Операционные системы, их назначение и разновидности. Понятие файловой системы. ОС Windows

Операционная система (ОС) представляет собой совокупность программ, выполняющих две основные функции: предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффективности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами.

Виртуальная машина — это функциональный эквивалент воображаемого компьютера с заданной конфигурацией, моделируемый программно-аппаратными средствами реального компьютера. ОС скрывает от пользователя особенности физического расположения информации на дисках и осуществляет обработку прерываний (прекращение вычислительного процесса, вызванное требованиями на обслуживание других устройств), управление таймерами и оперативной памятью. В результате пользователю предоставляется виртуальная машина, реализующая работу на логическом уровне.

К современным операционным системам предъявляются следующие требования:

• совместимость — ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
• переносимость — обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
• надежность и отказоустойчивость — предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;
• безопасность — ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
• расширяемость — ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
• производительность — система должна обладать достаточным быстродействием.

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные и многозадачные (OS/2, UNIX, Windows).

Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем. Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. Многозадачность бывает невытесняющая и вытесняющая. В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса. Во втором — решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские и многопользовательские. В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

В сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных.

Кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппаратной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке Си, и перекомпилируется при. переходе на другую платформу.

UNIX — многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС UNIX является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (т. е. система особенно эффективна для специалистов — прикладных программистов).

Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа; реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени; переносимость системы путем написания основной части на языке Си.

Недостаток UNIX — большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы прежде всего на большие локальные и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

ОС MS DOS широко использовалась для персональных компьютеров, построенных на базе процессоров Intel.

В настоящее время MS DOS для управления персональными компьютерами практически не применяется.

Операционные системы Windows — это семейство операционных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME. Windows 95 характеризуется простотой инсталляции, невысокими уровнями защиты данных и устойчивости к сбоям приложений. Windows 95 обладает интуитивно понятным интерфейсом, поддерживает, технологию plug-and-play, содержит встроенные средства для сетевой работы. Windows 98 является развитием Windows 95. Эта версия тесно интегрирована с Web-броузером Internet Explorer и содержит большое количество драйверов к старым и новым устройствам.

Операционная система OS/2 является однопользовательской многозадачной ОС, односторонне программно совместимой с MS DOS и предназначенной для работы с МП 80386 и выше. OS/2 может одновременно выполнять до 16 программ, но среди них только одну, подготовленную для MS DOS.

Важными особенностями OS/2 является наличие многооконного интерфейса пользователя; программных интерфейсов для работы с системой баз данных; эффективных программных интерфейсов для работы в локальных вычислительных сетях. К недостаткам OS/2 относится в первую очередь сравнительно небольшой объем программных приложений, наработанных к настоящему времени.

17.Прикладное программное обеспечение. Классификация.

Назначение программ-архиваторов заключается в экономии места на диске за счет сжатия одного или нескольких файлов в архивный файл. Программы-архиваторы используют для хранения в упакованном виде больших объемов информации, которая понадобится в будущем; переноса информации между компьютерами с помощью дискет или электронной почты; создания в сжатом виде резервных копий файлов; для защиты от компьютерных вирусов. В результате работы программ-архиваторов создаются архивы.

В основе работы программ-архиваторов лежит процедура поиска и перекодирования одинаковых фрагментов содержимого файлов. Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами. Существует множество алгоритмов сжатия данных. Например, метод энтропийного кодирования. Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в архив.

Архивный файл включает оглавление, содержащее следующую информацию о файлах, хранящихся в архиве: имя файла; сведения о каталоге, в котором он находился; дату и время последней модификации файла; размер файла на диске и в архиве;.код циклического контроля для каждого файла, используемый для проверки целостности архива. В качестве расширений архивным файлам по умолчанию устанавливается имя соответствующей программы-архиватора.

Большинство программ-архиваторов позволяют создавать многотомные архивы. Многотомный архив — это последовательность архивных файлов, размер которых не превышает заданного размера тома. Обычно создается при необходимости переноса архива на гибких дисках, если размер архива превышает емкость дискеты.

Самораспаковывающийся архив — это определенным образом обработанный архивный файл, являющийся выполняемым файлом. Выполнение такого файла приводит к распаковке содержащихся в нем файлов. Типовые функции программ-архиваторов следующие;

1. Помещение исходных файлов в архив.
2. Извлечение файлов из архива.
3. Удаление файлов из архива.
4. Просмотр оглавления архива.
5. Версификация (проверка) архива.

В настоящее время наибольшее распространение получили программы-архиваторы, ориентированные на работу под управлением операционной системы Windows. Это WinRAR и. WinZip, отличающиеся большой степенью сжатия, работой с длинными именами файлов и удобным интерфейсом.

Особенно удобным пользовательским интерфейсом обладает программа WinRAR. Этот архиватор поддерживает обработку многих архивных форматов и использует оригинальный алгоритм упаковки, особенно эффективный для исполняемых и текстовых файлов. К важным дополнительным возможностям программы относятся: защита архива при помощи пароля; восстановление поврежденных архивов; создание многотомных и самораспаковывающихся архивов; сохранение комментариев к архивам.

В состав Windows входит ряд стандартных приложений, которые обычно устанавливаются во время инсталляции операционной системы. К этим приложениям относятся встроенный текстовый редактор WordPad, графический редактор Paint, калькулятор Cаlc.

Графический редактор Paint содержит функции редактирования графического объекта, масштабирование рисунка, растягивание и вращение изображения, сохранение изображения в виде обоев рабочего стола и т. д.

Программа Калькулятор позволяет производить вычисления, используя те же приемы, что и при работе с обычным настольным калькулятором. Возможности калькулятора можно увеличить, переключившись в меню Вид с режима Стандартный на режим Инженерный. В этом режиме используется расширенный набор вычислительных операций, вычисления могут производиться в различных системах счисления, имеется возможность обработки статистики.