ОС Windows. Назначение и функции операционной системы

Операционная система (ОС) — это комплекс программного обеспечения, предназначенный для снижения стоимости программирования, упрощения доступа к системе, повышения эффективности работы.

Назначение операционной системы можно разделить на четыре основные составляющие Организация (обеспечение) удобного интерфейса между приложениями и пользователями, с одной стороны, и аппаратурой компьютера – с другой. Вместо реальной аппаратуры компьютера ОС представляет пользователю расширенную виртуальную машину, с которой удобнее работать и которую легче программировать.

2. Организация эффективного использования ресурсов компьютера. ОС не только представляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является своеобразным диспетчером ресурсов компьютера. К числу основных ресурсов современных вычислительных систем относятся процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители, принтеры, сетевые устройства, и др. Эти ресурсы определяются операционной системой между выполняемыми программами. В отличие от программы, которая является статическим объектом, выполняемая программа – это динамический объект, он называется процессом и является базовым понятием современных ОС.

3. Облегчение процессов эксплуатации аппаратных и программных средств вычислительной системы. Ряд операционных систем имеет в своем составе наборы служебных программ, обеспечивающие резервное копирование, архивацию данных, проверку, очистку и дефрагментацию дисковых устройств и др.

Кроме того, современные ОС имеют достаточно большой набор средств и способов диагностики и восстановления работоспособности системы. Сюда относятся:

— диагностические программы для выявления ошибок в конфигурации ОС;

— средства восстановления последней работоспособной конфигурации;

— средства восстановления поврежденных и пропавших системных файлов и др.

4. Возможность развития. Современные ОС организуются таким образом, что допускают эффективную разработку, тестирование и внедрение новых системных функций, не прерывая процесса нормального функционирования вычислительной системы. Большинство операционных систем постоянно развиваются (нагляден пример Windows).

Функции операционной системы:

— связь с пользователем в реальном времени для подготовки устройств к работе, переопределение конфигурации и изменения состояния системы.

— выполнение операций ввода-вывода; в частности, в состав операционной системы входят программы обработки прерываний от устройств ввода-вывода, обработки запросов к устройствам ввода-вывода и распределения этих запросов между устройствами.

— управление памятью, связанное с распределением оперативной памяти между прикладными программами.

— управление файлами; основными задачами при этом являются обеспечение защиты, управление выборкой и сохранение секретности хранимой информации.

— обработка исключительных условий во время выполнения задачи

— появление арифметической или машинной ошибки, прерываний, связанных с неправильной адресацией или выполнением привилегированных команд.

— вспомогательные, обеспечивающие организацию сетей, использование служебных программ и языков высокого уровня.

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Билет 25 вопр 1

Под графическим пользовательским интерфейсом (GUI — Graphical User Interface) понимается некоторая система (среда), служащая для органи-зации диалога ПС с пользователем на основе графического многоокон-ного представления данных. В среде GUI организацию всего взаимодействия с пользователем берет на себя именно сама среда, оставляя ПС делать только свою работу.

К общим принципам, лежащим в основе графического пользова-тельского интерфейса, относятся:

— графический режим работы;

— представление ряда объектов пиктограммами;

— использование указывающего устройства — мыши;

— адекватность изображения на экране изображаемому объекту (принцип WYSIWIG — What You See Is What You Get);

— стандартизация всех основных действий и элементов (все програм-мы для данной графической среды выглядят и ведут себя совершен-но одинаково, используют одинаковые принципы функционирования);

— наличие большого числа стандартных элементов (кнопок, полей ре-дактирования, переключателей и т.д.), которые могут использоваться при конструировании ПС, делая их похожими в обращении и облегчая процесс их написания.

В основе современного графического пользовательского интерфейса лежат две основные концепции.

Первой из них является понятие программы, управляемой данными.

Как правило, эта концепция практически реализуется через ме-ханизм сообщений. Внешние устройства (клавиатура, мышь, таймер) посы-лают сообщения модулям программы о наступлении тех или иных событий (например, при нажатии клавиши или передвижении мыши). Поступающие сообщения попадают в очередь сообщений, откуда извлекаются приклад-ной программой.

Таким образом, программа не должна все время опрашивать мышь, клавиатуру и другие устройства в ожидании, не произошло ли чего-нибудь, заслуживающего внимания. Когда событие произойдет, программа получит извещение об этом с тем, чтобы надлежащим образом его обработать. По-этому программы для таких сред обычно представляют собой цикл обработ-ки сообщений: извлечь очередное сообщение, обработать его, если оно ин-тересно, либо передать стандартному обработчику сообщений, обычно вхо-дящему в систему и представляющему собой стандартные действия системы в ответ на то или иное событие.

Сообщения могут посылаться не только устройствами, но и отдель-ными частями программы (в частности, возможна посылка сообщения себе). Так один модуль может послать сообщение другому модулю, или меню посылает сообщение о выборе определенного пункта. При этом существует также способ прямой посылки сообщения, минуя очередь, когда непосредст-венно вызывается обработчик сообщений адресата.

Второй основополагающей концепцией является понятие окна как объекта. Окно — это не просто прямоугольная область на экране, это и про-грамма (процедура, функция), способная выполнить различные действия, присущие окну. Одним из основных таких действий является реагирование на поступающие сообщения и посылка сообщений другим объектам.

Одной из основных функций окна является перерисовка содержания окна. Любое окно должно уметь при получении соответствующего запроса перерисовать себя (или свою часть) на экране. Перерисовка может реализо-вываться или как реакция на специальное сообщение, или как виртуальная функция (при использовании объектно-ориентированных языков). В состав любой GUI обязательно входит достаточно мощный графический модуль, обеспечивающий выполнение всех основных графических операций и под-держивающий отсечение изображения по заданной (в том числе и довольно сложной) области отсечения. За счет этого реализуется возможность перери-совки фрагмента окна — устанавливается область отсечения, совпадающая с требуемым фрагментом, а затем выполняется запрос на перерисовку. При от-работке запроса на перерисовку окна можно определить размер текущей об-ласти и не пытаться рисовать то, что заведомо будет отсечено.

Среди окон вводятся отношения принадлежности и следования, т.е. любое окно может иметь окно-родителя, которому оно принадлежит, и, сле-довательно, задается во внутренних координатах родительского окна, отсе-кается в размерах родительским окном и уничтожается при уничтожении ро-дительского окна. Любое окно может иметь и принадлежащие ему окна (по-докна), причем последние некоторым образом упорядочиваются. Тем самым окна могут образовывать древовидные структуры подчинения.

Родительское окно и принадлежащие ему подокна могут обменивать-ся сообщениями друг с другом. Эти сообщения обычно разделяются на два класса — запрос на выполнение окном некоторого действия и сообщение, опо-вещающее окно о том, что в другом окне (обычно подокне) произошли неко-торые изменения.

Любая подобная система должна предоставлять для работы некото-рый стандартный набор типов окон, из которых пользователь может стро-ить свои программы.

В состав окна могут входить другие окна и действовать при этом как единое целое. Например, в состав окна-списка может входить скроллер.

Среди окон обычно выделяются окна, предназначенные для ведения диалога с пользователем, ввода данных и т.п. Обычно в их основе лежит стандартное окно с большим набором подокон, играющих роль управляющих элементов. Как правило, диалоговое окно (или процедура, ведущая диалог) снабжается специальной функцией для координации работы управляющих элементов. Например, диалог для выбора файла.

Кроме стандартных окон пользователь может создавать свои собст-венные типы окон, либо добавляя какие-то новые свойства, либо переопреде-ляя часть старых и наследующих все остальное.

При работе с клавиатурой важную роль играет понятие фокуса ввода. Фокус ввода — это то окно, которому поступают все сообщения от клавиатуры.

Существует несколько способов перемещения фокуса ввода:

— при нажатии кнопки мыши фокус передается тому окну, над кото-рым это произошло;

— окна диалога обычно переключают фокус между управляющими элементами диалога при нажатии определенных клавиш (стандартно это Tab и Shift-Tab);

— посредством явного вызова функции установки фокуса ввода.

Окну, теряющему фокус ввода, обычно посылается уведомление об этом, и оно может предотвратить переход фокуса от себя. Окну, получаю-щему фокус, передается сообщение о том, что оно получило фокус ввода.

26 билет 1 вопрос

Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 9 | Нарушение авторских прав

Понятие операционной системы, ее функции и виды

Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организация взаимодействия пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

основные функции (простейшие ОС) :

• Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение;
• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);
• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память);
• Управление энергонезависимой памятью (Жёсткий диск, Компакт-диск и т.д.), как правило с помощью файловой системы;
• Пользовательский интерфейс;

дополнительные функции (развитые современные ОС) :

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);
• Взаимодействие между процессами;
• Межмашинное взаимодействие (компьютерная сеть);
• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от злонамеренных действий пользователей или приложений;
• Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

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 (MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадачные (OS/2, UNIX, Windows).

В настоящий момент около 90% компьютеров используют КС Windows. Более широкий класс ОС ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относятся семейство UNIX, разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows), сетевые продукты Novell и корпорации IBM.

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).

Недостаток UNIX — большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной. целом ОС семейства UNIX ориентированы прежде всего на большие локальные (корпоративные) и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

DOS (ДОС) — семейство операционных систем для компьютеров, расшифровывается как «дисковая операционная система», что означает её ориентированность на использование дисковых накопителей, таких как жёсткий диск и дискета.

Существовали операционные системы с таким названием для больших ЭВМ производства IBM и их клонов в 60-80-х гг. XX века.

DOS является однозадачной операционной системой. После запуска управление передаётся прикладной программе, которая получает в своё распоряжение все ресурсы компьютера и может осуществлять ввод/вывод посредством как функций предоставляемых операционной системой, так и функций базовой системы ввода/вывода, а также работать с устройствами напрямую. MS-DOS (сокр. от англ. Microsoft Disk Operating System — дисковая ОС от Microsoft) — коммерческая операционная система для персональных компьютеров фирмы Microsoft. MS-DOS — самая известная ОС из семейства DOS, ранее устанавливаемая на большинство компьютеров.

В настоящее время MS DOS для управления персональными компьютерами практически не применяется. Однако ее не следует считать полностью исчерпавшей свои возможности и потерявшей актуальность. Низкие требования к аппаратным ресурсам оставляют DOS перспективной для практического использования. Так, в 1997 г. компания СаШега начала работы по адаптации DR DOS (аналог MS DOS) к рынку встроенных ОС мелких высокоточных устройств, присоединяемых к Интернету и интрннет-сетям. К этим устройствам относятся кассовые аппараты, факсы, персональные цифровые ассистенты, электронные записные книжки и др.

Операционные системы Windows — это семейство операционных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME, WindowsXP (первые две обычно называют операционными оболочками, поскольку ОС DOS для них устанавливалась отдельно).