Cum funcționează sistemul de operare. Sisteme de operare „gratuite”.

Capitolul 2 Sistemul de operare Windows La locul de muncă Comenzi rapide și foldere Fișiere Windows Lucrul cu fișiere Computerul rulează sistemul de operare Windows. În general, diferite versiuni de Windows (95, 98, 2000, Me, XP...) sunt diferite una de cealaltă. Dar principalul lor avantaj este

Sistem de operare preinstalat Laptopurile construite pe platforma PC sunt de obicei preinstalate cu unul dintre cele trei sisteme de operare: DOS, Linux sau Microsoft Windows. Toate cele trei opțiuni (desigur, vorbim doar despre calculatoare licențiate iar sistemele de operare!) au

Sistem de operare Ce este un „sistem de operare”? Titlul este alarmant. Chiar înainte de a începe să înveți un computer, este timpul să ai grijă de sănătatea ta? Și așa liniștește-te, nu avem nevoie de medici, ca totul să fie în ordine în prietenul nostru de fier

Ideea despre ce este un sistem de operare s-a schimbat de-a lungul timpului. Primele calculatoare au fost folosite doar pentru rezolvare probleme matematice, iar programele erau algoritmi de calcul scrisi în coduri de mașină. 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 posibil executare simultană mai multe programe, în legătură cu aceasta, au fost creați algoritmi de comutare a 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, a program special, care controlează 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. Programe de aplicație au început să conțină doar implementarea algoritmului lor și accesul la monitor pentru algoritmi auxiliari, folosind în același timp un set special de reguli numit interfață de programare a aplicației. Aplicat interfata software a permis crearea unor 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 „monitor rezident” a fost transformat în nucleul sistemului de operare.

Pornirea computerului. BIOS.

De obicei, computerul pornește când porniți alimentarea. panoul frontal unitate de sistem, Cu toate că calculatoare moderne dispun de astfel de mijloace de consum economic de energie electrică care să permită să nu fie oprite. Pornirea unui computer este cel mai important moment al funcționării unui computer - în acest moment nu există date sau programe în RAM. Transferați-le de la hard disk este imposibil să intri în 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 conţină întotdeauna anumite informatii, 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 integrat în placa de baza calculator. 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-uri, precum 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 sunt deteriorate. În acest caz, sistemul de operare poate fi încărcat de pe un mediu de stocare extern. Pentru asta ai nevoie disc special, care se numește sistemic. 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” ar putea fi 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. Când cartuşul (sau disc laser) este introdus în consolă, programul pornește automat și 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 recunoscut și utilizat ca sistem standard pe multe computere;

– lucrați cu numeroase dispozitive hardware produse de diferite companii, inclusiv în trecut;

– oferă posibilitatea de a lansa cel mai mult diferite programe, scris de diferiți oameni și lansat 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 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 hardware. Se asigură că toate nodurile au aceiași conectori și funcționează cu tensiuni egale. Coordonarea dintre software și hardware este realizată de sistemul de operare.

Interfața cu utilizatorul.

Dacă despre care vorbim despre un computer personal, atunci puteți indica un terț participant în lucrul cu sistem informatic– aceasta este o persoană (numită 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 presupune că programul mari oportunități, dar să înveți să lucrezi cu el nu este ușor. O interfață flexibilă înseamnă că programul poate fi folosit de mulți oameni căi 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 computere personale, care s-a răspândit și a fost principalul pentru calculatoare IBM PC din 1981 până în 1995. De-a lungul timpului, a fost practic înlocuit de sisteme de operare noi, moderne, Windows și Linux, dar în unele cazuri DOS rămâne convenabil și singurul mod de a lucra pe un computer (de exemplu, în cazurile în care utilizatorul lucrează cu tehnologie învechită sau software scris cu mult timp în urmă etc.)

Utilizatorii lucrează cu sistemul de operare DOS folosind Linie de comanda, nu are propriul GUI. 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 totul structura fișierului computer: discuri, directoare, fișiere. Fișierele pot fi căutate, copiate, mutate, șterse, sortate, modificate și executate cu doar câteva apăsări de taste. Simplu, clar, convenabil. Se numește unul dintre cele mai faimoase și răspândite programe shell din întreaga lume Comandantul Norton(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 vremurile noastre (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” diverse programeși 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 nicio distincție între litere mici și litere mici cu același nume. cu litere mari. 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 fișierele sunt slab acceptate diferite dispozitive precum plăci de sunet, acceleratoare video etc.

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 fișier disc COMMAND.COM 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 noi sau utilizare non-standard dispozitivele disponibile. De exemplu, folosind driverul DOS ramdrive.sys este posibil să lucrați cu „ 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 fișiere 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 atunci apariția Windowsului S-au deschis noi posibilități; Windows nu se numește 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. Cum mai multe programe studiul, cel mai usor de studiat programul ulterior.

– 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 „ghicesc” 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 de fișier este utilizată pentru a stoca fișiere. sisteme FAT– VFAT. 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 Click dreapta mouse, puteți deschide așa-numitul „ meniul contextual", conținând 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 mici, face mecanismul multitasking clar și accelerează foarte mult procesul de comutare între aplicații în comparație cu Versiuni anterioare 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 active în acest moment.

Muncitor Masa Windows conceput pentru a face munca cât mai ușoară posibil pentru utilizatorul începător, oferind în același timp opțiuni maxime de personalizare pentru a se potrivi nevoilor specifice ale utilizatorilor experimentați.

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 sisteme deschiseși protocoalele Internet și este compatibil cu sisteme Unix, DOS, MS Windows. Toate componentele sistemului, inclusiv textele sursă, sunt distribuite cu o licență de 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 pune la dispoziția utilizatorului calculator personal viteza, eficiența și flexibilitatea Unix, profitând în același timp de toate avantajele mașinilor personale. Când lucrați cu mouse-ul, toate cele trei butoane sunt utilizate în mod activ, în special, butonul din mijloc folosit pentru a introduce fragmente de text.

Din punct de vedere economic, Linux are un alt avantaj foarte semnificativ - acesta sistem liber. 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.

Din Sistem de operare Unix Sistemul Linux are încă două caracteristici remarcabile: 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 un sistem Linux, puteți masina personala A se transforma în stație de lucru. În a noastră Ora Linux este un sistem de operare pentru afaceri, educație și programare individuală. Universitățile din întreaga lume folosesc Linux pentru cursuri de pregatire privind programarea și proiectarea sistemelor de operare. Linux a devenit indispensabil într-o gamă largă de rețele corporative, precum și pentru organizarea site-urilor 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