Что такое ОС, операционная система — это программный комплекс
Операционная система (ОС) является системным программным обеспечением, благодаря которому приводится в действие технические средства компьютера. Это программное обеспечение координирующее работу ЭВМ и производящее управление другими программными модулями посредством скоординированной последовательности операций.
Функциональные характеристики ОС:
- Осуществление работы компьютера, в том числе и персонального и его периферийных устройств по принципу ввода/вывода информации;
- Обеспечивает систему, организовывающую и хранящую файлы;
- Организовывает взаимодействие пользователя и компьютера.
Типы операционных систем
Сегодня новые компьютеры идут с предустановленной операционной системой. Большинство людей используют ту операционную систему, которая поставляется с компьютером, но её можно модернизировать или даже переустановить на другую. Тут достаточно знать базовые основы работы с ОС, и вы сможете работать за любым компьютером.
Рассмотрим три наиболее распространённые ОС для персональных компьютеров Microsoft Windows, Apple macOS, и Linux.
Современные операционные системы используют Графический Интерфейс Пользователя, или GUI, который позволяет использовать мышь, наводить указатель на значки, кнопки, меню и всё это наглядно отображаются на экране с помощью комбинации графики и текста.
У каждого GUI свои стили, даже версии ОС отличаются стилем и оформлением. Но, это никак не затрудняет работу на компьютере, наоборот, только делает её проще.
Если вернутся немного в прошлое, то перед графическим интерфейсом, компьютеры имели интерфейс командной строки — это означало, что пользователь должен был вводить команды в командной строке, а компьютер отображал это в виде текста на чёрном экране. Тогда это было фантастикой, а сегодня покажется обычному пользователю медленным и неудобным.
Операционная система: назначение и состав
На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации Microsoft Widows, а также свободно распространяемая операционная система Liux.
На персональных компьютерах фирмы Apple используются различные версии операционной системы Mac OS.
На рабочих станциях и серверах наибольшее распространение получили операционные системы Widows T/2000/XP и UIX.
Назначение операционной системы
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.
Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.
Состав операционной системы
Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
1. Управление файловой системой. Процесс работы компьютера сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.
2. Командный процессор. Специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.
3. Драйверы устройств. Специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Технология «Plug ad Play» (подключай и играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование.
4. Графический интерфейс. Используется для упрощения работы пользователя.
5. Сервисные программы или утилиты. Программы, позволяющие обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (архивировать и т.д.), работать в компьютерных сетях и т.д.
6. Справочная система. Позволяет оперативно получить информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.
Загрузка операционной системы
После включения компьютера происходит загрузка операционной системы с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполнятся в соответствии с программой загрузки. Однако для того, чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находится в оперативной памяти. Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.
Самотестирование компьютера
В состав компьютера входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы – это BIOS(Basic Iput/Output System – базовая система вввода/вывода).
После включения питания или нажатия кнопки RESET на системном блоке компьютера или одновременного нажатия комбинации клавиш на клавиатуре процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST(Power-OSelf Test). Производится тестирование работоспособности компьютера.
В процессе тестирования сначала могут выдаваться диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов.
После успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора.
Загрузка операционной системы
После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам и поиск в определенном месте наличия специальной программы Master Boot(программы загрузчика операционной системы).
Если системный диск и программа-загрузчик оказываются на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера.
Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «osystem disk» и компьютер остается неработоспособным.
Процесс загрузки операционной системы
После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору.
Назначение и состав операционной системы компьютера. Загрузка компьютера
Операционная система — важнейшая часть системного программного обеспечения, которая организует процесс выполнения задач на ЭВМ, распределяя для этого ресурсы машины, управляя работой всех ее устройств и взаимодействием с пользователем.
Ресурсы компьютера: процессорное время, память всех видов, устройства ввода/вывода, программы и данные.
Hardware (компьютерное оборудование) и software (программное обеспечение).
Функции операционной системы.
Обязательно изложить
Операционная система организует совместную работу компьютерного оборудования и прикладного программного обеспечения и служит своеобразным программным расширением управляющего устройства компьютера.
Зачем нужен еще один дополнительный программный слой По нескольким причинам. Во-первых, невозможно заложить в компьютер информацию обо всех устройствах, которые к нему могут быть подсоединены. Загружаемая (а следовательно, изменяемая) программная часть, обеспечивающая работу компьютерной аппаратуры, решает данную проблему. Во-вторых, наличие операционной системы очень существенно облегчает разработку нового прикладного ПО, поскольку все наиболее часто встречающиеся при работе с компьютерным оборудованием функции сконцентрированы в ОС и о них уже не надо заботиться. В-третьих, пользователь получает стандартный интерфейс для диалога с ПО, что существенно облегчает освоение новых программ.
ОС современного компьютера выполняет следующие функции.
• Организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере. Планирование работ, распределение ресурсов.
• Организация обмена с внешними устройствами. Хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок.
• Запуск и контроль прохождения задач пользователя.
• Реакция на ошибки и аварийные ситуации. Контроль за нормальным функционированием оборудования.
• Обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам (программам, драйверам, информации о конфигурации и т.п.).
• Обеспечение общения с пользователем.
• Сохранение конфиденциальности информации в многопользовательских системах.
Значительная часть операционной системы загружена в память постоянно. Программы для некоторых редко используемых операций типа форматирования дискет чаще всего оформляются в виде самостоятельных служебных программ и хранятся на внешних носителях. Такие программы часто называют утилитами. Кроме того, в ОС, как правило, включают небольшой стандартный набор самого необходимого программного обеспечения, например, простейший текстовый редактор.
Процесс загрузки ОС в заметно упрощенном виде выглядит так. При включении компьютера стартует выполнение программы начальной загрузки, находящейся в ПЗУ. Сначала ищется и тестируется установленное оборудование. Если все устройства функционируют нормально, информация о них запоминается и происходит переход к поиску начального загрузчика операционной системы. Он может находиться на жестком диске, на дискете, на CD-ROM и даже быть получен с помощью сетевой платы. Поэтому компьютер опрашивает перечисленные устройства по очереди до тех пор, пока не обнаружит требуемую информацию. Загрузчик представляет собой не что иное, как программу дальнейшей загрузки. Он загружает в ОЗУ остальную часть операционной системы, и машина сможет, наконец, нормально общаться с пользователем.
Современные компьютеры в основном используют внешние устройства Plug and Play (переводится «включил и работай»), поэтому они способны в процессе загрузки’ сообщить процессору свои основные характеристики и условия работы.
Желательно изложить
Первые операционные системы (СР/М, MS-DOS, Unix) вели диалог с пользователем на экране текстового дисплея: человек вводил очередную команду, а компьютер, проверив ее, либо выполнял, либо отвергал по причине ошибки. Такие системы в литературе принято называть ОС с командной строкой.
Развитие графических возможностей дисплеев привело к появлению графического интерфейса, когда объекты манипуляций в ОС изображаются в виде небольших рисунков, а необходимые действия тем или иным образом выбираются либо из меню, либо с помощью манипулятора «мышь». Примерами операционных систем с графическим интерфейсом служат MacOS (для компьютеров Macintosh), OS/2 и Windows.
Для «классических» ОС с командной строкой довольно четко выделяются три основные части:
• машинно-зависимая часть для работы с конкретными видами оборудования;
• базовая часть, не зависящая от конкретных деталей устройств: она работает с абстрактными логическими устройствами и при необходимости вызывает функции из предыдущей части; отвечает за наиболее общие принципы работы ОС;
• программа ведения диалога с пользователем.
Состав операционных систем с графическим интерфейсом типа Windows заметно шире, но в целом имеет похожее строение.
Порядок опроса устройств при поиске начального загрузчика ОС может быть легко изменен с помощью коррекции сведений о конфигурации компьютерного оборудования (BIOS setup).
Примечание для учителей
По сравнению с билетом для 9-го класса в тексте вопроса нет прямого упоминания о типе интерфейса. Именно поэтому нам пришлось перенести достаточно важный материал об ОС с командной строкой и с графическим интерфейсом в необязательный раздел. Кстати, очень забавно, когда формулировка билета в одиннадцатом классе меньше, чем в девятом.
Примечание для учеников
Лучше не механически заучивать перечисленные для изложения факты, а постараться разобраться в них и привести для себя в какую-то определенную систему. Может быть, постараться дать каждому из них короткое легко понятное вам название и запоминать уже эти названия. В любом случае не забывайте, что в ответе на экзамене ценится не дословность воспроизведения материала, а умение им пользоваться, т.е. объяснять и отвечать на вопросы.
Билет 14. Назначение и состав операционной системы компьютера. Загрузка компьютера
Операционная система – это важнейшая часть системного программного обеспечения, которая организует процесс выполнения задач на ЭВМ, распределяя для этого ресурсы машины, управляя работой всех ее устройств и взаимодействием с пользователем. Иными словами, это своеобразный администратор компьютера, распределяющий его ресурсы так, чтобы пользователь мог решать свои задачи максимально удобно (ресурсами компьютера являются процессорное время, память всех видов, устройства ввода/вывода, программы и данные).
Роль операционной системы можно наглядно представить себе с помощью рисунка. В центре его изображен собственно компьютер, т.е. все то оборудование, которое стоит на вашем столе и которое можно непосредственно «потрогать руками» (в информатике эта часть часто называется hardware – техническое обеспечение). Внешней оболочкой является разнообразное программное обеспечение (software), позволяющее многочисленным пользователям решать свои прикладные задачи из всех областей человеческой деятельности. Операционная система (ОС) организует их совместную работу и служит своеобразным программным расширением управляющего устройства компьютера. Вы можете спросить: а так ли нужен еще один дополнительный слой? Очень нужен, учитывая тот факт, что невозможно заложить в системный блок информацию обо всех устройствах, которые к нему могут быть подсоединены. И, кроме того, новое устройство может быть изобретено уже после изготовления компьютера! Отсюда очевидно, что загружаемая (а следовательно, изменяемая) программная часть, обеспечивающая работу компьютерной аппаратуры, совершенно необходима.
С другой стороны, наличие операционной системы очень существенно облегчает разработку нового программного обеспечения. Все наиболее часто встречающиеся при работе компьютера задачи сконцентрированы в ОС. Поэтому программисту уже не требуется заботиться о размещении своей программы в объеме памяти каждого конкретного компьютера или описывать отдельные технические детали взаимодействия со всевозможными внешними устройствами разнообразных фирм-изготовителей – для этого достаточно просто обратиться к соответствующей функции операционной системы. Если бы об этом не заботилась ОС, каждая программа должна была бы самостоятельно проверять наличие дискеты в дисководе при записи информации или факт подключения принтера перед печатью на бумагу. И таких ситуаций существует великое множество.
Но наличие ОС удобно и пользователю. Поскольку на современных компьютерах диалог с ним ведется именно средствами ОС, то интерфейс (способ взаимодействия с человеком) во всех программах получается примерно одинаковым. Так, освоив 2-3 программы в системе Windows, пользователь может довольно быстро научиться работать с еще одной, даже совершенно новой для него.
ОС решает целый комплекс важных задач управления компьютером. Сформулируем их по возможности более полно:
· организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере – планирование работ, распределение ресурсов;
· организация обмена с внешними устройствами – хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок;
· запуск и контроль прохождения задач пользователя;
· реакция на ошибки и аварийные ситуации, контроль за нормальным функционированием оборудования;
· обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам (программам, драйверам, информации о конфигурации и т.п.);
· обеспечение общения с пользователем;
· сохранение конфиденциальности информации в многопользовательских системах.
Операционные системы разные (MS-DOS, Windows, Linux, Mac OS, UNIX и др.), но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.
Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.
Командный процессор. В состав операционной системы входит специальная программа – командный процессор, – которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.
Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так далее. Операционная система должна эту команду выполнить.
Драйверы устройств. К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается.
В состав операционной системы входят драйверы устройств – специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.
Технология «Plug and Play» (подключи и играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование. В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера производится загрузка драйверов в оперативную память.
Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы.
Графический интерфейс. Первые операционные системы (DOS от Microsoft и др.) являлись операционными системами с интерфейсом командной строки – необходимо вводить команды с помощью клавиатуры. Развитие графических возможностей дисплеев привело к коренному изменению принципов взаимодействия человека и компьютера. Командная строка была безвозвратно вытеснена графическим интерфейсом, когда объекты манипуляций в ОС изображаются в виде небольших рисунков, а необходимые действия тем или иным образом выбираются из предлагаемого машиной списка – так называемого меню. В состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши.
Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (копировать, перемещать, удалять, переименовывать, архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.
Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.
