Это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ

Вид материала

Лекция

Содержание ОС UNIX (Linux). Основные характеристики Файловая система. Интерфейс пользователя. WINDOWS состоят из двух частей: первая часть - базовая система ввода и вывода - BIOS Программное обеспечение сетевых ОС распределено по узлам сети UNIX, Windows NT, Novell Netware ОС Novell Netware Free Commander Total Commander Volkov Commander UNIX. Сейчас существуют десятки операционных систем, которые можно объединить под общим названием UNIX. Причины популярности UNIX Наличие стандартов. Простой, но мощный модульный пользовательский интерфейс. Использование единой, легко обслуживаемой иерархической файловой системы. Очень большое количество приложений, в том числе свободно распространяемых

Подобный материал:

• Сравнение, 244.19kb.
• Прикладное по это комплекс программ для решения задач определённого класса конкретной, 271.12kb.
• Комплекс системных программных средств, предназначенных для эффективного управления, 120.53kb.
• Билет 12 Программное обеспечение компьютера, состав и структура. Назначение операционной, 57.76kb.
• Системные программы обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы, 72.25kb.
• Ос это комплекс программ, обеспечивающих возможность рационального использования оборудования, 182.65kb.
• Программа или совокупность программ, управляющая основными действиями эвм, ее периферийными, 38.72kb.
• 1. Назначение и функции операционных систем, 6091.11kb.
• Уровни рассмотрения, 314.07kb.
• Выполнил ученик 11 «А» класса, 443.51kb.

Лекция 5. Системное программное обеспечение

Назначение и состав системного ПО. Операционные системы (ОС) как средство распределения и управления ресурсами. Развитие и основные функции ОС. Сетевые ОС. Понятие интерфейса. Однозадачные и многозадачные ОС. Многопользовательские ОС. Понятие файловой системы. Драйверы.

Операционные оболочки. Назначение. Основные характеристики.

Операционная система Windows 2000/XP. Основные характеристики. Интерфейс пользователя. Работа с приложениями (установка, запуск, завершение работы, удаление). Технология Plug and Play. Начальная загрузка. Помещение на диск. Файловая система. Приложения, обслуживающие файловую систему. Обмен данными между приложениями. Настройка. Справочная система. Возможности запуска приложений MS DOS.

^ ОС UNIX (Linux). Основные характеристики Файловая система. Интерфейс пользователя.

Вспомогательные системные программы (утилиты). Их назначение. Основные характеристики. Диагностика, тестирование и обслуживание ЭВМ. Восстановление удаленных данных. Проверка дисков на наличие логических и физических ошибок. Оптимизация дисков.


Итак, системное ПО предназначено для обеспечения взаимодействия различных программ компьютера с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, а также содержит средства обеспечения пользовательского интерфейса.

Интерфейс может быть:

• командным (ранние версии MS DOS, UNIX, Linux);
  
• псевдографическим (оболочки типа Norton Commander);
  
• графическим (Windows, Linux).
  

Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие 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:

• осуществление диалога с пользователем;
  
• ввод-вывод и управление данными;
  
• планирование и организация процесса обработки программ;
  
• распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);
  
• запуск программ на выполнение;
  
• всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
  
• передача информации между различными внутренними устройствами;
  
• программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
  

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

Файловая система является одной из важнейших подсистем, поскольку вся информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Обращения к файловой системе прикладные программы осуществляют через функции прерываний ОС. С их помощью выполняются все файловые операции: создание и удаление файлов и каталогов, запись и чтение данных, получение справочной информации и др. Файловая система работает с внешними накопителями с помощью драйверов, последние, в свою очередь, пользуются помощью BIOS.

Система управления памятью используется для распределения основной памяти выполняемым программам. Управление памятью выполняется с помощью блоков управления памятью – МСВ (Memory Control Block). Память разбивается на блоки, каждому блоку предшествует МСВ, в котором записываются характеристики этого блока. Для вновь запускаемой программы выделяется нужное количество блоков. При освобождении памяти и при выполнении новых запросов на выделение памяти также используются МСВ с проверкой правильности их содержимого.

Система управления программами при запуске сначала обращается к системе управления памятью для подготовки нужного количества блоков. С помощью файловой системы файл с программой загружается в основную память. При необходимости программа настраивается на физический адрес размещения, затем ей передается управление. С помощью системы управления программами решаются также задачи запуска оверлейных программ (программ с перекрытиями) и задачи обеспечения работы резидентных программ (постоянно присутствующих в основной памяти).

Система связи с драйверами устройств. В ОС предполагается, что прикладные программы не должны непосредственно вызывать драйверы устройств. По-видимому, такой запрет введен для обеспечения совместимости различных версий ОС. Поэтому операции ввода/вывода в прикладных программах, как правило, выполняются через обращения к ОС, которая при необходимости обращается за помощью к драйверам.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Операционные системы MS - DOS и ^ WINDOWS состоят из двух частей:

• первая часть - базовая система ввода и вывода - BIOS (англ. Basic Input - Output System) размещающается в постоянном запоминающем устройстве;
  
• вторая - основная часть операционной системы представляет собой набор файлов, находящихся на одном из дисков, называемом системным. BIOS обеспечивает считывание с диска основной части операционной системы.
  

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

• однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;
  
• однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;
  
• однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;
  
• многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.
  

Сетевое программное обеспечение предназначено для организации совместной работы группы пользователей на разных компьютерах. Позволяет организовать общую файловую структуру, общие базы данных, доступные каждому члену группы. Обеспечивает возможность передачи сообщений и работы над общими проектами, возможность разделения ресурсов.

К основным функциям сетевых ОС относят:

• управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).
  
• управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети.
  
• коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др.
  
• защиту от несанкционированного доступа — важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов.
  
• обеспечение отказоустойчивости характеризуется сохранением работоспособности системы при воздействии дестабилизирующих факторов. Отказоустойчивость обеспечивается применением для серверов автономных источников питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Под отображением обычно понимают наличие в системе двух копий данных с их расположением на разных дисках, но подключенных к одному контроллеру. Дублирование отличается тем, что для каждого из дисков с копиями используются разные контроллеры. Очевидно, что дублирование более надежно. Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов, что однако требует дополнительных затрат на приобретение оборудования.
  
• управление сетью связано с применением соответствующих протоколов управления. Программное обеспечение управления сетью обычно состоит из менеджеров и агентов. Менеджером называется программа, вырабатывающая сетевые команды. Агенты представляют собой программы, расположенные в различных узлах сети. Они выполняют команды менеджеров, следят за состоянием узлов, собирают информацию о параметрах их функционирования, сигнализируют о происходящих событиях, фиксируют аномалии, следят за трафиком, осуществляют защиту от вирусов. Агенты с достаточной степенью интеллектуальности могут участвовать в восстановлении информации после сбоев, в корректировке параметров управления и т.п.
  

^ Программное обеспечение сетевых ОС распределено по узлам сети. Имеется ядро ОС, выполняющее большинство из охарактеризованных выше функций, и дополнительные программы (службы), ориентированные на реализацию протоколов верхних уровней, выполнение специфических функций для коммутационных серверов, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относят также драйверы сетевых плат. Для каждого типа ЛВС разработаны разные типы плат и драйверов. Внутри каждого типа ЛВС может быть много разновидностей плат с разными характеристиками интеллектуальности, скорости, объема буферной памяти.

В настоящее время наибольшее распространение получили основные сетевые ОС — ^ UNIX, Windows NT, Novell Netware и Linux.

ОC UNIX применяют преимущественно в крупных корпоративных сетях, поскольку эта система характеризуется высокой надежностью, возможностью легкого масштабирования сети. В Unix имеется ряд команд и поддерживающих их программ для работы в сети. Во-первых, это команды ftp, telnet, реализующие файловый обмен и эмуляцию удаленного узла на базе протоколов TCP/IP. Во-вторых, протокол, команды и программы UUCP, разработанные с ориентацией на асинхронную модемную связь по телефонным линиям между удаленными Unix-узлами в корпоративных и территориальных сетях.

ОС Windows NT включает серверную (Windows NT Server) и клиентскую (Windows NT Workstation) части и, тем самым, обеспечивает работу в сетях «клиент/сервер». Windows NT обычно применяют в средних по масштабам сетях.

^ ОС Novell Netware состоит из серверной части и оболочек Shell, размещаемых в клиентских узлах. Предоставляет пользователям возможность совместно использовать файлы, принтеры и другое оборудование. Содержит службу каталогов, общую распределённую базу данных пользователей и ресурсов сети. Эту ОС чаще применяют в небольших сетях.

OC Linux - это полная многозадачная многопользовательская операционная система (точно также как и другие версии UNIX). Это означает, что одновременно много пользователей могут работать на одной машине, одновременно выполнять много программ. Linux достаточно хорошо совместим с рядом стандартов для UNIX (насколько можно говорить о стандартизации UNIX) на уровне исходных текстов. Большинство свободно распространяемых по сети Internet программ для UNIX может быть откомпилировано для LINUX практически без особых изменений.


Любая информация хранится на дисках в виде файлов. Каждая программа - это тоже файл. Каждый файл имеет название - имя файла, состоящее из двух частей, которые при написании соединяются точкой:

• основное имя, содержащее от 1 до 8 символов для MS DOS;
  
• расширение имени до 3 символов.
  

По правилам DOS все файлы, которые являются программами и могут сами выполняться на ПК, имеют расширения COM или ЕХЕ. Расширение ТХТ имеют файлы, содержащие текстовую информацию в свободном формате, а расширение DOC - файлы с текстами, имеющими определенную форму. Расширение BAS присуще файлам, написанным на языке BASIC, PAS - на языке PASCAL, FOR - на языке FORTRAN и т.д.

Кроме управления процессором и памятью, ОС также должна управлять другим важным ресурсом - устройствами внешней памяти, в данном случае дисководами и винчестерами. Доступ на самом низком уровне осуществляется с помощью портов, это очень трудоемко и прикладными программами используется крайне редко. ОС предоставляет доступ к диску на уровне файлов.

Диск ОС можно рассматривать как последовательность секторов. Доступ на уровне секторов осуществляется через BIOS. Первый сектор - загрузочный, далее следует таблица размещения файлов (FAT) и ее копия (для надежности), за ней корневой каталог. Остальные сектора сгруппированы в кластеры. В корневом каталоге хранятся 32-байтные записи, состоящие из имени и расширения файла, его атрибутов, даты создания, длины в байтах и начального кластера. Все остальные каталоги есть просто файлы со специальными атрибутами, которые содержат такие же записи.

Список всех файлов на диске называется каталогом диска. Каталог - это специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов, сведения о их размере, времени создания и т.д. На каждом диске может быть несколько каталогов. Из них один главный (или корневой) каталог, в котором регистрируются файлы и подкаталоги (каталоги 1-го уровня). Подкаталог - это файл, содержащий список других файлов. В каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и каталоги 2-го уровня и т.д. Получается иерархическая древообразная структура каталогов. Каталог, с которым в настоящее время работает пользователь, называется текущим . Цепочки подчиненных каталогов обозначаются их именами, разделяемыми знаком "\" Если этот знак стоит перед первым именем, значит выше по иерархии находится только корневой каталог.

Для точного нахождения файла необходимо кроме имени указать его местоположение - цепочку подчиненных каталогов. Такая цепочка называется маршрутом , или путем , по файловой системе.

Персональная ПК имеет несколько магнитных дисков. Каждый диск имеет имя (номер), который задается латинской буквой с двоеточием, например А:,В: и т.д. Принято, что диски А: и В: - это гибкие диски, а диски С:, D: и т.д. - жесткие.

Диск, на котором записана DOS, называется системным (или загрузочным) диском. Признаком того, что вы работаете в ОС, служит появление на экране приглашения C:\>_, свидетельствующее о том, что система готова принимать команды. Любая команда набирается на клавиатуре и вводится в систему нажатием клавиши .


Операционная система MS DOS.

Операционная система MS DOS имеет развитые средства доступа ко всем аппаратным компонентам, обладает достаточно гибкой файловой системой, основанной на иерархической структуре каталогов, удобным командным языком.

Основными компонентами MS DOS являются:

• Базовая система ввода-вывода (BIOS) – BIOS (Basic Input/Output System) - находится в ПЗУ ПК и устанавливает связь между обладающими некоторыми особенностями техническими средствами и стандартизированным ПО, а именно с ОС. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных функций ОС, связанных с вводом-выводом. BIOS в ПЗУ содержит также тест функционирования ПК, проверяющий работу памяти и устройств при включении питания. Кроме того, он содержит программу вызова загрузчика ОС. BIOS в ПЗУ является общей и неизменяемой частью всех возможных ОС для данной модели ПЭВМ.
  
• Системный загрузчик SB (System Bootstrap) – размещается в блоке начальной загрузки (Boot Record) - предназначен для считывания в оперативную память модуля расширения BIOS и модуля обработки прерываний.
  
• Модуль расширения BIOS – располагается в скрытом файле io.sys - придает гибкость ОС, позволяет управлять с ее помощью набором аппаратных средств ПК, наиболее точно удовлетворяющим замыслу разработчиков ОС. Этот модуль сравнительно легко позволяет перекрыть функции BIOS в ПЗУ и обеспечивает возможность подключения дополнительных драйверов (программ обслуживания внешних устройств).
  
• Модуль обработки прерываний – скрытый файл msdos.sys - образует верхний уровень ОС, с которым взаимодействует большинство ПП. Компонентами данного модуля являются программы, обеспечивающие работу файловой системы, устройств ввода/вывода, обслуживания некоторых ситуаций, связанных с завершением программ, их принудительным прерыванием и обработкой ошибок.
  
• Командный процессор – файл command.com - представляет собой выполнимую программу. Командный процессор выполняет функции:
  

• Прием и разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;
  
• Выполнение встроенных команд MS DOS, находящихся внутри файла COMMAND.COM;
  
• Загрузка и выполнение внешних команд MS DOS (утилит) и прикладных программ, хранящихся в виде файлов типа com и exe.
  

• Утилиты, реализующие выполнение внешних команд MS DOS – файлы с расширением COM, например format.com - представляют собой программы, поставляемые вместе с ОС в виде файлов. Они выполняют различные обслуживающие действия, например, форматирование дискет, проверку дисков и т.д.
  
• Драйверы устройств – размещаются в виде файлов на диске - представляют собой программы, дополняющие систему ввода/вывода ОС и обеспечивающие обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. В частности, с помощью драйверов, например драйвера ansi.sys, обеспечивается требуемый способ формирования символов и вывода их на принтер. Драйверы загружаются в ОЗУ при загрузке ОС, а их имена указываются в файле конфигурации config.sys.
  
• Информация о желательных параметрах настройки MS DOS – при необходимости задается в файле конфигурации config.sys;
  
• Командный файл, при необходимости выполняемый для настройки параметров и конфигурирования MS DOS называется autoexec.bat.
  

Внутренние команды (Command.com).

Внутренние команды MS DOS содержатся внутри файла command.com и выполняются командным процессором. К основным внутренним командам можно отнести следующие команды для работы с файлами и каталогами:

• CD – смены и показ имени текущего каталога;
  
• COPY – копирование файлов;
  
• DEL – удаление файлов;
  
• DIR – выдача списка имен файлов и подкаталогов текущего каталога;
  
• MD – создание каталога.
  
• RD – удаление каталога.
  

Внешние команды.

Внешние команды (утилиты) поставляются вместе с ОС в виде отдельных файлов. К ним относятся такие важные команды:

• DISKCOMP – сравнение дискет;
  
• DISKCOPY – копирование дискет;
  
• FDISK – разметка жесткого диска;
  
• FORMAT – форматирование дисков и дискет;
  
• SYS – создание системной дискеты путем копирования системных файлов.
  

Т.о. взаимодействие пользователя с ОС MS-DOS построено по принципу диалога: пользователь набирает на клавиатуре нужную команду, после чего DOS выполняет ее. Такой способ не нагляден и недостаточно удобен, т.к. приходится указывать весь путь в каталоге и не допускать ошибок. Поэтому были разработаны псевдографические оболочки, упрощающие процесс управления файловой системой.

Norton Commander.

NC - это программная оболочка или, другими словами, это комплекс программ, которые работают в DOS, но расширяют его возможности и делают более простым, быстрым и наглядным выполнение наиболее часто встречающихся операций над файлами.

NC обеспечивает выполнение следующих функций:

• выдачу информации о дисках и оперативной памяти;
  
• манипулирование каталогами, а именно: создание, переименование, поиск и удаление каталогов, сравнение их содержимого, а также быстрый поиск каталогов либо в рабочем каталоге, либо на всем диске;
  
• отображение файловой структуры в виде дерева;
  
• манипулирование файлами и группами файлов, в том числе копирование, пересылку (или переименование), отображение и смену атрибутов, удаление и быстрый поиск файлов в каталоге или по всему диску;
  
• визуализацию содержимого файлов;
  
• создание и редактирование текстовых файлов посредством встроенного или любого другого текстового редактора;
  
• поддержку межкомпьютерной связи и электронной почты;
  
• создание и использование пользовательских меню.
  

Удобство работы с NC обеспечивается с помощью системы меню и подсказок, а также использованием функциональных клавиш для быстрого выполнения нужных команд. Экранный интерфейс представляет собой две панели: левую и правую. Сверху на рамке каждой панели указываются текущий диск и каталог.

Сами панели содержат список файлов в текущем каталоге, причем названия подкаталогов даются большими буквами, а файлов - малыми, расширение отделяется от основного имени пробелами. Одна из панелей является активной, о чем говорит полоса выбора, которую можно перемещать по списку файлов клавишами управления курсором и выбирать нужные файлы. Характером отображаемой на панелях информации о файлах можно управлять.

Под панелями находится строка с приглашением DOS - командная строка, в которой можно вводить любые команды DOS. Однако основные операции над файлами удобнее выполнять, используя функциональные клавиши и их комбинации с управляющими клавишами.

Под командной строкой находится список номеров функциональных клавишей, а рядом с номером в выделенном прямоугольнике дано название операции, выполняемой с помощью данной клавиши.

^ Free Commander - это консольный менеджер файлов для DOS и Windows 9x/Me с интерфейсом Norton Commander. Поддержка длинных имён. Настраиваемая раскраска файлов. Настраиваемые горячие клавиши. Встроенный просмотрщик текстовых файлов. FTN утилиты.

Frigate - это очень мощный файловый менеджер, позволяющий Вам быстро, интуитивно-понятно и, самое главное, с комфортом работать за своим компьютером.

^ Total Commander - знаменитый файловый менеджер (ранее Windows Commander). Сравнение файлов, синхронизация каталогов, встроенный FTP/FXP клиент, обработка архивов ZIP, ARJ, LZH, RAR, UC2, TAR, GZ, CAB, ACE и многое другое.

^ Volkov Commander - файловый менеджер для Dos. В описании не нуждается, ведь это его часто можно встретить на загрузочных дисках Windows (два синих окошка на экране монитора).

WinNavigator - мощный графический файловый менеджер. Интерфейс как у Norton Commaner. Поддержка архивов (arj, rar, zip, arc, lha, ha, cab, tar, gzip). Извлечение файлов из архивов происходит как обычное копирование!

FAR - мощная файловая оболочка для Win32. Поддержка длинных имен, FTP-клиент, настройка панелей "под себя", перекодировка WIN-KOI-ISO, раскраска файлов, просмотр сети.

Windows.

Для Windows понятие "графически-ориентированный" включает в себя также и соответствие изображения на экране последующему изображению на распечатке, т.е. в оболочке реализован принцип "То, что видите, то и получите".

Основными понятиями пользовательского интерфейса в среде Windows являются окно и пиктограмма . Все, что происходит в рамках оболочки, в определенном смысле представляет собой либо операцию с пиктограммой, либо операцию с окном (или в окне). Windows позиционирует графические объекты с точностью до пиксела.

В Windows имеются два типа окон: одни окна содержат фиксированную информацию (меню команд), а другие - изменяющуюся информацию (имена программ, их тексты, изображения и т.п.). Пользователь может сгенерировать наиболее подходящий для него вариант полиэкрана: число и размеры окон, их взаимное расположение, способ взаимодействия через конкретное окно и т.д.

Размеры таких объектов Windows, как элементы окон, кнопки и пиктограммы, стандартизированы. Для отображения системных сообщений и наименований команд меню Windows применяет соответствующие растровые (матричные) шрифты, имеющие различные типоразмеры для режимов низкого и высокого разрешения. Для подготовки документов, содержащих текст, Windows позволяет использовать масштабируемые шрифты, применяемые как для экранного вывода, так и для распечатки на принтере. Благодаря этому в процессе подготовки документа можно видеть на экране практически то, что будет получено на бумаге.

Система поддерживает полиэкранный режим и позволяет отображать на дисплее результаты работы нескольких программ. В одном окне, например, можно вести диалог с прикладной программой, корректировать ее и т.д., а в другом - диалог с командным процессором ОС. В обычных системах такая возможность отсутствует. Особенно удобно полиэкранное диалоговое взаимодействие с ПК при организации многозадачных режимов работы, при обмене данными между прикладными программами и т.п.

Большинство команд Windows могут вводиться как с клавиатуры, так и с помощью "мыши". Если мышь подключена, то на экране видна стрелка, которую можно перемещать по экрану, двигая в нужном направлении мышь. При выполнении многих операций пользоваться мышью гораздо удобнее и проще, чем клавиатурой, т.к. Windows работает по принципу:"Укажи на объект, с которым ты хочешь что-либо проделать, а затем выполни желаемую операцию с этим объектом". На практике это означает: для того чтобы, например, запустить программу, нужно указать мышью на значок этой программы и дважды щелкнуть левой кнопкой мыши.

Задача пользовательского интерфейса Windows - сделать компьютер простым для использования. Теперь можно регулировать такие параметры, как начертания и шрифты меню и панелей сообщений, размеры меню, заголовков и полос прокрутки, а также масштаб отображения экранных шрифтов и многое другое. В дизайне Windows очень много сделано для того, чтобы ориентировать пользователя на работу с документами, а не на борьбу с путями доступа к файлам.

Одной из особенностей Windows является использование длинных имен файлов. В Windows можно создать файл с именем длиной до 255 символов, включая пробелы и некоторые символы пунктуации. Но нельзя запустить прикладные программы для ДОС или Windows 3.x в Windows и сохранить их документы с длинными именами. Однако можно перемещать файлы из одного приложения в другое, не заботясь о том, поддерживает ли программа длинные имена файлов или нет.

Windows поддерживает использование оборудования, выпущенного в рамках производственной программы Plug and Play, которые имеют значительно упрощенный процесс установки: нет необходимости конфигурировать аппаратные средства вообще. Просто они подключаются к ПК, включается компьютер и Windows сам сконфигурирует аппаратные средства и установит необходимые драйверы.

Еще одной полезной возможностью Windows является многозадачный режим, т.е. может выполняться более одного задания сразу. Например, работая в WordPad, можно открыть электронную таблицу, поработать в ней и затем ввести результаты в документ WordPad. Здесь же можно открыть прикладную программу электронной почты, дать задание соединить с нужным абонентом и получить корреспонденцию. Пока задание будет выполняться, можно вернуться в любую открытую программу и продолжить работу.

Другой режим работы - многопоточная обработка данных - означает разбиение задания на более мелкие, называемыми потоками. Однако данный режим наиболее эффективен в симметричных многопроцессорных системах. Windows предназначена для работы на однопроцессорных ПК и не в состоянии эффективно использовать многопроцессорные системы.

Unix

Была создана сотрудником Bell Laboratories концерна AT&T Кеном Томпсоном в 1969 году. Unix — многозадачная операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количество пользователей. Ядро ОС Unix написано на языке высокого уровня C и имеет только около 10 процентов кода на ассемблере. Это позволяет за считанные месяцы переносить ОС Unix на другие аппаратные платформы и достаточно легко вносить в нее серьезные изменения и дополнения. UNIX является первой действительно переносимой операционной системой.

В многочисленные существующие версии UNIX постоянно вносятся изменения. С одной стороны, это расширяет возможности системы, делает ее мощнее и надежнее, с другой — ведет к появлению различий между существующими версиями. В связи с этим возникает необходимость стандартизации различных свойств системы. Наличие стандартов облегчает переносимость приложений между различными версиями UNIX и защищает как пользователей, так и производителей программного обеспечения.

Поэтому в 80-х годах разработан ряд стандартов, оказывающих влияние на развитие ^ UNIX. Сейчас существуют десятки операционных систем, которые можно объединить под общим названием UNIX. В основном, это коммерческие версии, выпущенные производителями аппаратных платформ для компьютеров своего производства.

^ Причины популярности UNIX:

Код системы написан на языке высокого уровня C, что сделало ее простой для понимания, изменения и переноса на другие платформы. Можно смело сказать, что UNIX является одной из наиболее открытых систем.

UNIX — многозадачная многопользовательская система. Один мощный сервер может обслуживать запросы большого количества пользователей. При этом необходимо администрирование только одно системы. Кроме того, система способна выполнять большое количество различных функций, в частности, работать, как вычислительный сервер, как сервер базы данных, как сетевой сервер, поддерживающий важнейшие сервисы сети и т.д.

^ Наличие стандартов. Несмотря на разнообразие версий UNIX, основой всего семейства являются принципиально одинаковая архитектура и ряд стандартных интерфейсов. Для администратора переход на другую версию системы не составит большого труда, а для пользователей он может и вовсе оказаться незаметным.

^ Простой, но мощный модульный пользовательский интерфейс. Имея в своем распоряжении набор утилит, каждая из которых решает узкую специализированную задачу, можно конструировать из них сложные комплексы.

^ Использование единой, легко обслуживаемой иерархической файловой системы. Файловая система UNIX — это не только доступ к данным, хранящимся на диске. Через унифицированный интерфейс файловой системы осуществляется доступ к терминалам, принтерам, сети и т.п.

^ Очень большое количество приложений, в том числе свободно распространяемых, начиная от простейших текстовых редакторов и заканчивая мощными системами управления базами данных.

Linux

Начало созданию системы Linux положено в 1991 г. финским студентом Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds). В сентябре 1991 года он распространил по e-mail первый прототип своей операционной системы, и призвал откликнуться на его работу всех, кому она нравится или нет. С этого момента многие программисты стали поддерживать Linux, добавляя драйверы устройств, разрабатывая разные продвинутые приложения и др.

Linux достаточно хорошо совместим с рядом стандартов для UNIX (насколько можно говорить о стандартизации UNIX) на уровне исходных текстов. Большинство свободно распространяемых по сети Internet программ для UNIX может быть откомпилировано для LINUX практически без особых изменений.

Другие специфические внутренние черты Linux включают контроль работ по стандарту POSIX (используемый оболочками, такими как csh и bash), псевдотерминалы (pty), поддержку национальных и стандартных клавиатур динамически загружаемыми драйверами клавиатур.

Linux также поддерживает виртуальные консоли (virtual consoles), которые позволяют "переключать экраны" на консоли в текстовом режиме.

Ядро может само эмулировать команды 387-FPU, так что системы без сопроцессора могут выполнять программы, на него расчитывающие (т.е. с плавающей точкой).

Linux поддерживает различные типы файловых систем для хранения данных. Некоторые файловые системы, такие как файловая система ext2fs, были созданы специально для Linux. Поддерживаются также другие типы файловых систем, такие как Minix-1 и Xenix. Реализована также файловая система MS-DOS, позволяющая прямо обращаться к файлам MS-DOS на жестком диске. Поддерживается также файловая система ISO 9660 CD-ROM для работы с дисками CD-ROM.

Linux обеспечивает полный набор протоколов TCP/IP для сетевой работы. Это включает драйверы устройств для многих популярных карт Ethernet, SLIP (Serial Line Internet Protocol, обеспечивающие вам доступ по TCP/IP при последовательном соединении), PLIP (Parallel Line Internet Protocol), PPP (Point-to-Point Protocol), NFS (Network File System), и так далее. Поддерживается весь спектр клиентов и услуг TCP/IP, таких как FTP, telnet, NNTP и SMTP.

Ядро Linux сразу создано с учетом специального защищенного режима для процессоров Intel 80386 и 80486. В частности, Linux использует парадигму описания памяти в защищенном режиме и другие новые свойства процессоров. Любой знакомый с защищенным режимом процессора 80386 знает, что этот чип проектировался для многозадачных систем вроде UNIX (или Mulics). Linux использует эти свойства.

Ядро Linux поддерживает загрузку только нужных страниц. То есть с диска в память загружаются те сегменты программы, которые действительно используются. Возможно использование одной страницы, физически один раз загруженной в память, несколькими выполняемыми программами.

Для увеличения объема доступной памяти Linux осуществляет также разбиение диска на страницы: то есть на диске может быть выделено до 256 Мбайт "пространства для свопинга" (swap space). (Swap space не совсем подходящее имя, в Linux в область своппинга выгружается не весь процесс, а только отдельные его части, в которых нет необходимости). Когда системе нужно больше физической памяти, то она с помощью своппинга выводит неактивные страницы на диск. Это позволяет выполнять более объемные программы и обслуживать одновременно больше пользователей. Однако своппинг не исключает наращивания физической памяти, поскольку он снижает быстродействие, увеличивает время доступа.

Ядро также поддерживает универсальный пул памяти для пользовательских программ и дискового кэша. При этом для кэша может использоваться вся память, и наоборот, кэш уменьшается при работе больших программ.

Выполняемые программы используют динамически связываемые библиотеки, т.е. выполняемые программы могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске. Это позволяет выполняемым файлам занимать меньше места на диске, особенно тем, которые многократно используют библиотечные функции.

Есть также статические связываемые библиотеки для тех, кто желает пользоваться отладкой на уровне объектных кодов или иметь "полные" выполняемые программы, которые не нуждаются в разделяемых библиотеках. В Linux разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули своими собственными.

Для обеспечения отладки ядро Linux выдает дампы памяти для "посмертного" анализа. Использование дампа и динамических отладчиков позволяет определить причины краха программы.

Многие пользователи самой важной утилитой считают shell. Shell - это программа, которая читает и выполняет команды пользователя. Кроме того, многие оболочки (shells) имеют такие возможности, как контроль выполнения (job control) (позволяя пользователю управлять несколькими параллельными процессами), перенаправление входа-выхода и командный язык для написания командных файлов (shell scripts). Командный файл - это программа на языке оболочки, аналогичная "batch file" в MS-DOS.

В Linux много типов оболочек. Обычно выбор оболочки обусловлен выбором соответствующего командного языка. Выбранная оболочка в какой-то мере определяет рабочую среду. Например, C Shell (csh) использует командный язык, чем-то напоминающий язык программирования Си. Классический Баурновский shell (Bourne Shell) использует иной командный язык.

Другая популярная оболочка - tcsh, версия C Shell с более современными функциями по сравнению с bash. Другие оболочки: zsh - небольшая баурно-подобная оболочка; ksh - оболочка Корна; ash - оболочка BSD и rc -оболочка проекта Plan 9.

Системные программы

Драйверы.

Важным классом системных программ являются программы-драйверы. Они расширяют возможности DOS по управлению устройствами ввода-вывода компьютера (клавиатурой, жестким диском, мышью и т.д.), определенной памятью. С помощью драйверов возможно подключение к компьютеру новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

Программы-оболочки.

Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем с помощью командной строки DOS. Многие пользователи настолько привыкли к удобствам, предоставляемым своей любимой программой-оболочкой, что чувствуют себя без нее "не в своей тарелке". Наиболее популярными программами-оболочками являются Norton Commander, Xtree Pro Gold, PC Shell из комплекта PC Tools. В состав операционной системы MS DOS, начиная с версии 4.0, также входит собственная программа-оболочка Shell.

Операционные оболочки.

В отличие от обычных программ-оболочек, не только дают пользователю более наглядные средства для выполнения часто используемых действий, но и предоставляют новые возможности для запускаемых программ.

• графический интерфейс, т.е. набор средств для вывода изображений на экран и манипулирования ими, построения меню, окон на экране;
  
• мультипрограммирование, т.е. возможность одновременного выполнения нескольких программ;
  
• расширенные средства для обмена информацией между программами.
  

Операционные оболочки упрощают создание графических программ, предоставляя для этого большое количество удобных средств, и расширяют возможности компьютера.

Вспомогательные программы (утилиты)

Программы-упаковщики

Они позволяют за счет применения специальных методов "упаковки" информации сжимать информацию на дисках, т.е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов меньшего размера в один архивный файл. Применение программ-упаковщиков очень полезно при создании архива файлов, так как в большинстве случаев значительно удобнее хранить на дискетах для стримера файлы, предварительно сжатые программами-упаковщиками.

Программы для создания резервных копий информации на дисках

Позволяют быстро копировать информацию, находящуюся на жестком диске компьютера, на дискеты или кассеты стриммера. Из этих программ широко используются Norton Backup, FastBack Plus.

Антивирусные программы

Предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения вирусом.

Коммуникационные программы

Предназначены для организации обмена информацией между компьютерами. Программы этого типа позволяют удобно пересылать файлы с одного компьютера на другой при соединении кабелем их последовательных портов (некоторые программы - при соединении параллельных портов, что обеспечивает большую скорость).

Программы для диагностики компьютера

Позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков) а также проверить работоспособность устройств компьютера (прежде всего жестких дисков).

Пограммы-кэши для диска

Убыстряют доступ к информации на диске путем организации в оперативной памяти кэш-буфера, содержащего наиболее часто используемые участки диска. Чаще всего для кэша используется дополнительная или расширенная память компьютера. Некоторые контролеры дисков имеют в своем составе встроенный кеш-буфер, но обычно их производительность не намного выше, а стоимость значительно больше, чем у программы-кэша хорошую производительность показывают программы SmartDrv, Ncache и Super PC-Kwik.

Программы для оптимизации дисков

Позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу (устраняют фрагментацию), собирают все файлы в начале диска, за счет чего уменьшается число перемещений головок диска (ускоряется доступ к данным) и снижается износ диска). Из программ для оптимизации дисков широко используются SpeedDisk из комплекса Norton Utilities, FastTrax.

Программы динамического сжатия дисков

Позволяют увеличить количество информации, хранимой на дисках путем ее динамического сжатия. Эти программы снижают информацию при записи на диск, а при чтении восстанавливают ее в исходном виде. Таким образом, для пользователя эти программы незаметны, они проявляются только увеличением емкости дисков и изменением скорости доступа. Если на диске хранятся программы, то увеличение емкости невелико - в 1,5 раза, но для без данных оно может достигать 4-5 раз. (например, Stacker, Doublespace)

Программы для автономной печати (спулеры)

Позволяют распечатывать файлы на принтере параллельно с выполнением другой работы на компьютере. Некоторые из этих программ, например PrintCashe, вдобавок обеспечивают и некоторое ускорение печати. Многие программы, например Microsoft Windows, Microsoft Word для DOS, имеют встроенные средства для поддержки автономной печати.

Программы для управления памятью

Обеспечивают более гибкое использование оперативной памяти компьютера. Программы дают возможность загрузить в память компьютера несколько программ и "переключаться" с одной на другую с помощью нескольких нажатий клавиш.

Программы для печати экрана

Бывают весьма полезны при использовании графических программ для вывода на печать содержимого экрана (отнюдь не всегда это можно сделать с помощью самой графической программы). Одни из наиболее популярных программ этого вида - это Pizzaz Plus и Hot Shot Graphics, они работают со всеми наиболее распространенными экранами и принтерами, позволяют заменять цвета и использовать для передачи цвета на черно-белых принтерах различные штриховки, варьировать размер и расположение картинки на печатаемой странице.


Программы управления локальной сетью

Пользователи компьютеров, объединенных в локальную сеть, могут передавать друг другу сообщения, совместно использовать базы данных или устройства (например, принтеры), что значительно повышает удобство и эффективность коллективного труда. Для объединения компьютеров в локальную сеть компьютеры необходимо соединить специальными проводами (кабелями) и вставить в них платы сетевых адаптеров, позволяющих передавать информацию по кабелям сети.

Однако локальные сети не могут полностью удовлетворить все нужды в обмене информацией между компьютерами. Они потому и называются локальными (от латинского locus - место), что связывают компьютеры, находящиеся близко друг от друга . Однако компьютеры и локальные сети можно связывать между собой с помощью каналов связи (телефонный, радиорелейной, спутниковой и т.д.), образуя распределение вычислительные системы и сети различного назначения. Так, широко известны системы электронной InerNet, EuroNet, FidoNet, у нас в стране -RelCom, система межбанковских расчетов SWIFT и т.д.