Информатика. Для групп: ПК-11 и ПК-12. Преподаватель: Суховерхов Р.В.. ТЕМА: «Операционные системы» Часть 1.. Краткий курс лекции

Информатика

(название учебной дисциплины)

Для групп: ПК-11 и ПК-12

Преподаватель: Суховерхов Р.В.

ТЕМА: «Операционные системы» Часть 1.

Краткий курс лекции

Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS). С 2000-х большое распространение получили мобильные компьютеры (смартфоны и планшеты) и с ними ОС Android и iOS.

ОС является необходимой составляющей ПО ПК, без нее компьютер не может работать в принципе.

ОС выполняет базовые функции:

- управляет файловой системой (просмотр, удаление, копирование, перемещение, переименование);

- запуск и завершение прикладных программ;

- всевозможный сервис (информация о параметрах, их настройка, оптимизация работы и т.д.).

Разработчикам прикладных программ ОС позволяет не думать о деталях реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций по работе с ним.

Основные функции ОС:

- Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

- Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

- Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

- Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

- Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

- Обеспечение пользовательского интерфейса.

- Сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов.

Прикладные программы - это такие программы, предназначение которых направлено на решение определенных задач и непосредственно взаимодействуют с пользователем.

Компьютерные программы необходимы для автоматизации каких-либо процессов, хранения и обработки данных, моделирование, проектирование и т.п. сложных вычислительных процессов. Программы обычно разделяют на два класса: это системные программы и прикладные программы. Первые в основном используются для обработки поступающей информации с какого-нибудь оборудования: сетевой карты, видеокарты, подключенного оборудования, т.е. это те программы, которые взаимодействуют с "железом" или внешними устройствами.

Системное ПО – это совокупность программ для управления аппаратурой компьютера и обеспечения работы прикладных программ. Системное ПО входит в состав программного обеспечения компьютера.

Ядро - это центральный компонент операционной системы. Ядро также считается сердцем операционной системы. Он отвечает за управление всеми процессами, памятью, файлами и т. д. Ядро функционирует на самом низком уровне операционной системы. Он действует как интерфейс (мост) между пользовательским приложением (программным обеспечением) и аппаратным обеспечением. Поэтому связь между программным обеспечением и аппаратным обеспечением осуществляется через ядро.

Встроенное программное обеспечение - Совокупность программ, обеспечивающих функционирование вычислительных средств и их применение. Программное обеспечение - неотъемлемая часть компьютерной системы. Сервис программного комплекса для организации удобного места для работы пользователя.

Дополнительные функции ОС:

- Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

- Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

- Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

- Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на

разграничении доступа к ресурсам.

- Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

- Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

- Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.

В состав ОС непременно входят:

Программный модуль, управляющий файловой системой: процесс работы компьютера в сводится к обмену файлами между устройствами

Командный процессор – специальная программа, 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 – программы, которые управляют работой устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер. Технология «Plug and Play» (подключи и играй) позволяет автоматизировать подключение новых устройств. В процессе установки Windows определяет тип и конкретную модель установленного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении компьютера произво-дится загрузка драйверов в оперативную память. Пользователь имеет возможность вручную установить или переустановить драйверы.

Программные модули графического интерфейса – программы, позволяющие пользователю вводить команды с помощью мыши.

Графический интерфейс пользователя (ГИП, ГПИ) — разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п.), представленные пользователю на дисплее, исполнены в виде графических изображений.

В отличие от интерфейса командной строки, в ГПИ пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода — клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) ко всем видимым экранным объектам (элементам интерфейса) и осуществляет непосредственное манипулирование ими. Чаще всего элементы интерфейса в ГИ реализованы на основе метафор и отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программ неподготовленными пользователями.

Утилиты – сервисные программы для обслуживания дисков (проверять, сжимать, дефрагментировать и тд), выполнения операций с файлами (архивировать, копировать и тд), и работы в компьютерных сетях

Справочная система – получение информации о функционировании ОС в целом и о работе её отдельных модулей

Файлы ОС хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске). Но программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.

Загрузка ОС:

- В ПЗУ содержатся программа тестирования ПК — это BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода).

- После включения питания процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ON Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств компьютера

- После проведения самотестирования происходит поиск загрузчика ОС. Происходит поочередное обращение к имеющимся дискам и поиск на определенном месте (в первом загрузочном секторе диска) наличия специальной программы Master Boot (программы-загрузчика ОС).

- Master Boot загружается в ОС и ей передается управление работой компьютера. Программа ищет файлы операционной системы на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей

- После прохождения всех предварительных процедур производится загрузка ОС с системного диска (дискна котором находятся файлы операционной системы, и с которого производится ее загрузка, называется системным) в оперативную память. Загрузка должна выполняться в соответствии с программой загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти.

Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.

Вопросы самоконтроля

1. Что обязательно входит в состав операционной системы?

2. Что такое Драйвер?

3. Что такое Системное ПО?

4. Встроенное программное обеспечение?

Практическое задание

Каждый студент должен пройти тест «Что ты знаешь о компьютере, OS Windows»

Ссылка на прохождение теста https://onlinetestpad.com/honm3tekkv6s2

Рекомендованные ресурсы:

Операционные системы https://www.youtube.com/watch?v=UQmWM0uZ5Tw

История IBM PC https://www.youtube.com/watch?v=o2yFdGSBRGQ

Советские домашние компьютеры https://www.youtube.com/watch?v=i9zXNtoT0J0

Apple Macintosh и Mac OS X https://www.youtube.com/watch?v=CGPzDJpQ1DI

История Unix https://www.youtube.com/watch?v=-AdPuwn_cyE