Операционные системы

Операцио́нная систе́ма, 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.

 

2. Операционная система.

 

 ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА  (ОС) ЭВМ, - программа или комплекс  программ, постоянно находящихся  в памяти ЭВМ; организует общее  управление устройствами машины  и ее взаимодействие с пользователем.  Обеспечивает запуск и работу  всех остальных программ.

 В частности, ОС выполняет:  управление памятью, вводом-выводом,  файловой системой, взаимодействием  процессов; диспетчеризацию процессов;  защиту и учет использования  ресурсов. Часто она включает  в себя значительную часть  специализированных сервисных или  вспомогательных программ.

 Операционная система  загружается непосредственно при  включении компьютера, перестает  работать только после его  выключения. Она осуществляет диалог  с оператором или пользователем  и организует эффективное взаимодействие (интерфейс) других (в том числе  прикладных) программ со всеми  узлами ЭВМ. Операционные системы  могут создаваться как для  конкретных ЭВМ, так и для  ЭВМ определенных типов или  классов. В последнем случае  соответствующие ОС называются стандартными. Например, MS DOS (Microsoft System Disk Operating System) корпорации Microsoft и PTS DOS компании Физтех-софт ориентированы на IBM-совместимые ПК; Mac OS фирмы Apple — на ПК Macintosh; ОС Unix фирмы Bell Labs — является стандартной для ЭВМ разных классов, выполняющих функции серверов и рабочих станций, но используется также на портативных ПК и больших стационарных ЭВМ.

 Одним из свойств  операционной системы и ЭВМ  является многозадачность (multitasking, multiprogramming), при которой один процессор может обрабатывать несколько разных программ или разных частей одной программы одновременно. При этом все программы вместе удерживаются в оперативной памяти и каждая выполняется за определенный период времени. Например, одна программа может работать, пока другие ожидают включения периферийного устройства или сигнала (команды) оператора. Способность к многозадачности зависит в большей степени от операционной системы, чем от типа ЭВМ.

 Многопользовательская  система (система с коллективным  доступом, система коллективного  доступа; multiuser system, multiaccess system) позволяет нескольким пользователям одновременно иметь доступ к одной ЭВМ со своего терминала (локального или удаленного). Многопользовательский характер работы достигается благодаря режиму разделения времени, который заключается в быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом пользователи не замечают задержек исполнения команд. Примерами многопользовательских систем могут служить операционные системы Windows, Netware (созданная американской фирмой Novell для локальных информационных вычислительных систем), Unix.

REAL/32 — многопользовательская  многозадачная операционная система  реального времени. В этой системе  каждый терминал, состоящий из  монитора и клавиатуры, предоставляет  пользователю возможности максимально  простого ПК. Эта система выступает  альтернативой локальным сетям,  состоящим из множества персональных  компьютеров.

 Однопользовательская  система (one user system) — вычислительная система или ее часть (например, операционная система), не обладающая свойствами многопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS американской фирмы Microsoft и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM.

 Сетевая операционная  система (Network Operating System, NOS) — операционная система, предназначенная для обеспечения работы вычислительной сети. Примерами сетевых операционных систем являются Windows NT, Windows 2000, Netware, Unix, Linux.

 

 

 Сейчас используются 4 типа ОС:

 • ОС-10 - для моделей  ЕС-1010;

 • МОС (малая) - для  моделей ЕС-1021;

 • ДОС ЕС (дисковая) - для всех других моделей ЕС  ЭВМ в малой конфигурации;

 • ОС ЕС - для тех  же моделей, что и для ДОС ЕС, но в средней и расширенной конфигурации;

 Структуру ОС можно  разделить на несколько групп:

 Программы начального  запуска машины, первоначальный  ввод информации в оперативную  память, настройка ЭВМ.

 Программы управления  данными.

 Программы управления  задачами.

 Обслуживающие и обрабатывающие  программы.

 Так же в состав  ОС входят средства, которые снижают  трудоёмкость подготовительного  процесса при решении задач.  Это система автоматизации программирования (САП). Она включает в себя такие  компоненты, как:

1. Алгоритмические языки  программирования (Ассемблер, Фортран  и др.);

2. трансляторы;

3. интерпретирующие и  компилирующие системы;

4. пакеты стандартных  программ;

5. программы сервиса.

 Значительной частью  СПО является пакет прикладных  программ (ППП). ППП - это комплекс  программ, необходимых для решения  определённой задачи. Они обязаны  удовлетворять требования ОС, под  управлением которых они работают.

 

 Сейчас современные  ППП разрабатывают как программные  системы. Каждый пакет состоит  из:

 набор обрабатывающих  программных модулей (тело пакета), предназначенных непосредственно  для решения задачи пользователем;

 управляющая программа  пакета (управление обработкой данных). При запросе на решение задачи  эта программа формирует из  обрабатывающих модулей рабочую  обрабатывающую программу;

 комплекс обслуживающих  программ (вспомогательные функции);

 средства для обеспечения  создания пакета.

 Ещё одной функцией  ППП является расширение возможностей  ОС при подключении новых устройств.

 Комплекс программ  технического обслуживания (КПТО) служит  для профилактического контроля, исправления неисправностей, оперативной  проверки работы периферийного  оборудования. Комплекс состоит  из двух групп тестовых программ. Первые работают под управлением  ОС, вторые работают независимо  от ОС.

 

 

Что такое 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. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.

 

Основная причина необходимости  операционной системы состоит в  том, что элементарные операции для  работы с устройствами компьютера и  управления ресурсами компьютера —  это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или  тысяч таких элементарных операций.

 

Например, накопитель на магнитных  дисках "понимает" только такие  элементарные операции, как включить/ выключить двигатель дисковода, установить читающие головки на определенный цилиндр, выбрать определенную читающую головку, прочесть информацию с дорожки  диска в компьютер и т. д. И  даже для выполнения такого несложного действия, как копирование файла  с одной дискеты на другую (файл — это поименованный набор  информации на диске или другом машинном носителе), необходимо выполнить тысячи операций по запуску команд дисководов, проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблицах размещения файлов на дисках и т. д. Задача еще усложняется следующим:

 

• имеется около десятка  форматов дискет, и операционная система  должна уметь работать со всеми этими  форматами. Для пользователя работа с дискетами различного формата  должна осуществляться абсолютно одинаково;

 

• файл на дискетах занимает определенные участки, причем пользователь не должен ничего знать о том, какие  именно. Все функции по обслуживанию таблиц размещении файлов, поиску информации в них. выделению места для файлов на дискетах выполняются операционной системой, и пользователь может ничего не знать о них;

 

• во время работы программы  копирования может возникать  несколько десятков различных особых ситуаций, например сбой при чтении или записи информации, неготовность дисководов к чтению или записи, отсутствие места на дискете для  копируемого файла и т. д. Для  всех этих ситуаций необходимо предусмотреть  соответствующие сообщения и  корректирующие действия.

 

Операционная система  скрывает от пользователя эти сложные  и ненужные подробности и предоставляет  ему удобный интерфейс для  работы, Она выполняет также различные  вспомогательные действия, например копирование или печать файлов. Операционная система осуществляет загрузку в  оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами  оперативную память при их завершении.

 

Как правило, персональный компьютер IBM PC работает под управлением операционной системы MS DOS фирмы Microsoft Corp. или ее варианта PC DOS, распространяемого фирмой IBM, либо же под управлением совместимых MS DOS операционной системы DR DOS фирмы Digital Research (ныне подразделение фирмы Novell) или PC DOS фирмы IBM. Далее будут описываться эти три операционные системы, причем они будут обозначаться общим словом DOS.

 

Основные составные части DOS

 

Операционная система DOS состоит  из следующих частей.

 

Базовая система ввода-вывода (BIOS), находящаяся и постоянной памяти (постоянном запоминающем устройстве, ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является "встроенной" в компьютер. Ее назначение состоит  в выполнении наиболее простых и  универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении  его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.

 

Загрузчик операционной системы  — это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе  каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается  в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые  и завершают процесс загрузки DOS-

 

На жестком диске (винчестере) загрузчик операционной системы  состоит из двух частей. Это связано  с тем, что жесткий диск может  быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска, она выбирает.

 

с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку. Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого раздела, она считывает в память модули DOS н передает им управление.

 

Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS (они могут называться и по-другому, например IBMBIO.COM н IBMDOS.COM для PC DOS, DRBIOS.SYS и DRDOS.SYS для DR DOS, — названия меняются в зависимости от версии операционной системы). Они загружаются в память загрузчиком операционной системы  и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги DOS.

 

Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный  процессор находится в дисковом файле COMMAND.COM на диске, с которого загружается  операционная система. Некоторые команды  пользователя, например Type, Dir или Copy, командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение DOS).

 

Внешние kowhw DOS — это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет, проверку дисков и т.д.

 

Драйверы устройств —  это специальные программы, которые  дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых  или нестандартное использование  имеющихся устройств. Например, с  помощью драйверов возможна работа с “электронным диском”. т.е. частью памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS. Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.

 

Начальная загрузка DOS

 

Начальная загрузка DOS выполняется  автоматически в следующих случаях:

 

• при включении электропитания компьютера;

 

• при нажатии на клавишу  “Reset” на корпусе компьютера (такая клавиша есть не у всех моделей компьютеров);

 

• при одновременном нажатии  клавиш [Ctrl], [A1t] и [Del] на клавиатуре.

 

Для выполнения начальной  загрузки DOS необходимо, чтобы на дисководе А для гибких дисков (первого дисковода для дискет, подсоединенного к компьютеру) была установлена дискета с записанной операционной системой DOS или чтобы компьютер имел жесткий диск (винчестер) с записанной на нем операционной системой DOS. Как правило, на жесткие диски операционная система DOS записывается фирмой-поставщиком компьютеров.

 

В начале загрузки работают программы проверки оборудования, находящиеся  в постоянной памяти компьютера. Если они находят ошибку, то выводят  код ошибки на экран. Если ошибка не критическая (т.е. дающая возможность  продолжения работы), то пользователю предоставляется возможность продолжить процесс загрузки, нажав клавишу [F1] на клавиатуре. Если же неисправность  критическая, то процесс загрузки прекращается. При серьезных ошибках о возникшей ситуации и о выданном коде ошибки следует сообщить специалистам по техническому обслуживанию компьютеров.