanele din bara de instrumente, pentru a manipula controalele din casete de dialog și pentru a „defila” documentele în ferestre.
În Windows, butonul drept al mouse-ului este, de asemenea, utilizat în mod activ. Prin plasarea cursorului mouse-ului peste un obiect și făcând clic dreapta, puteți deschide așa-numitul „meniu contextual”, care conține cele mai comune comenzi aplicabile acestui obiect.
Comenzile rapide vă permit să accesați un program sau un document din mai multe locații fără a crea mai multe copii fizice ale fișierului. Pe desktop puteți plasa nu numai pictograme (pictograme) de aplicații și documente individuale, ci și foldere. Folderele sunt un alt nume pentru directoare.
O inovație semnificativă în Windows 95 a fost bara de activități. În ciuda funcționalității sale limitate, face multitasking clar și face comutarea între aplicații mult mai rapidă decât în versiunile anterioare de Windows. În exterior, bara de activități este o bandă, situată de obicei în partea de jos a ecranului, care conține butoanele aplicației și butonul Start. În partea dreaptă există de obicei un ceas și pictograme mici ale programelor care sunt active în prezent.
Desktop-ul Windows este conceput pentru a le face cât mai ușor posibil pentru utilizatorul începător, oferind în același timp personalizare maximă pentru a se potrivi nevoilor specifice ale utilizatorilor avansați.
SISTEM DE OPERARE LINUX
Linux este un sistem de operare pentru computere și stații de lucru compatibile cu IBM. Este un sistem de operare multi-utilizator cu o fereastră grafică în rețea, X Window System. Sistemul de operare Linux acceptă standarde de sisteme deschise și protocoale Internet și este compatibil cu sistemele Unix, DOS și MS Windows. Toate componentele sistemului, inclusiv codul sursă, sunt distribuite cu o licență pentru copiere și instalare gratuită pentru un număr nelimitat de utilizatori.
Acest sistem de operare a fost dezvoltat la începutul anilor 1990 de Linus Torvald, student la Universitatea din Helsinki (Finlanda), cu participarea utilizatorilor de internet, angajaților centrelor de cercetare, diferitelor fundații și universități.
Ca sistem de operare tradițional, Linux realizează multe dintre aceleași caracteristici ca DOS și Windows, dar sistemul de operare este deosebit de puternic și flexibil. Linux aduce viteza, eficiența și flexibilitatea Unix utilizatorului de computer personal, profitând în același timp de toate beneficiile unui computer personal. Când lucrați cu mouse-ul, toate cele trei butoane sunt utilizate în mod activ, în special, butonul din mijloc este folosit pentru a insera fragmente de text.
Din punct de vedere economic, Linux are un alt avantaj foarte semnificativ - este un sistem gratuit. Linux este distribuit sub Licența Generală Open GNU sub Free Software Foundation, făcând acest sistem de operare disponibil pentru toată lumea. Linux este protejat prin drepturi de autor și nu este în domeniul public, dar Licența publică generală GNU este aproape aceeași cu a le pune la dispoziție publicului. Este proiectat în așa fel încât Linux să rămână liber și în același timp un sistem standardizat. Există o singură versiune oficială a nucleului Linux.
Sistemul de operare Linux a moștenit încă două caracteristici remarcabile de la Unix: este un sistem multi-utilizator și multi-tasking. Multitasking înseamnă că sistemul poate îndeplini mai multe sarcini în același timp. Modul multi-utilizator este un mod în care mai mulți utilizatori pot lucra în sistem simultan, iar fiecare dintre ei interacționează cu sistemul prin intermediul propriului terminal. Un alt avantaj al acestui sistem de operare este abilitatea de a-l instala împreună cu Windows pe un singur computer.
Folosind sistemul Linux, puteți transforma orice mașină personală într-o stație de lucru. În prezent, Linux este sistemul de operare pentru afaceri, educație și programare individuală. Universitățile din întreaga lume folosesc Linux în cursurile de programare și proiectare a sistemelor de operare. Linux a devenit indispensabil în rețelele corporative extinse, precum și pentru organizarea nodurilor de Internet și a serverelor Web.
Linux modern oferă posibilitatea de a utiliza mai multe tipuri de interfețe grafice: KDE (K Desktop Environment), GNOME (GNU Network Model Environment) și altele. În fiecare dintre aceste shell-uri, utilizatorului i se oferă posibilitatea de a lucra cu mai multe desktopuri simultan (în timp ce în MS Windows există întotdeauna un desktop, care trebuie să fie aglomerat cu ferestre).
Un computer oferă diverse resurse pentru a rezolva o problemă, dar pentru a face aceste resurse ușor accesibile oamenilor și programelor lor, este nevoie de un sistem de operare. Ascunde utilizatorului detalii complexe și inutile și îi oferă o interfață convenabilă cu care să lucreze. Sistemele de operare pot oferi alte capabilități: mijloace de protejare a informațiilor stocate pe discurile computerelor; munca mai multor utilizatori pe un singur computer (mod multi-utilizator), capacitatea de a conecta un computer la o rețea, precum și combinarea resurselor de calcul ale mai multor mașini și partajarea acestora (clustering).
Shatsukova L.Z. Informatică. Manual de internet.http://www.kbsu.ru/~book
Anna Chugainova
