Методичка Windows7 (Автосохраненный). 1. 1 Определение и функции операционной системы

• Название: 1. 1 Определение и функции операционной системы
• Дата: 05.09.2019
• Размер: 2.19 Mb.
• Имя файла: Методичка Windows7 (Автосохраненный).doc
• Тип: Документы; #86052
• страница: 1 из 7

Основные понятия и функции операционной системы

1.1 Определение и функции операционной системы

Операционная система (ОС) – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые обеспечивают взаимодействие между устройствами вычислительной системы и прочими программами. ОС предназначены для управления работой устройств и программ, а также для эффективного распределения ресурсов компьютера между вычислительными процессами и организации надежных вычислений.

Основная функция всех ОС – посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:

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

Прочие функции операционной системы:

• 
  распределение ресурсов компьютера (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.);
  
• 
  загрузка программ в оперативную память и их выполнение;
  
• 
  стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода);
  
• 
  управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти);
  
• 
  управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в файловой системе;
  
• 
  обеспечение пользовательского интерфейса;
  
• 
  сохранение информации об ошибках системы.
  

Дополнительные функции:

• 
  параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность);
  
• 
  эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами;
  
• 
  разграничение доступа различных процессов к ресурсам;
  
• 
  организация надежных вычислений (невозможность одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам;
  
• 
  взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация;
  
• 
  защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений;
  
• 
  многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (аутентификация, авторизация).
  

Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Для дисковых ОС в специальной (системной) области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы, находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска.

При включении компьютера без операционной системы на мониторе будет отображен лишь светящийся пустой экран, и слышно жужжание вентилятора источника питания. При этом микропроцессор не работает. Операционная система записывается на жесткий диск и автоматически загружается в оперативную память при включении компьютера.

1.2 Понятие и виды интерфейса

Компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным, прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального (системного) программного обеспечения - через операционную систему. Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняемых приложений, и для пользователей.

Интерфейс - совокупность технических, программных и методических (протоколов, правил, соглашений) средств взаимодействия в вычислительной системе пользователей с устройствами и программами, а также устройств с другими устройствами и программами.

Интерфейс - в широком смысле слова, это способ (стандарт) взаимодействия между объектами. Интерфейс в техническом смысле слова задаёт параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов. Различают следующие виды интерфейсов:

• 
  интерфейс пользователя - набор методов взаимодействия компьютерной программы и пользователя этой программы;
  
• 
  программный интерфейс - набор методов для взаимодействия между программами;
  
• 
  аппаратный интерфейс - способ взаимодействия физических устройств. Чаще всего речь идёт о компьютерных портах.
  

Пользовательский интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с компьютером. Основу такого взаимодействия составляют диалоги. Под диалогом в данном случае понимают регламентированный обмен информацией между человеком и компьютером, осуществляемый в реальном масштабе времени и направленный на совместное решение конкретной задачи. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода/вывода, которые физически обеспечивают связь пользователя и компьютера.

Современными видами интерфейсов пользователя являются: командный, WIMP-интерфейс, SILK-интерфейс.

Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.

WIMP-интерфейс (Window - окно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов.

SILK-интерфейс (Speech – речь, Image – образ, Language – язык, Knowlege – знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.

1.3 Классификация операционных систем

ОС различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования. Программы, предназначенные для работы под управлением данной ОС, принято называть приложениями ОС.

В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

• 
  однозадачные и многозадачные;
  
• 
  однопользовательские и многопользовательские;
  
• 
  локальные и сетевые;
  
• 
  однопроцессорные и многопроцессорные системы.
  

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

• 
  однозадачные (MS DOS);
  
• 
  многозадачные (OS/2, Unix, Windows).
  

Однозадачные ОС (например, MS DOS) передают все ресурсы вычислительной системы одному исполняемому приложению и не допускают запуска другого приложения.

Многозадачные ОС – управляют распределением ресурсов вычислительной системы между задачами и обеспечивают:

• 
  возможность одновременной или поочередной работы нескольких приложений;
  
• 
  возможность обмена данными между приложениями;
  
• 
  возможность совместного использования программных, аппаратных, сетевых и прочих ресурсов вычислительной системы несколькими приложениями.
  

Большинство современных графических операционных систем являются многозадачными.

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95-2000, XP, Vista, 7).

Многопользовательская система (система с коллективным доступом, система коллективного доступа) – вычислительная система или ее часть (например операционная система), позволяющая 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 очень быстром переключении ЭВМ между разными терминалами и программами и соответственно быстрой отработке команд каждого пользователя. При этом последний не замечает задержек времени, связанных с обслуживанием других пользователей. Примерами разработок указанного вида могут служить помимо Windows операционные системы: NetWare, созданная и развиваемая фирмой Novell (США) для локальных информационных вычислительных систем; Unix фирмы AT&T’s Bell Laboratories (США) REAL/32 и др. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Однопользовательская система – операционная система, не обладающая свойствами многопользовательской. Примерами однопользовательских ОС являются MS DOS фирмы Microsoft (США) и ОС/2, созданная совместно Microsoft и IBM.

Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые.

Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента. В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам.

Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов.

Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки  данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT. По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.

2 Операционная система Windows 7

2.1 Краткая историческая справка об операционных системах семейства Windows

Первой дисковой операционной системой для персональных компьютеров созданной фирмой Microsoft является MS DOS. Для общения пользователя с ОС MS DOS используется пользовательский интерфейс в виде командной строки (например, C:\> - строка приглашения), который базируется на посимвольном вводе команд с клавиатуры, что требует определенной квалификации и аккуратности пользователя. Кроме того, пользователь должен помнить десятки команд и специальные параметры, а также знать правила записи их в командной строке. Таким образом, обучение и работа в ОС MS DOS является трудоемким процессом.

С целью упрощения работы с ПК под управлением ОС MS DOS были разработаны специальные программы - оболочки, к наиболее популярной из которых относится NORTON COMMANDER. Затем было разработано семейство оболочек (Windows 1.0, Windows 2.x, Windows 3.x) для MS-DOS. В 1985 году создана Windows 1.0, в 1987 году - Windows 2.x, а в 1990 - 1994 годах появилось семейство 3x (3.0, 3.1, 13.11). Все это семейство Windows являлось надстройками над операционной системой MS DOS.

В 1995 году была выпущена полноценная многозадачная операционная система с графическим пользовательским интерфейсом Windows 95. Эта ОС положила начало семейства Windows 9x.

Затем вышла в свет операционная система Windows 98, которая практически не отличалась от Windows 95. В ней появились некоторые дополнительные возможности, и она более ориентирована на работу в Интернет. Затем появились операционные системы Windows 98 SE и Windows ME, которые базировались на MS DOS.

Параллельно с разработкой ОС, которые базировались на MS DOS, в 1993 г. Microsoft начала выпуск новых операционных систем «новой технологии» (New Technology – NT) Windows NT 3.1. В 1996 году появилась новая версия ОС семейства NT Windows NT 4.0.

В 2000 году появилась ОС Windows 2000 (Windows NT 5.0), которая усовершенствовала операционную систему Windows NT 4.0 и была предназначена для создания корпоративных информационных систем.

В 2002 г. вышла Windows XP Professional (Windows NT 5.1), которая объединила в себе преимущества Windows 2000 Professional и лучшие качествами Windows 98 и Windows ME. Это делает Windows XP Professional наиболее оптимальной операционной системой, как для автономных компьютеров, так и ПК, применяемых в корпоративной среде.

В 2006 году вышла в свет новая операционная система Windows Vista (Windows NT 6.0) для замены Windows XP. С целью повышения популярности новой ОС на рынок было выпущено значительное количество новых компьютеров с предустановленной системой Vista. Но Windows Vista не оправдала возложенных не ее надежд, она имеет множество недостатков. Например, на ней не работают приложения, созданные для Windows XP.

В 2009 году вышла новая операционная система Windows Seven или Windows 7 (Windows NT 6.1) для замены неудачной Windows Vista. Это ОС, которая менее требовательная к ресурсам компьютера, и которая работает быстрее, чем Windows Vista.

В ближайшее время планируется выпуск Windows 8 – операционная система из семейства Microsoft Windows, которая разрабатывается компанией те, Microsoft. В Windows 8 будет реализована 128-битная архитектура (IA-128), которая будет полностью совместима с уже существующей 64-битной архитектурой. Вполне вероятно, что в Windows 8 будет использоваться система распознавания голоса и голосовое управление. Также ожидается улучшенная система виртуализации и более эффективное взаимодействие с мобильной версией Windows 8.

Наконец, в Windows 8 найдет свое воплощение интерфейс “лента” (Ribbon Band), используемый в Microsoft Office начиная с 2007 версии. Выход финальной версии Windows 8 запланирован на начало 2012 года. Бета-версия доступна уже сейчас.

2.2 Основные характерные черты операционных систем семейства Windows

ОС семейства Windows (начиная с версии Windows 95) – это высокопроизводительная, многозадачная и многопоточная 32-разрядная ОС с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями. Начиная с версии Windows 98, ОС становится еще и многопользовательской.

Основные характерные черты программных продуктов серии Windows:

• 
  полная независимость программ от аппаратной части компьютера - программная совместимость;
  
• 
  мощный и единый графический (оконный) интерфейс;
  
• 
  многозадачность;
  
• 
  возможность работы в сетевой среде;
  
• 
  наличие универсальной системы средств обмена данными между приложениями;
  
• 
  удобная и гибкая справочная система;
  
• 
  преимущественное использование мыши для выполнения операций над объектами;
  
• 
  полное соответствие изображения на экране последующему изображению на бумаге;
  
• 
  совместимость со всеми видами приложений, разработанными для MS DOS;
  
• 
  возможность использования длинных имен файлов и каталогов (папок) – до 255 символов.
  

2.3 Операционная система Windows 7

Разработка Windows 7 (Seven) началась сразу после выпуска ОС Windows Vista.milestone 1, 2 и 3 были анонсированы Microsoft в 2008 году. Дата выхода Windows 7 в России - 22 октября 2009 года.

Операционная система Windows 7 - это новейшая производительная и надежная операционная система с новыми возможностями управления компьютером и файлами, которая позволяет выполнять на персональном компьютере задачи намного быстрее и проще.

Windows 7 содержит большое число как незначительных, так и крупных улучшений. К основным нововведениям следует отнести повышенную безопасность и стабильность операционной системы, улучшенную навигацию и обновленный интерфейс (скриншот рабочего стола представлен на рис. 1)



Рисунок 1 – Интерфейс рабочего стола Windows 7
Операционная система Windows 7 является логическим продолжением операционной системой Windows Vista. Ee архитектура по сравнению с Windows Vista фактически не изменилась, поэтому не возникает проблем с запуском программ, разработанных для Vista.

Что касается приложений, разработанных для ранних версий Windows, то здесь возникают некоторые проблемы. Так некоторые приложения, работающие под Windows XP, не запускаются в среде Windows 7, а множество программ, созданных под Windows XP и предыдущих версий ОС, запускаются в Windows 7 только в режиме совместимости. Совместимость программ - это режим, который позволяет выполнять программы, написанные для предыдущих версий Windows.