Работа на персональных компьютерах с различными операционными системами.
Операционные системы, под руководством которых работают прикладные программные средства, реализуют следующий ряд функций:
· Обеспечение интерфейса пользователя. По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки, при котором основным устройством управления является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после ее утверждения, например, нажатием клавиши Enter. Для компьютеров платформы IBM PC интерфейс командной строки обеспечивается семейством операционных систем под общим названием MS-DOS.
· Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве органа управления, кроме клавиатуры, может использоваться мышь или адекватное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. Активный элемент управления - указатель мыши - графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие). Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. В его распоряжении приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.
|
|
|
· Обеспечение автоматического запуска. Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых операционных систем в специальной (системной) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска. Недисковые операционные системы используются в специализированных вычислительных системах (например, в компьютеризированных устройствах автоматического управления). Математическое обеспечение таких систем содержится в микросхемах ПЗУ и его можно условно рассматривать как аналог операционной системы, автоматический запуск которой осуществляется аппаратно. При подаче питания процессор обращается к фиксированному физическому адресу ПЗУ (его можно изменять аппаратно с использованием логических микросхем), с которого начинается запись программы инициализации операционной системы.
|
|
|
· Организация файловой системы. Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы - табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о месте нахождения файла на диске хранятся в системной области диска в FAT-таблицах - таблицах размещения файлов. Нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске. Поэтому к таблице предъявляются особые требования надежности, и она имеет дубликат. Идентичность таблиц регулярно контролируется средствами операционной системы.
· Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор, размер которого равен 512 байт. Поскольку размер FAT-таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мб, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры - наименьшие единицы адресации к данным, размер которых не фиксирован и зависит от емкости диска.
|
|
|
· Операционные системы MS-DOS, OS/2, Windows 95 и Windows NT реализуют 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов. Такая файловая система называется FAT16. Она позволяет разместить в FAT-таблицах не более 65536 записей (216). Размер кластера для дисков объемом от 1 до 2 Гб составляет 32 Кб (64 сектора), что не является рациональным расходом рабочего пространства, поскольку файл (даже очень маленький) полностью занимает весь кластер и ему соответствует только одна адресная запись в FAT-таблице. Если файл большой и располагается в нескольких кластерах, то в последнем кластере все равно остается часть свободного пространства, что приводит к его нерациональному использованию.
Обслуживание файловой системы. Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной форме, пользователю они предоставляются в виде иерархической структуры. Все необходимые преобразования берет на себя операционная система. К функции обслуживания файловой системы относятся следующие операции:
-создание файлов и присвоение им имен;
|
|
|
-создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
-переименование файлов и каталогов (папок);
-копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
-удаление файлов и каталогов (папок);
-навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
-управление атрибутами файлов.
-Управление установкой, исполнением и удалением приложений. С точки зрения управления исполнением приложений, различают однозадачные и многозадачные операционные системы. Однозадачные операционные системы (например, MS-DOS) передают все ресурсы вычислительной системы одному исполняемому приложению и не допускают ни параллельного выполнения другого приложения (полная многозадачность), ни его приостановки и запуска другого приложения (вытесняющая многозадачность). Параллельно с однозадачными операционными системами возможна работа только специальных резидентных программ, которые не опираются на операционную систему, а непосредственно работают с процессором, используя его систему прерываний.
Большинство современных графических операционных систем является многозадачными. Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между задачами и обеспечивают возможность:
-одновременной или поочередной работы нескольких приложений;
-обмена данными между приложениями;
-совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.
Надежность вычислительной системы во многом зависит от того, как операционная система управляет работой приложений. Операционная система должна предоставлять возможность прерывания работы приложений по желанию пользователя и снятия сбойной задачи без ущерба для работы других приложений. При этом требование надежности операционной системы может входить в противоречие с требованием ее универсальности. Например, наиболее универсальные операционные системы семейства Windows 95 и Windows 98 могут испытывать общесистемные сбои из-за работы с приложениями, недостаточно четко соблюдающими их спецификацию. Операционные системы семейства Windows NT и OS/2 обладают повышенной устойчивостью и не выходят из строя при сбое приложений, но имеют меньшую универсальность, и соответственно парк доступных приложений для них ограничен. Вопрос надежности операционной системы особо остро стоит для программистов. В процессе отладки программ возможны многочисленные сбои из-за несовершенства их кода.
Обеспечение взаимодействия с аппаратным обеспечением. Средства аппаратного обеспечения вычислительной техники отличаются большим многообразием, поэтому ни один разработчик программного обеспечения не может предусмотреть все варианты взаимодействия своей программы с аппаратными средствами. Гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем поддерживается за счет создания разработчиком оборудования специальных программных средств управления оборудованием - драйверов, предназначенных для основных операционных систем. Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с прикладными программами, а диспетчеризация обращений прикладных программ к драйверам устройств является одной из функций операционной системы.
В операционной системе MS-DOS драйверы устройств загружались как резидентные программы, напрямую работающие с процессором и другими устройствами материнской платы. Участие операционной системы сводилось к предоставлению пользователю возможности загрузки драйвера, после чего драйвер перехватывал прерывания, используемые для обращения к устройству, и управлял его взаимодействием с вызывающей программой. Загрузка драйверов устройств осуществлялась двумя способами. Ручная загрузка производилась после первоначальной загрузки компьютера, когда пользователь сам выдавал команды на загрузку драйверов. Автоматическая загрузка реализовалась с помощью команд на загрузку и настройку драйверов, включенных в состав файлов, автоматически читаемых при загрузке компьютера. Например, в MS-DOS такие файлы назывались файлами конфигурации: autoexec. bat и config. sys. В эти файлы включали команды загрузки драйвера мыши, дисковода CD-ROM, звуковой карты, расширенной памяти и пр.
Если же устройство подключается к устаревшей шине ISA и не является самоустанавливающимся, то в этом случае операционная система не может динамически выделять ему ресурсы, но при распределении ресурсов для самоустанавливающихся устройств она учитывает ресурсы, захваченные им.
Обслуживание компьютера. Предоставление операционной системой основных средств обслуживания компьютера обычно реализуется за счет включения в ее базовый состав служебных приложений.
Средства проверки дисков. Надежность работы дисков определяет надежность работы компьютера и безопасность хранения данных. Средства проверки дисков реализуются в двух категориях: средства логической проверки - проверки целостности файловой структуры; средства физической диагностики поверхности. Логические ошибки, как правило, устраняются средствами операционной системы, а физические дефекты поверхности только локализуются, операционная система принимает во внимание факт повреждения магнитного слоя в определенных секторах и исключает их из работы.
Средства "сжатия" дисков. Некоторые операционные системы предоставляют служебные средства для программного сжатия дисков путем записи данных на диск в уплотненном виде посредством специального драйвера (резидентного для MS-DOS или работающего в фоновом режиме для Windows).
Средства управления виртуальной памятью. Ранние операционные системы ограничивали возможность использования приложений по объему необходимой для их работы оперативной памяти. Например, без специальных драйверов (менеджеров оперативной памяти) операционная система MS-DOS ограничивала предельный размер исполняемых программ до 640 Кб. Современные операционные системы не только обеспечивают непосредственный доступ ко всему полю оперативной памяти, установленной в компьютере, но и позволяют ее расширить за счет создания виртуальной памяти на жестком диске.
Средства кэширования дисков. Взаимодействие процессора с дисками происходит медленнее операций обмена с оперативной памятью, поэтому операционная система сохраняет прочитанные данные с диска в оперативной памяти. Если процессору или программному коду потребуется обратиться к ранее считанным данным, то он может найти их в области ОЗУ, называемой дисковым кэшем. В ранних операционных системах функции кэширования диска возлагались на внешнее программное средство, подключаемое через файлы конфигурации. В современных операционных системах эту функцию включают в ядро системы, и она работает автоматически, без участия пользователя, хотя определенная возможность настройки размера кэша за ним сохраняется.
Средства резервного копирования данных. Ценность данных, размещенных на компьютере, принято измерять совокупностью затрат, которые может понести владелец в случае их утраты. Важным средством защиты данных является регулярное резервное копирование на внешний носитель. В связи с особой важностью этой задачи операционные системы обычно содержат базовые средства для выполнения резервного копирования.
Прочие функции операционных систем.Кроме основных (базовых) функций, операционные системы могут предоставлять различные дополнительные функции:
· возможность поддержки функционирования локальной компьютерной сети без специального программного обеспечения;
· обеспечение доступа к основным службам Интернета средствами, интегрированными в состав операционной системы;
· возможность создания системными средствами сервера Интернета, его обслуживание и управление посредством удаленного соединения;
· наличие средств защиты данных от несанкционированного доступа, просмотра и внесения изменений;
· возможность оформления рабочей среды операционной системы, в том числе и средствами, относящимися к категории мультимедиа;
· возможность обеспечения комфортной поочередной работы различных пользователей на одном персональном компьютере с сохранением персональных настроек рабочей среды каждого из них;
· возможность автоматического исполнения операций обслуживания компьютера по заданному расписанию или под управлением удаленного сервера;
· возможность работы с компьютером для лиц, имеющих физические недостатки, связанные с органами зрения, слуха и другими.
Кроме перечисленных функций, операционные системы могут включать минимальный набор прикладного программного обеспечения, которое можно использовать для исполнения простейших практических задач:
· чтения, редактирования и печати текстовых документов;
· создания и редактирования простейших рисунков;
· выполнения арифметических и математических расчетов;
· ведения дневников и служебных блокнотов;
создания, передачи и приема сообщений электронной почты;
· создания и редактирования факсимильных сообщений;
· воспроизведения и редактирования звукозаписи;
· воспроизведения видеозаписи;
· разработки и воспроизведения комплексных электронных документов, включающих текст, графику, звукозапись и видеозапись.
Конкретный выбор операционной системы определяется совокупностью предоставляемых функций и конкретными требованиями к рабочему месту. По мере развития аппаратных средств вычислительной техники и средств связи, функции операционных систем непрерывно расширяются, а средства их исполнения совершенствуются.
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 не вытесняющая (NetWare, Windows3/95/98) и вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX). 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 (MS DOS, Windows Зх, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). 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.
В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС 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.
Самыми популярными производителями операционных систем можно назвать: Корпорация Microsoft, GNU/Linux, Mac OS.
Windows XP - Одна из самых популярных операционных систем мира была выпущена в 2001году. Названием ее послужило англоязычное слово eXPerience - опыт. И опыт в то время у корпорации Microsoft действительно уже был не маленький, ведь за их плечами было уже создано несколько операционных систем в частности это - Windows 95 (1995года), Windows NT4 выпущенная в том же году, Windows 98 (1998 года), Windows Me (2000 года), Windows 2000 Professional.
Основным преимуществом этой операционной системы стал более дружелюбный для пользователя интерфейс. Окошки программы разукрасили в красочные цвета, появились фоновые рисунки в папках, множество красивых ярлыков на рабочем столе программы. Но вместе с красотой программы у нее появились более высокие требования к аппаратной части компьютера, в прочем создатели продумали возможность отключения украшательств, обеспечивая тем большую производительность компьютера.
В этой версии Windows появилась возможность записывать диски без дополнительных программ. Функция удаленного администрирования, теперь при какой либо неисправности вам могут оказать удаленную помощь специалисты из службы поддержки Microsoft или просто какой-либо опытный пользователь, имея подключение к вашему персональному компьютеру.
Windows XP выпускается в трех версиях:
· Professional - для профессионального использования, с расширенными сетевыми настройками и администрированием сетей.
· Home - для домашнего использования, подходит большинству пользователей.
· 64-Bit Edition - операционная система для специализированных областей применения, устанавливается на компьютерную систему на базе процессора Intel Itanium.
Windows Vista - Эта операционная система была призвана стать достойной сменой Windows XP в 2007году. Но после долгожданного выхода ее в свет, многие приверженцы корпорации Microsoft были разочарованы этим продуктом. Здесь имеет смысл отметить ее «сыроватость» в первые месяца ее существования. Низкая производительность даже на очень мощных персональных компьютерах и нестабильная работа - это первое впечатление о новой операционной системе. Разочаровала Vista многих покупателей бюджетных ноутбуков, так как каждый производитель старался поставить ее в комплект к ноутбуку, даже если его системные требования были значительно скромнее, чем в заявленных требованиях данной программы. Люди, оказавшись с таким ноутбуком, где Vista в комплекте через неделю использования обращались за помощью к специалистам с просьбой о переходе пусть на более старую, но до боли знакомую в работе, а главное стабильную Windows XP.
Решением для всех этих проблем стало: выход первого сервис пака (SP-1), а так же многочисленные мелкие обновления, после которых эта операционная система показала достойную производительность. Сама установка новой операционной системы существенно облегчена, с этой несложной задачей может справиться даже не опытный пользователь. При работе вам в помощь множество подсказок и полезных утилит, облегчающих работу пользователю.
Windows 7 - Самая свежая операционная система от корпорации Microsoft. В основу этой операционной системы были заложены принципы: высокой производительности, надежности в работе, безопасности в сети Интернет и совместимости с различными программными продуктами. Удобный графический интерфейс программы: значки программ стали крупными, на панели задач появился эффект прозрачности, визуально расширяет рамки рабочего стола. Очередным новшеством можно назвать поддержку интерфейса - мультитач. Интерфейс мультитач работает на специальных дисплеях с активной матрицей, то есть у вас есть возможность использовать компьютер без манипулятора мышь и даже без клавиатуры, при помощи стилуса или просто проводя пальцем по дисплею вы выполняете всю работу, если нужно вызывая специальную экранную клавиатуру. В новой программе предусмотрено масса средств не только для работы на компьютере, но и для отдыха. В компьютере установлено 11 игр, которые помогут скоротать время в часы бездействия. Познакомиться с бесчисленным количеством нововведений вы сможете только установив Windows 7 на свой компьютер.
GNU/Linux - Эта операционная система была разработана в результате трудов тысяч независимых специалистов по программированию. Четкого географического центра создания у Linux нет, так же как и нет организации, которая могла бы являться владельцем. Присоединиться к рядам создателей или создать свой проект может каждый, а если работа окажется успешной, то известности среди пользователей этой операционной системы долго ждать не придется. В тестировании новых программ для Linux принимают участие множество пользователей, они имеют прямую связь с создателями и это дает возможность быстро выявлять ошибки в программах и исправлять их. Именно такая динамика в работе является большим преимуществом в разработке и усовершенствовании этой программы.
Преимущества:
Мощная и стабильная операционная система. Стабильность вызвана компонентным построением, отказ одной программы не вызывает сбой всей системы. Следствием высокой стабильности является - эффективность. Большинство программ, выполняя свою задачу, используют стандартные средства операционной системы, а не свой собственный ресурс. Ну и напоследок - безопасность. Архитектура программы с ограничением доступа практически исключает вероятность поражения вирусом, это значит, что не нужно тратить время и деньги на выбор, поиск, покупку и установку антивирусного программного обеспечения.
Linux - бесплатная операционная система, что тоже является, бесспорно, преимуществом перед Windows и Mac OS, особенно это важно для предприятий с большим количеством компьютеров.
Основным недостатком этой операционной системы является очень слабая рекламная деятельность, связанная прежде всего с тем, что Linux это не коммерческий продукт. Microsoft Windows завоевал весь компьютерный мир, это результат деятельности многолетней и очень грамотной маркетинговой компании этой корпорации.
Linux - вполне достойная альтернатива другим операционным системам и скорость развития ее прямо пропорциональна ее популярности среди пользователей. Если вас, что то не устраивает вашей операционной системе, будьте решительны и смелы, ведь у вас теперь есть выбор это - LINUX.
Mac - Операционная система от американской корпорации Apple. Корпорацию Apple можно без сомнения назвать одним из пионеров в компьютерной области. Первая Mac OS была выпущена ещё в 1984 году, представляла собой переделанную BSD/UNIX платформу. Но не смотря на родственное происхождение, Mac OS и Linux имеют большие отличия:
· Mac OS устанавливается только на компьютеры Macintosh от корпорации Apple (без помощи особо продвинутых пользователей, т.е. хакеров).
· Mac OS коммерческое программное обеспечение и его свободное распространение запрещено, в отличие от Linux.
Основными же преимуществами операционной системы можно назвать - отсутствие вирусов, т.к. вирусы, созданные под Windows, не могут работать на платформе Unix. Теоретически конечно вирусы существуют, но их количество ничтожно мало, поэтому в использовании антивируса есть смысл, если только вы не хотите передать вирус пользователю Windows через почту или другим способом, обмениваясь файлами. Однако вместе с ростом популярности Mac OS количество вирусов написанных именно для нее будет увеличиваться.
Количество программ под Mac OS не настолько велико как у Windows, но все что нужно обычному пользователю есть. Это исключает путаницу в выборе и не превращает компьютер в сборник программ сомнительного качества. Сама концепция Apple по отношению к созданию программ заключается в том, что для выполнения определенного действия требуется одна программа, только самая лучшая. Поэтому множество программ работающих на Mac OS очень надежны и имеют графически понятный интерфейс.
К недостаткам этой операционной системы можно отнести стоимость, она несколько выше, чем у Windows. Но цена, прежде всего, связана с повышенной надежностью и сверхмодным дизайном этой фирмы. Корпорация Apple сосредоточена на выпуске мощных, профессиональных компьютеров для выполнения сложных задач по проектированию и графике.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 128; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!