Понятие, значение и основные задачи
операционной системы
Взаимодействие человека и компьютера сегодня стало настолько простым, что работать с ним может даже ребенок. Используя манипулятор мышь, мы можем буквально пальцем указывать компьютеру, что нужно делать. Происходит это благодаря операционной системе.
Как известно, компьютер в современном виде появился далеко не сразу. Первые компьютеры были очень громоздкими и дорогостоящими. Управлять ими могли исключительно профессионалы, четко понимающие все тонкости их устройства и работы. Для управления компьютерами использовались специальные программы, создаваемые при помощи двоичного кода. Windows или чего-нибудь подобного тогда еще не существовало.
С тех пор многое изменилось. Эволюцию прошли как сами компьютеры (аппаратная их часть), так и программы для них. Сегодня ребенок младшего школьного возраста способен за несколько минут научиться решать на компьютере задачи, которые раньше отняли бы кучу времени даже у профессионалов. Взаимодействие человека и компьютера стало настолько простым, что работать с ним могут все. Используя манипулятор мышь (или проще говоря, мышку), мы можем буквально пальцем указывать компьютеру, что и куда нужно скопировать, переместить, вырезать, заменить, переименовать, открыть, закрыть и т.д. Компьютер понимает все наши жесты, переводя их на понятный для себя язык, самостоятельно выполняя расчеты, сохраняя результаты на жестком диске, правильно используя при этом ресурсы процессора, оперативной памяти и других устройств, входящих в состав системы, и не задает никаких лишних вопросов.
Никто из нас уже даже и не задумывается над тем, что еще совсем недавно для того, чтобы заставить компьютер выполнить даже элементарную задачу, нужно было составлять специальные алгоритмы действий. Это в свою очередь требовало особых знаний, дополнительных затрат времени и не доставляло никакого удовольствия.
Сегодня же человек взаимодействует с компьютерным железом не непосредственно, а через специальную программную прослойку, берущую на себя автоматическое решение всех задач по обеспечению слаженной работы устройств компьютера (процессора, оперативной памяти, запоминающего устройства и др.), а также позволяющую человеку управлять ими удобным для себя способом.
Этой программной прослойкой и является операционная система.
Возможно, понять, что такое операционная система, и осознать ее значение в современном компьютере будет легче, если сравнить компьютер с человеком. В таком случае частями тела компьютера будут процессор, материнская плата, оперативная память, запоминающее устройство, блок питания и другие «железки», входящие в его состав (подробнее об устройстве компьютера читайте здесь). Все эти части в сборе представляют собой единый компьютерный организм (тело). Непосредственно общаться с аппаратной частью компьютера человеку очень тяжело (ну что ты возьмешь с простых железок). Интеллектом компьютера является операционная система. Она заставляет все части компьютерного организма правильно взаимодействовать между собой. Она же взаимодействует и с окружающей средой, в частности, с человеком.
Наличие у компьютера операционной системы позволяет пользователю комфортно общаться с компьютером. Ему (пользователю) не приходится иметь дело непосредственно с процессором, оперативной памятью или другим частям организма и упрашивать эти железки что-то сделать. Человек обращается к разуму компьютера, к его операционной системе, которая понимает собеседника «с полуслова» и с легкость заставляет подчиненную ей аппаратную часть компьютера выполнять все просьбы пользователя.
Таким образом, операционная система компьютера решает три важные задачи:
1) обеспечивает функционирование аппаратного обеспечения компьютера как единого целого, управляет ресурсами процессора, оперативной памяти и других устройств системы;
2) взаимодействует с пользователем, интерпретирует его действия (команды) в понятный компьютеру язык и заставляет его выполнить их;
3) позволяет приспосабливать компьютер к решению определенного круга задач путем установки и управления работой соответствующих программ.
Как и человеческий разум, операционную систему можно развивать и совершенствовать, устанавливая дополнительные программы. В нашем примере эти программы можно сравнить со своеобразными новыми навыками и умениями у человека. Например, чтобы научить компьютер играть с вами в шахматы, необходимо установить в операционную систему соответствующую программу – игру «Шахматы». Чтобы работать с текстом, операционную систему необходимо дополнить текстовым процессором Word или какой-нибудь другой аналогичной программой.
Одни и те же задачи могут решаться при помощи разных программ. У пользователя практически всегда есть выбор. В Интернете существует достаточно много каталогов программного обеспечения. Некоторые программы вы можете найти на этом сайте (см. меню сайта).
Для лучшего понимания сообщу, что при создании компьютера порядок действий специалиста-компьютерщика следующий:
1. Физически сложить компьютер, соединив в единое целое материнскую плату, процессор, оперативную память и другие устройства (создать тело компьютера);
2. Установить на компьютер операционную систему (снабдить тело интеллектом);
3. Установить необходимые дополнительные программы (развитие навыков компьютера в нужном пользователю направлении).
Операционная система Windows
Причина заключается в том, что Windows проста и удобна в использовании, в ней просто устанавливать программы, она поддерживает несколько фирменных технологий, в частности DirectX, без которого невозможно бы было играть в компьютерные игры, и т.д.
Компания Microsoft, разрабатывающая эту операционную систему, на продаже лицензий к ней заработала большие деньги. Ее основатель (Бил Гейтс) входит в число самых богатых людей планеты.
Современные версии Windows (XP, Vista, 7, 8) являются универсальными и кроме основных утилит для управления компьютером, уже содержат в своем составе базовое программное обеспечение. После установки этой операционной системы пользователь может решать основные задачи, не устанавливая дополнительные программы.
В частности, смотреть видео и слушать музыку можно при помощи проигрывателя Windows Media, для просмотра страниц Интернета предназначен встроенный браузер Internet Explorer, работать с текстом позволит Блокнот и WordPad и т.д. Но, как уже было сказано выше, одни и те же задачи можно решать при помощи разных программ.
Поэтому если вам не нравится встроенный в операционную систему проигрыватель Windows Media, вы всегда можете установить другой проигрыватель (их существует очень много), вместо Internet Explorer можно установить Firefox, Opera или любой другой браузер, и т.д. Не нужно ограничивать себя использованием только штатных средств Windows. Альтернативных программных решений очень много. О том, как устанавливать программы в Windows, читайте здесь.
Роль и назначение операционной системы Microsoft Windows
Операциоонная систеема, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.
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.
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.
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.
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.
Windows 3.1 и 3.11 является надстройкой над DOS, однако между ними существуют серьёзные различия — именно они позволяют называть Windows операционной системой.
в Windows вы можете последовательно запустить несколько (а не строго одно, как в DOS) приложений и переключаться между ними в процессе работы. Некоторые приложения, в зависимости от задачи, могут продолжать работать, находясь в запущенном, но неактивном состоянии.
В Windows используется неактивный режим работы процессора (protected mode), и программа пользователя уже не может влезть в какую ей угодно область памяти и делать там что вздумается.
Большим преимуществом Windows 3.11 стала возможность работы в одно-ранговой сети или с выделенным сервером. Теоретически, можно забыть про приобретение специального сетевого программного обеспечения и обойтись только средствами Windows 3.11. Однако на практике в локальной сети всё-таки лучше ставить специальное сетевое ПО, а уже поверх него — Windows 3.11. Тем более что в Windows предусмотрена поддержка не только своей сети, но и других сетевых протоколов.
Возможность использования в программах виртуальной памяти — (иными словами, выделение программе шести мегабайт памяти на машине с физическими четырьмя) также весьма удобна. И хотя в таком режиме компьютер заметно замедляет свою работу, бывает очень важно, чтобы “требовательная” программа работала уж как-нибудь, чем никак.
Windows распахивает перед пользователями фантастический мир мультимедиа, измерения которого системе DOS и не снились. DOS могла позволить воспроизведение максимум небольших мультфильмов — способности Windows трудно перечислить: это компьютерные игры, электронные энциклопедии, интерактивная графика и многое другое.
Функции операционной системы
• Управление выполнением процессов посредством их создания, завершения или приостановки и организации взаимодействия между ними.
• Планирование очередности предоставления выполняющимся процессам времени центрального процессора (диспетчеризация). Процессы работают с центральным процессором в режиме разделения времени: центральный процессор выполняет процесс, по завершении отсчитываемого ядром кванта времени процесс приостанавливается и ядро активизирует выполнение другого процесса. Позднее ядро запускает приостановленный процесс.
• Выделение выполняемому процессу оперативной памяти. Ядро операционной системы дает процессам возможность совместно использовать участки адресного пространства на определенных условиях, защищая при этом адресное пространство, выделенное процессу, от вмешательства извне. Если системе требуется свободная память, ядро освобождает память, временно выгружая процесс на внешние запоминающие устройства, которые называют устройствами выгрузки. Если ядро выгружает процессы на устройства выгрузки целиком, такая реализация системы UNIX называется системой со свопингом(подкачкой); если же на устройство выгрузки выводятся страницы памяти, такая система называется системой с замещением страниц.
• Выделение внешней памяти с целью обеспечения эффективного хранения информации и выборка данных пользователя. Именно в процессе реализации этой функции создается файловая система. Ядро выделяет внешнюю память под пользовательские файлы, мобилизует неиспользуемую память, структурирует файловую систему в форме, доступной для понимания, и защищает пользовательские файлы от несанкционированного доступа.
• Управление доступом процессов к периферийным устройствам, таким как терминалы, ленточные устройства, дисководы и сетевое оборудование. Выполнение ядром своих функций довольно очевидно. Например, оно узнает, что данный файл является обычным файлом или устройством, но скрывает это различие от пользовательских процессов. Так же оно, форматируя информацию файла для внутреннего хранения, защищает внутренний формат от пользовательских процессов, возвращая им неотформатированный поток байтов. Наконец, ядро реализует ряд необходимых функций по обеспечению выполнения процессов пользовательского уровня, за исключением функций, которые могут быть реализованы на самом пользовательском уровне. Например, ядро выполняет действия, необходимые shell’у как интерпретатору команд: оно позволяет процессору shell читать вводимые с терминала данные, динамически порождать процессы, синхронизировать выполнение процессов, открывать каналы и переадресовывать ввод-вывод. Пользователи могут разрабатывать свои версии командного процессора shell с тем, чтобы привести рабочую среду в соответствие со своими требованиями, не затрагивая других пользователей. Такие программы пользуются теми же услугами ядра, что и стандартный процессор shell.
| Расширения файлов | Форматы |
| arj, zip, rar | Форматы архивных файлов |
| .exe .msi | Исполняемые форматы (форматы программных файлов) |
| .txt .doc .docx . rtf .pdf .odt | Текстовые форматы |
| .jpg .jpeg .tiff .psd .bmp. | Графические форматы |
| .cdr .ai | Форматы векторной графики |
| .pm6 .p65 .cs5 .cs6 | Форматы программы для верстки |
Список использованной литературы и электронных ресурсов:
