Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Функции операционных систем персональных компьютеров (Понятие операционная система)

Содержание:

Введение

Актуальность исследования. Операционная система-это программа, которая загружается при включении компьютера. ОС предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ.

ОС - это совокупность программных средств, обеспечивающих управление аппаратной части компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой пользователем. ОС осуществляет: запуск программы на решение, организацию записи программы на диск и считывание ее с диска, печать текста и результатов решения, копирование программы на другой диск, удаление программы с диска, просмотр содержимого диска и т.п. операции. ОС образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования.

Прикладные программы предназначены для разработки и выполнения конкретных задач пользователя. Программными приложениями называются системы созданные для решения определенных классов задач. Делятся на: универсальные(WORD),специальные, собственные. Универсальные: текстовые редакторы, текстовые процессоры, графические редакторы, системы управления базы данных, web-редакторы, электронные таблицы. Специальные: системы автоматизированного проектирования, экспертные системы, case технологии, методо-ориентированные ПП[7;61].

Целью данной работы является исследование функций операционных систем персональных компьютеров, для достижения поставленной цели, были выделены следующие задачи:

- рассмотреть теоретические аспекты функций операционных систем;

- изучить функции операционных систем персонального компьютера.

Объект исследования – операционные системы.

Предмет исследования – функции операционных систем персональных компьютеров.

Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

Теоретической и методологической базой данной работы послужили труды российских и зарубежных авторов в области информационных технологий, материалы периодических изданий и сети Интернет.

Глава 1. Теоретические аспекты функций операционных систем

1.1 Понятие операционная система

Операционная система - это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Таким образом, операционная система – это набор программ, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между пользователями, программистами, прикладными программами, системными приложениями и аппаратным обеспечением компьютера. Она опирается на базовое программное обеспечение – базовую систему ввода-вывода BIOS (Base Input-Output System). Программы, работающие под управлением операционной системы, называются приложениями. Под ресурсами вычислительной системы понимаются объем оперативной памяти, процессорное время, объем внешней памяти, внешние устройства.

Операционная система обеспечивает следующие виды интерфейсов:

интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);
интерфейс между программным и аппаратным обеспечением (программно-аппаратный интерфейс);
интерфейс между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

Все операционные системы обеспечивают пакетный и диалоговый режим работы.

В пакетном режиме операционная система автоматически исполняет заданную последовательность команд[4;15].

В диалоговом режиме операционная система находится в ожидании команды пользователя, получив её, приступает к исполнению, а после завершения возвращает отклик и ждёт очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний. Прерыванием называется способность операционной системы прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств.

По способу реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы.

Неграфические операционные системы используют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в этом случае является клавиатура. Управляющие команды вводятся в виде некоторых слов в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после нажатия определённой клавиши, чаще всего.

Графические операционные системы обеспечивают более сложный интерфейс, в котором в качестве устройства управления кроме клавиатуры используется мышь. Работа графической операционной системы основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши, перемещение которого по экрану синхронизировано с перемещением мыши.

В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений: экранные кнопки, значки, переключатели, раскрывающиеся списки, меню и др.

Взаимодействие активного элемента с пассивным осуществляется путем наведения указателя мыши на элемент управления и нажатия кнопки мыши.

Большинство современных графических операционных систем являются многозадачными. Они управляют распределением ресурсов вычислительной системы между приложениями и обеспечивают:

возможность одновременного выполнения нескольких приложений;
возможность обмена данными между приложениями;
возможность совместного использования программных, аппаратных и сетевых ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями[6;155].

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.

Представление об операционной системе

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.
Из чего состоит ОС
Ядро;
Командный модуль;
Комплекс драйверов;
Сервисные утилиты;
Оболочка.

Операционная система (ОС) является системным программным обеспечением, оно приводит в действие всю техническую составляющее любого из компьютеров, исключение могут представлять лишь микрокомпьютеры. Микрокомпьютерам, являющимися составляющими каких-либо приборов, такой программный комплекс не нужен, по причине того, что они в большинстве случае отвечают ка какую ни, будь конкретную функцию.

Не побоюсь назвать операционную систему сверх программой, перейдём к расшифровке выше сформулированной её составляющей.

Ядром операционной системы называют её основную часть, которая как раз и обеспечивает запуск всех действий, организует работу других программ и работу компонентов компьютерной системы. Процессы, происходящие в ядре ОС можно назвать организующей программно-аппаратной деятельностью.

Командный модуль — это программа, функцией которой является выполнение команд от пользователя компьютеру.

Драйвера это целый внутренний комплекс специальных программ для обеспечения корректной работы именно аппаратных устройств с операционной системой, проще говоря – это инструкция для управления операционной системой компьютерных комплектующих, периферии.

Утилиты - дополнительные программные средства, которые взаимодействуют с ПО для выполнения различных задач.

Для пользователя оболочка операционной системы, является очень важным элементом - графический интерфейс - это то, что пользователь видит на дисплее любого компьютерного устройства. Именно благодаря графической оболочки ОС появились персональные компьютеры.

Кроме того, современная операционная система может обладать разной разрядностью 32 и 64.

Как проходит работа операционной системы

ОС действует с применением системных вызовов. Это такой интерфейс между ОС и программой пользователя, который позволяет делать все операции с объектами – файлами и процессами. Программа пользователя делает системный вызов сервису операционной системы, далее она обращается в библиотеку с прописанными процедурами действий, которые загружают регистры, и осуществляется прерывание кода в процессоре[7;13].

Прерывание генерируется от внешнего устройства. Такие «Аппаратные прерывания» информируют процессор о совершении асинхронной операции. Аппаратное прерывание производится параллельно процессам обработки программного кода процессором.

Так действует код ядра ОС и выполняется адресным пространством. Ядро ОС обладает доступом к пространству памяти программы пользователя и только после того, как произойдёт системный вызов, происходит передача адреса памяти этой программы для осуществления вызова в ядро.

Вовремя функционирования ОС, могут появиться исключительные операции, приводящие к неработоспособности, которые возникают при попытке выполнить недопустимую команду, обращение без права доступа к ресурсу, обращение к несуществующему кластеру в памяти. Исключительные операции могут появляться так же и при синхронном режиме работы главного компьютерного программного обеспечения.

Как производится загрузка ОС

Процесс от загрузки до запуска операционных систем можно разделить на три этапа:

Этап первый. ПЗУ системного блока проводит проверку да диске наличие программы-загрузчика ОС и предаёт работу ОЗУ.

Этап второй. Программа загрузчик с помощью ОЗУ обращается к базовому модулю ОС и как следствие работа передаётся ему.

Этап третий. Основной загрузчик в базовом модуле запускает загрузку имеющейся операционной системы и только после этого вступает в свои права на управление командному модулю.

Наиболее популярные операционные системы

О наиболее популярных видах операционных систем можно прочитать в одноимённой статье. Разная организация принципов осуществления операций в системах различает и саму операционную систему:

Виндовс – Windows;

Линукс – Linux;

Макинтош – MAC OS;

Андроид – Android.

Что такое ОС – это сокращение термина операционная система, что собственно было и продемонстрированно в статье. Вот какую ОС предпочесть, это дело выбора каждого, хотя большинство производителей диктуют свои правила продавая компьютеры с уже предустановленной операционной системой.

1.2 Типы операционных систем

Операционные системы, создают связь между пользователями и приложениями образуя ядро компьютерных систем. ОС диссоциируют программы от аппаратного обеспечения и упрощают управление ресурсами.

Давайте посмотрим на различные типы операционных систем и узнаем, чем они отличаются друг от друга. Операционная система является программным компонентом компьютерной системы, которая отвечает за управление различной деятельностью и обмена ресурсов компьютера. Здесь проводятся несколько приложений, которые работают на компьютере и обрабатывают операции компьютерного оборудования. Пользователи и прикладные программы получают доступ к услугам, предлагаемых операционных систем, с помощью системных вызовов и интерфейсов прикладного программирования.

Пользователи взаимодействуют с операционной системой компьютера через интерфейсы командной строки (CLIS) или графический интерфейс пользователя, известный как GUI. Короче говоря, операционная система позволяет взаимодействовать пользователям с компьютерными системами, выступая в качестве связующего звена между пользователями или прикладными программами и аппаратными средствами компьютера. Вот краткий обзор различных типов операционных систем. Операционная система в режиме реального времени: Является многозадачной операционной системой, которая направлена на выполнение приложений реального времени.

Операционные системы в режиме реального времени часто используют специализированные алгоритмы планирования таким образом, что они могут достичь детерминированного характера поведения. Главным объектом операционных систем реального времени является их быстрая и предсказуемая реакция на события. Система управляется событиями, переключается между задачами на основе их приоритетов, с разделением времени переключения задач. Windows CE, ОС-9, Symbian и LynxOS вот некоторые из широко известных операционных систем реального времени.

Многопользовательские и однопользовательские операционные системы: Компьютерные операционные системы этого типа позволяют нескольким пользователям получать доступ в компьютерную систему одновременно. Системы с разделением времени могут быть классифицированы как многопользовательские системы, поскольку они позволяют множественный доступ пользователей к компьютеру через разделение времени.

Однопользовательские операционные системы в отличие от многопользовательских операционных систем могут использоваться только одним пользователем одновременно. Возможность создания несколько пользователей в операционной системе Windows, не делает ее многопользовательской системой. Скорее, только администратор сети является реальным пользователем. Но для Unixи подобных операционных систем, есть возможность сразу двум пользователям войти в систему в одно время, и эта возможность ОС делает ее многопользовательской операционной системой. Windows 95, Windows2000, MaxOS и Palm OS являются примерами однопользовательских операционных систем. Unix и OpenVMS примеры многопользовательских операционных систем.

Многозадачность и однозадачность операционных систем: Когда разрешено запускать одновременно только одну программу, система группируются под категорией однозадачной системы, а в случае, если операционная система позволяет выполнение нескольких задач одновременно, классифицируется как многозадачная операционная система.

Многозадачность может быть двух типов, а именно упреждающей или кооперативной. В многозадачной операционной системе посвящает один слот для каждой из программ. Unix-подобные операционные системы, такие как Solaris и Linux, поддерживают многозадачность. Кооперативная многозадачность достигается при опоре на каждом процессе, чтобы дать время для других процессов в определенном порядке[8;85].

Этот вид многозадачности похож на идею блока многопоточности, в которой один поток проходит, пока другой заблокирован каким-либо другим событием. MS Windowsдо Windows 95 используют для поддержки кооперативную многозадачность. PalmOS для Palm КПК являются однозадачными операционными системами. 9x Windows, поддерживает многозадачность. DOS + является относительно менее известной многозадачной операционной системой. Он может поддерживать многозадачность из четырех 86-битных программ. Распределенная операционная система: операционная система, которая управляет группой независимых компьютеров и делает их одним компьютером. Развитие сетевых компьютеров, которые могут быть связаны между собой, породило распределенные вычисления.

Распределенные вычисления осуществляются на более чем одном компьютере. Когда компьютеры сотрудничают в групповой работе, они создают распределенную систему. Амеба, Plan9 и ЛОКУС (разработанные в 1980-х годах) являются примерами распределенных операционных систем. Встроенные системы: Операционные системы, предназначенные для использования во встраиваемых компьютерных системах. Они предназначены для работы на небольших машинах, таких как КПК. Они способны работать с ограниченным числом ресурсов. Они очень компактны и эффективны. Windows CE, FreeBSD и Minix 3 примеры встраиваемых операционных систем. Использование Linuxво встраиваемых компьютерных систем называют EmbeddedLinux.

Мобильная операционная система: Хотя она по функционалу и не является родом операционных систем, мобильная ОС, безусловно, важное упоминание в списке типов операционных систем. Мобильная ОС управляет мобильным устройством, ее дизайн поддерживает беспроводную связь и мобильные приложения. Она имеет встроенную поддержку мобильных мультимедийных форматов. Планшетные ПК и смартфонов работают на мобильных операционных системах. Blackberry OS, Androidот Googleи IOS от Apple являются одними из самых известных мобильных операционных систем.

Пакетная обработка и интерактивные системы: Пакетная обработка относится к исполнению компьютерных программ в «партиях» без ручного вмешательства. В системах пакетной обработки, программы собраны, сгруппированы и обрабатываются в более поздний срок. В них нет запросов пользователей для входа, входные данные собираются заранее для дальнейшей обработки. Входные данные собираются и обрабатываются в партиях, отсюда и название пакетной обработки. IBM, ОС имеет возможности пакетной обработки. Интернет и сеть: В онлайн-обработке данных, пользователь остается в контакте с компьютером и процессы выполняются под управлением центрального процессора компьютера. Когда процессы не выполняются под прямым контролем процессора, обработка упоминается как в автономном режиме.

Давайте возьмем пример пакетной обработки. Здесь дозирование или группировка данных может быть сделана без пользователя и вмешательства центрального процессора; это может быть сделано в автономном режиме. Но выполнение самого процесса может произойти под непосредственным управлением процессора, то есть в Интернете. Операционные системы способствуют упрощению взаимодействия человека с компьютерной техникой. Они несут ответственность за связь прикладных программ с аппаратными средствами, что позволяет достичь легкого доступа пользователей к компьютерам.

1.3 Архитектура операционных систем

Операционная система UNIX использует традиционную архитектуру, несмотря на выделение нескольких уровней, тяготеющую скорее к монолитной, чем к многоуровневой.

Упрощенная архитектура операционной системы UNIX показана на рисунке.

Рис. 1.1 - Упрощенная архитектура операционной системы UNIX

На верхнем уровне иерархии операционной системы находятся процессы пользовательского режима, которые взаимодействуют с ядром операционной системы через интерфейс системных вызовов. Интерфейс системных вызовов перенаправляет запросы процессов подсистемам ядра. Подсистемы ядра обеспечивают выполнение процессов пользовательского режима и через уровень управления аппаратурой взаимодействуют с аппаратурой ЭВМ.

Ядро UNIX включает традиционные подсистемы, такие как файловая подсистема, подсистема ввода-вывода, подсистема управления процессами и памятью, назначение которых мы уже рассматривали на предыдущих лекциях.

Архитектура операционной системы Windows

Операционная система Windows использует многоуровневую архитектуру, с работой большей части компонентов в режиме ядра, но, тем не менее, в состав ядра не входящих.

Упрощенная архитектура Windows показана на рисунке.

Рис. 1.2 - Упрощенная архитектура Windows

Еще при разработке операционной системы Windows NT, во главу угла были поставлены задачи переносимости и совместимости, что в основном и определило ее архитектуру.

Сравнивая архитектуру UNIX и Windows, легко заметить, что архитектура Windows гораздо более структурирована. Как и в системе UNIX, на верхнем уровне иерархии находятся процессы пользовательского режима. Это могут быть как пользователь-ские процессы, так и серверы самой системы. Процессы пользовательского режима взаимодействуют с операционной системой через документированные интерфейсы, предоставляемые динамическими библиотеками подсистем окружения.

Windows поддерживает три подсистемы окружения – POSIX, OS/2 и Win32, причем подсистема Win32 является необходимым компонентом для работы всей операционной системы, т.к. обслуживает клавиатуру, мышь и экран. Заметим, что подсистема Win32 имеет компоненты, работающие как в режиме задачи, так и в режиме ядра. В отличие от подсистемы Win32, которая запускается на этапе загрузки операционной системы, подсистемы POSIX и OS/2 не являются обязательными, и запускаются по требованию, при необходимости запуска соответствующих приложений, а после запуска работают вплоть до перегрузки системы.

Хотя динамические библиотеки подсистем окружения способны самостоятельно обслужить некоторые запросы процессов, в большинстве случаев они переадресуют запрос исполнительной подсистеме Windows через недокументированный интерфейс системных вызовов. Можно сказать, что именно недокументированный интерфейс, реализуемый библиотекой Ntdll.dll является истинным интерфейсом системных вызовов, собственно и реализующим переход из режима задачи в режим ядра. Исключение составляет интерфейс GDI, полностью реализуемый подсистемой Win32 самостоятельно.

Исполнительная система операционной системы Windows обеспечивает работу подсистем окружения, реализуя большинство стратегий управления операционной системы, и включает в себя такие подсистемы, как:

• диспетчер конфигурации – обеспечивает управление системным реестром;

• диспетчер процессов и потоков – обеспечивает управление процессами и потоками, запущенными в системе, например, создает и уничтожает процессы и потоки;

• монитор безопасности – реализует политики безопасности на локальном компьютере;

• диспетчер ввода-вывода – реализует аппаратно независимый ввод-вывод и отвечает за пересылку информации ввода-вывода соответствующим драйверам;

• диспетчер Plug and Play – определяет, какие драйверы нужны для поддержки каждого устройства и загружает эти драйверы;

• диспетчер электропитания – координирует работу драйверов устройств, обеспечивая, например, переключение периферийных устройств в экономичный режим при их длительном простое;

• диспетчер кэша файловой системы – реализует буферизацию ввода-вывода, отложенную запись и упреждающее чтение данных файла;

• диспетчер виртуальной памяти – реализует собственное виртуальное адресное пространство для каждого процесса и обеспечивает поддержку работы диспетчера кэша;

Ниже исполнительной системы Windows располагается ядро системы, реализующее различные для каждой процессорной архитектуры фундаментальные механизмы, такие как планирование и диспетчеризация потоков, диспетчеризация прерываний и исключений. Ядро изолирует драйверы и исполнительную систему от особенностей архитектуры процессора, что обеспечивает переносимость операционной системы[9;25].

Уровень абстрагирования от оборудования является самым нижним уровнем сис-темы. Он скрывает от операционной системы, включая ее ядро, специфику конкретной аппаратуры, т.к. даже при одинаковой архитектуре системы, например x86, могут быть аппаратные особенности реализации, например различные типы материнской платы.

Изучая архитектуру операционных систем, необходимо особо прокомментировать использование технологии объектно-ориентированного программирования для написания кода операционных систем.
Объектно-ориентированное программирование может с успехом применяться для разработки кода операционных систем в соответствии с любым типом архитектуры. На первый взгляд может показаться, что использование или не использование технологии объектно-ориентированного программирования скорее относится к стилю программирования, и не имеет отношения к архитектуре операционных систем. Но на практике, использование объектно-ориентированного программирования оказывает столь значительное влияние на структуру всей операционной системы, что вполне можно рассматривать использование объектно-ориентированного программирования как особенность архитектуры операционной системы[3;25].

Основная идея объектно-ориентированного программирования состоит в том, чтобы сопоставить реальным объектам и ключевым абстракциям предметной области программные объекты. Применительно к операционным системам, такими программными объектами могут быть, например, объект-процесс, объект-сегмент виртуальной памяти, объект-проекция файла и т.п. При этом, технология объектно-ориентированного программирования позволяет выполнять аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, пригодных для повторного использования, и предоставляет возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования.

Использование программных объектов для представления ключевых абстракций изменяет концепцию разработки архитектуры программ, позволяет более естественно переложить на исходный код программы привычное для человека описание сложной системы на уровне взаимодействия объектов. Архитектура операционной системы получается более строго структурированной, и представляется скорее как система взаимодействующих объектов, а не как набор глобальных данных и процедур.

Программные объекты объединяют в себе данные, описывающие состояние объекта, и методы, определяющие правила перехода между состояниями под влиянием внешних, по отношению к этому объекту, событий. При этом данные объекта недоступны для прямого доступа извне, и их модификация возможна только через методы самого объекта. В отличие от процедурного подхода, когда любые функции могут произвольно модифицировать глобальные данные, методы объектов контролируют корректность изменения данных, и не позволяют перевести объект в недопустимое состояние. В результате возрастает стабильность работы операционной системы. Кроме того, существенно упрощается отладка операционной системы, т.к. методы объектов позволяют зафиксировать некорректные обращение к объектам, что помогает легко локализовать неправильно работающие компоненты.

Еще одно важное преимущество объектно-ориентированной технологии также основано на сокрытии данных внутри объекта. Действительно, так как данные непосредственно не доступны за пределами объекта, для работы операционной системы не имеет никакого значения их организация, важен только интерфейс, предоставляемый методами. Это значит, что можно изменить внутреннюю сущность любого объекта безо всякого влияния на другие объекты, например при смене аппаратной платформы. По-этому объектно-ориентированная операционная система в большей степени переносима, чем система с процедурной организацией.

Глава 2. Функции операционных систем персонального компьютера

2.1 Организация файловой системы

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Жесткий диск представляет собой набор (пакет) дисков, надетых на одну ось и покрытых ферромагнитным слоем. Принцип организации файловой системы табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица. Местоположение файла на диске определяется номером рабочей поверхности, номером цилиндра и номером сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения.

Данные о местоположении файла хранятся в системной области диска, в специальной таблице размещения файлов, которая называется FAT-таблицей (File Allocation Table). Поскольку нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности найти данные на диске, к ней предъявляются особые требования по надежности. FAT-таблица существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется операционной системой.

В файлах могут храниться тексты программ, документы, готовые к выполнению программы и любые другие данные. Файлы разделяются на две категории – текстовые и двоичные. Текстовые файлы предназначены для чтения человеком. Они состоят из строк символов. Каждая строка оканчивается двумя специальными символами «возврат каретки» и «новая строка». Все файлы, отличные от текстовых, называются двоичными.

Исполняемым файлом называется файл, содержащий готовую к исполнению программу.

Чтобы операционная система и другие программы могли обращаться к файлам, они должны иметь имена. В операционной системе Windows обозначение файла состоит из имени и расширения. Расширение имени является необязательным. Как правило, оно описывает содержимое файла. Расширение отделяется от имени файла точкой, например: command.com, setup.exe.

Разрешается присваивать файлам имена длиной до 256 символов. Имя может содержать любые символы, в том числе и пробел, кроме символов \, /, *, ?, ", < , > , |.

В имени можно использовать несколько точек. Расширением считаются символы, идущие после последней точки. В именах различаются прописные и строчные символы.

Примеры:

com – исполняемые файлы;
bat – командные файлы;
pas – программа на Паскале;
c – программа на СИ.

Кириллицу в именах файлов нужно применять осторожно, так как некоторые операционные системы не понимают имен с ней.

2.2 Основные функции операционных систем

Функции операционных систем подробно раскрыты в данной статье.

Операционные системы относятся к системному программному обеспечению.

Операционная система (ОС) представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Можно попробовать перечислить основные функции операционных систем.

Прием от пользователя (или от оператора системы) заданий, или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых директив (команд) оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (например, с помощью мыши). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ, с операциями над файлами (получить перечень файлов в текущем каталоге, создать, переименовать, скопировать, переместить тот или иной файл и др.), хотя имеются и иные команды.
Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ.
Распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти.
Запуск программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу).
Идентификация всех программ и данных.
Прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. Операционная система умеет выполнять очень большое количество системных функций (сервисов), которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по соответствующим правилам, которые и определяют интерфейс прикладного программирования (Application Program Interface, API) этой операционной системы.
Обслуживание всех операций ввода-вывода.
Обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения.
Обеспечение режима мультипрограммирования, то есть организация параллельного выполнения двух или более программ на одном процессоре, создающая видимость их одновременного исполнения.
Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания.
Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами.
Для сетевых операционных систем характерной является функция обеспечения взаимодействия связанных между собой компьютеров.
Защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой операционной системы от исполняющихся на компьютере приложений.
Аутентификация и авторизация пользователей (для большинства диалоговых операционных систем). Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи’. Очевидно, что если входное имя (login^) пользователя и его пароль совпадают, то, скорее всего, это и будет тот самый пользователь. Термин авторизация означает, что в соответствии с учетной записью пользователя, который прошел аутентификацию, ему (и всем запросам, которые будут идти к операционной системе от его имени) назначаются определенные права (привилегии), определяющие, что он может, а что не может делать на компьютере.
Удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для операционных систем реального времени).
Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.
Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы. Операционная система изолирует аппаратное обеспечение компьютера от прикладных программ пользователей. И пользователь, и его программы взаимодействуют с компьютером через интерфейсы операционной системы.

2.3 Каталоги

Имена файлов регистрируются на дисках в каталогах. Каталог – это специальная таблица на диске, в которой хранятся имена файлов, сведения о размере файла, времени его последнего обновления, атрибуты (свойства) файла и т.д. Если в каталоге хранится имя файла, то говорят, что файл находится в данном каталоге. На каждом диске может быть несколько каталогов. В каждом каталоге может быть много файлов, но каждый файл всегда регистрируется только в одном каталоге. В Windows каталоги называются папками.

Каждый каталог имеет имя, и он может быть зарегистрирован в другом каталоге. Если каталог зарегистрирован в другом каталоге , то говорят, что X – подкаталог Y. Требования к именам каталогов те же, что и к именам файлов, однако расширение обычно не используется.

Все каталоги образуют вложенную иерархическую структуру. На каждом диске имеется один главный каталог, который называется корневым. В нём регистрируются файлы и каталоги 1-го уровня. В каталогах 1-го уровня регистрируются файлы и каталоги 2-го уровня и т.д.

Каталог, с которым в настоящее время работает пользователь, называется текущим каталогом. Когда используется файл не из текущего каталога, необходимо указать, в каком каталоге он находится. Это можно сделать с помощью указания пути к файлу. Путь – это последовательность имен каталогов, разделенных символом «\». Этот путь задает маршрут от корневого каталога диска к тому каталогу, в котором находится нужный файл. Например: C:\Kurs1\Informanika.doc[11;225].

В компьютере обычно имеется несколько устройств памяти: накопители на жестких дисках, на дискетах, на компакт-дисках и т.п. На каждом из них могут находиться файлы и каталоги. Для того чтобы указать, какой диск необходим, надо обратиться к дисководу по имени. Дисководы имеют имена A, B, и т.д. Имена A и B зарезервированы для дисководов гибких дисков, а имя C соответствует жесткому диску, с которого загружается операционная система.

Текущий дисковод – это дисковод, с которым работает пользователь в настоящее время. Полное имя файла начинается с имени дисковода, на котором он находится.

Кроме имени и расширения файла операционная система хранит для каждого файла дату его создания или изменения и несколько дополнительных параметров, определяющих свойства файлов, которые называются атрибутами файла. Операционная система может их контролировать и изменять. Состояние атрибутов учитывается при проведении операций с файлами.

В операционной системе Windows файл может иметь следующие атрибуты:

только для чтения (Read Only);
скрытый (Hidden);
системный (System);
архивный.

Атрибут «только для чтения» ограничивает возможность работы с файлом. Его установка означает, что в файл нельзя вносить изменения.

Атрибут «скрытый» сигнализирует о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против случайного повреждения файла.

Атрибутом «системный» помечаются файлы, обладающие важными функциями в работе самой операционной системы. Этот атрибут нельзя изменить средствами операционной системы. Как правило, системные файлы имеют также атрибут «скрытый».

Атрибут «архивный» остался от старых операционных систем и операционной системой не учитывается.

К функциям обслуживания файловой системы относятся следующие операции, выполняемые под управлением операционной системы:

создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов и присвоение им имен;
переименование файлов и каталогов;
копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами одного диска;
удаление файлов и каталогов;
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу или каталогу;
управление атрибутами файла.

Заключение

Современные ПК работают в диалоговом режиме с пользователем. В диалоговом режиме в ходе работы процессор регулярно прерывает выполнение текущих задач и проверяет не поступало ли новых запросов на выполнение. Если пользователь использовал какое-либо средство управления или извне поступил управляющий сигнал, процессор устанавливает этот факт и реагирует на него переходом на исполнение другой программы. Организацией работы процессора в таком режиме ведает небольшая группа системных программ. Она образует ядро ОС. Дополнительно к ядру ОС обладает средствами для:

управления пользовательским интерфейсом
управления аппаратно-программным интерфейсом
обслуживанием файловой системы
управлением распределением оперативной памяти между процессами
управлением работой программ
обеспечения надёжности и устойчивости работы оборудования и программ

Программы, работающие под управлением данной ОС называются её приложениями. В графических ОС принцип управления приложениями состоит во взаимодействии активных(мышь) и пассивных(кнопки, флажки и т.д.) элементов управления. В неграфических ОС управление приложениями ограничено и осуществляется путём ввода команд в поле командной строки. Органом управления в данном случае является клавиатура.

Список литературы

Грибунин В.Г., Чудовский В.В. Комплексная система защиты информации на предприятии. – М.: Академия, 2012. – 416 с.
Гришина Н.В. Комплексная система защиты информации на предприятии. – М.: Форум, 2015. – 240 с.
Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И. Защита информации в персональном компьютере. – М.: Форум, 2012. – 368 с.
Защита информации в системах мобильной связи. Учебное пособие. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2015. – 176 с.
Комплексная система защиты информации на предприятии. Часть 1. – М.: Московская Финансово-Юридическая Академия, 2012. – 124 с.
Корнеев И.К, Степанов Е.А. Защита информации в офисе. – М.: ТК Велби, Проспект, 2014. – 336 с.
Максименко В.Н., Афанасьев, В.В. Волков Н.В. Защита информации в сетях сотовой подвижной связи. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2014. – 360 с.
Малюк А.А, Пазизин С.В, Погожин Н.С. Введение в защиту информации в автоматизированных системах. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2011. – 146 с.
Малюк А.А. Информационная безопасность. Концептуальные и методологические основы защиты информации. Учебное пособие. – М.: Горячая Линия - Телеком, 2014. – 280 с.
Маньков В.Д, Заграничный С.Ф. Методические рекомендации по изучению "Инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках". – М.: НОУ ДПО "УМИТЦ "Электро Сервис", 2011. – 132 с.
Петраков А.В. Основы практической защиты информации. Учебное пособие. – М.: Солон-Пресс, 2015. – 384 с.
Северин В.А. Комплексная защита информации на предприятии. – М.: Городец, 2012. – 368 с.
Сурис М.А., Липовских В.М. Защита трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии. – М.: Энергоатомиздат, 2013. – 216 с.
Хорев П.Б. Методы и средства защиты информации в компьютерных системах. – М.: Академия, 2012. – 256 с.
Хорев П.Б. Программно-аппаратная защита информации. – М.: Форум, 2012. – 352 с.
Шаньгин В.Ф. Комплексная защита информации в корпоративных системах. – М.: Форум, Инфра-М, 2015. – 592 с.
Петров, И.В. Стандартные языки и приемы прикладного программирования [Текст] / И.В. Петров. - М.: СОЛОН-Пресс, 2014. - 230 с.
Целищев, Е. AutomatiCS 2011: разрабатывать КИПиА просто и эффективно. Часть V. Подключение к многоканальным приборам [Текст] / Е. Целищев, А. Глязнецова // САПР и Графика. - 2012. - № 2. - С. 76-78.
Шалыто, А.А. SWITCH-технология автоматный подход к созданию программного обеспечения «реактивных» систем [Текст] / А.А. Шалыто, Н.И. Туккель // Программирование. - 2013. - № 2. - С. 88-99.