Операционные системы Windows XP.

Цель: Формирование умений, навыков и знаний по изучению операционные системы Windows XP.

План:

1. Общие  сведения  об операционной системе
2. Иерархия программного обеспечения ЭВМ:
3. Описание ОС
4. Система управления файлами
5. работа с программой NortonCommander.

 {spoiler=Подробнее}

Общие  сведения  об операционной системе

         Рассматривая самые элементарные сведения о машинной математике, мы сказали, что любая ЭВМ автоматически выполняет заданные ей действия в соответствии с так называемой прикладной программой решения задачи, разработанной человеком на некотором алгоритмическом языке программирования. Однако эта программа, составленная на языке более или менее удобном для человека-программиста, непригодна для непосредственного управления блоками ЭВМ и нуждается в соответствующем переводе (трансляции) по определенной программы в коды  машинного языка, специфичные для данной машины. Эти коды определяют, какая операция должна быть выполнена машиной по данной команде.

         Кроме того, в памяти ЭВМ должен содержаться еще ряд программ, предназначенных для управления работой и взаимодействием различных блоков вычислительного комплекса, обменами, данными между устройствами и разными уровнями машинной памяти, тестированием и диагностикой вычислительными процессов и другими достаточно сложными вычислительными системы и их взаимодействием, носит название операционной системы (ОС).

         Традиционная схема взаимодействия элементов программного обеспечения ПК упрощенно показана на рис. (обозначения некоторых типов файлов)

         Ядро ОС при работе ПК, как правило, находится в наиболее доступных участках памяти (в ПЗУ или ОЗУ) и постоянно участвует в вычислительном процессы, т.е. является резидентным. С помощью ядра ОС осуществляется, в частности, автоматический запуск и проверка готовности основных узлов вычислительного комплекса. При работе какой-либо прикладной программы ядро ОС осуществляет загрузку и исполнение программы, организует очередность приема и передачи управляющих сигналов, размещение и передачу данных, управление процессами ввода и вывода информации, т.е. по сути дела выполняет функции диспетчера.

         Программы, которые входят в окружение ОС, как правило, не являются резидентными и обычно вызываются из дисковой памяти при исполнении многих стандартных команд ОС. С  помощью этих команд осуществляется  формирование библиотеки пользователя, разметка и проверка исправности дисковой памяти, вывод справочных сообщений, копирование информации, составление и редактирование управляющих программ на языке ОС, управление режимами изображения и т.д. во многих ОС имена этих программ совпадают с ключевыми словами соответствующих команд ОС.

              В состав окружения ОС входят также программы, позволяющие формировать или изменять конфигурацию вычислительной системы. Под конфигурацией понимается не только состав вычислительных системы (наличие стандартных и дополнительных внешних  устройств), но и начальные условия старта (информационные стартовые сообщения системы, особенности режимов управления вычислительной системой и устройствами ввода - вывода). С помощью программ, осуществляющих конфигурирование системы, в состав ОС можно также включить: нестандартные программы, обеспечивающие удобные режимы работы в среде ОС (сервисные программы): программы, расширяющие возможности работы внешних устройств; обучающие программы для пользователей – непрофессионалов и т. д. Многие из этих программ не входят в состав стандартного окружения ОС и относятся к ее расширению. Иногда расширение ОС образуется также за счет замены некоторых стандартных программ окружения ОС более совершенными или более приспособленными к задачам и потребностями конкретного пользователя.

           Ядро и окружение ОС образуют базовое программное обеспечение.     Расширение ОС занимает промежуточное положение между базовым и прикладным программным обеспечением. Состав и структура его могут сильно варьироваться. Прикладное программное обеспечение представлено программными средствами, в состав которых входят в основном следующие классы:

          Различные оригинальные прикладные, обучающие и игровые программы;

          Системы программирования на языках высокого уровня, включающие программы – переводчики на машинный язык (трансляторы);

          Программы – редакторы текстов и изображений, издательские системы;

          Системы – управления базами данных (СУБД);

          Пакеты прикладных программ (ППП);

         Интегрированные системы, т.е. большие ППП общего назначения, имеющие удобный для пользователя язык программирования, трансляторы, средства редактирования  данных и средства управления данными.

           Если судить  о месте, которое занимает ОС в программном обеспечении, то ее, образно говоря, можно сравнить с режиссером спектакля, который управляет не только актерами – исполнителями (в данном случае самыми разнообразными программами), но и материальной частью – декорациями, звуковыми эффектами, освещением и т. д. Для, ПК такой материальной частью «вычислительного спектакля» являются различные блоки и внешние устройства.

          ОС в большинстве случаев осуществляет многие рутинные действия, такие, например, как проверка готовности  устройств, установка считывающей головки на нужную дорожку диска, реализация связи между различными устройствами вычислительного комплекса и т. д. С помощью ОС можно осуществить вызов и исполнение программы пользователя, пополнение и преобразование содержимого дисковой памяти, подготовку к работе гибких дисков, организацию связи между различными ПК в сети, управление режимом работы ПК с помощью клавиатуры. Если в работе необходимо использовать национальный алфавит, не предус-мотренный в стандартной конфигурации, то в ОС включаются программы знако генерации, с помощью которых обеспечиваются формирование и вывод изобра-жений соответствующих символов.

ОС, применяемые в ПК, основном относятся к классу дисковых операционных систем (ДОС). Одним из важных понятий таких систем является понятие «файл» (file). Файл – это именованная область внешней (в основном дисковой) памяти, в которой хранятся программы и данные. В каждом диске под управлением ОС формируется каталог (dipectopy), в котором вместе с именами файлов указываются их расположение на диске и занимаемый объем памяти в байтах.

Иерархия программного обеспечения ЭВМ:

Описание ОС

Одной из самых распространенных ОС для ПК, совместимых с IBM PC, является MS-DOC. Мы будем рассматривать в основном эту систему. Существующие отечественные ОС (М86, Нейрон- ДОС 1, Альфа- ДОС и др.) по структуре команд похожи на эту систему или на ее предшественницу СР. / М- 86 , но для многих  популярных программ, значительная часть которых разработана за рубежом, работа под управлением MC-DOS более приемлема.MS-DOS применяет и на многих ПК, выпускаемых в нашей стране. Для пользователей работающих с отечественной ОС, освоение ее при знании основ MS-DOS не составит большого труда.

         Операционные системы непрерывно развиваются и совершенствуются, чтобы отличать различные версии ОС, в ее названии используются по мере совершенствования ОС. Так на смену версиям 1.0,  1.1пришли версии 2.1, 3.1, 3.21 и т.д. Чем больше индекс, тем больше возможности соответствующей ОС.

         В состав окружения MS- DOS входят файлы CONFIG. SYS и AUTOEXEC.BAT, с помощью которых задается конфигурация системы и создается удобная для пользователя рабочая обстановка. С помощью файла CONFIG.SYS можно расширить операционную систему, подключить к работе дополнительные внешних устройства и регулировать параметры работы внешних устройств. Файл AUTOEXEC. BAT, называемый файлом автозапуска, оформляется на языке команд MS-DOS. Он автоматически запускается после  обработки файла CONFIG. SYS и содержит команды вызова некоторых программ, создающих рабочую обстановку, команды поиска часто используемых пользовательских программ, команды настройки сообщений ОС и т.д. Более подробные сведения о содержании и настройке этих программ содержатся в монографии (4).

Система управления файлами

         Возвращаясь к аналогии «ОС как режиссер», отметим, что для успеха спектакля режиссеру необходимы хорошие исполнители. В ПК такими исполнителями являются пользовательские программы, или пакеты прикладных программ (ППП). Эти программы хранятся в архивной, или дисковой, памяти (disk memory) в виде файлов. Здесь могут не только программы, но и некоторые фактические данные, тексты документов, закодированные элементы изображения. Каждому файлу присваивается собственное имя, а совокупность всех файлов составляет библиотеку пользователя.

         Одной из главных функций ОС является работа с файлами (поиск, сортировка, вызов на исполнение, копирование, удаление и т.д.). Чтобы эта работа прошло успешно, необходимо организовать библиотеку пользователя в соответствии с определенными правилами.

         Начнем с правил присвоения имени файла. Собственное имя каждого файла состоит из двух частей – имени и расширения. Эти части разделены точкой, например:basic.exe или doc.txt. Левая часть состоит не более чем из восьми символов и выбирается так, чтобы пользователь мог  отличить данный файл от других файлов и в ряде случаев по этому имени получить представление о его содержимом. Правая часть имени файла состоит не более чем из трех символов и, как правило, указывает на тип информации, записанной в файл. Общепринятые обозначения типов некоторых файлов приведены в таблице.

Обозначения некоторых типов файлов.

Отметим, что в ОС М86  допускается собственные имена, набранные в русском алфавите.

         Файлам, содержащим тексты или какие-либо другие данные, можно присваивать произвольные названия типов, но в этом случае желательно, чтобы они не совпадали с общепринятыми типами программ или командных файлов (COM, EXE, BAT, PAS и т. д.). При использовании тех или иных ППП некоторым рабочим файлам присваиваются типы, предусмотренные в данном ППП. При этом присвоение типа вновь созданным файлам может осуществляться автоматически. Дисковая память делится на несколько групп и имеет общепринятые имена. Если используются гибкие диски, то они относятся к группам памяти А или В (по именам соответствующих дисководов). Группы памяти жесткого диска обозначаются буквами С, D , Е,…. Число их зависит от объема диска. Как правило, объем каждой группы памяти диска составляет 20 Мбайт. В некоторых отечественных ПК эти группы памяти обозначаются цифрами 1 и 2 для гибких дисков. В дальнейшем для краткости будем обозначать эти группы дисковой памяти как «диск А», «диск В» и т. д.

Пользователи ПК, особенно при наличии жесткого диска, имеющего большой объем памяти, часто хранят много файлов, число которых достигает нескольких сотен. Чтобы облегчить поиск нужных файлов и сгруппировать их в соответствии с определенной классификацией, в файловой системе предусмотрена, структурна каталогов. Каталог (directory) - это группа файлов, объединенных общей задачей или, допустим, принадлежащих какому- либо конкретному пользователю. Каждый каталог имеет конкретное имя (не более восьми  алфавитно-цифровых символов).          

         Каталоги организованы в иерархическую структуру, которую наглядно можно представит в виде дерева (рис. структура каталогов). При этом главном (корневом) каталоге содержатся как отдельные файлы, так и подкаталоги. Каждый подкаталог может содержать помимо группы отдельных  файлов свои подкаталоги и т. д. В соответствии с этим полное имя файла вместе с именем и типом содержит следующую информацию: имя диска, имя корневого каталога, имя подкаталога,  собственное имя файла. Часть полного имени файла, расположенная левее  его собственного имени, обозначает путь (path) поиска соответствующего файла.

Если какой-либо каталог содержит подкаталоги, то этот каталог по отношению к ним называется родительским  каталогам. Например, каталог К2 является родительским по отношению к каталогам К3 и К4.

         Обычно набор на клавиатуре полного имени файла является весьма утомительным занятием, но ОС позволяет войти в любой каталог и вызвать всё отдельные файлы этого  каталога без набора символов,  обозначающих путь. Если же требуемый файл находится в подкаталоге текущего (или рабочего)  подкаталога, то для его вызова достаточно набрать сокращенные путь, в котором используются только имя соответствующего подкаталога.

         Рассмотрим этот механизм на модельном примере (см. рис. 4.2). Полное имя файла f11 обозначается так:

                            D: /K2/K4/K5/f11

         Если мы находимся в каталоге К4, то имя этого же файла будет более коротким, а именно:

                                         K5/f11

А для  вызова  файла f1 0 достаточно набрать его собственное имя. Если из текущего каталога К4 необходимо  вызвать файл f4, то следует набрать его полное имя:

         C: /K1/F4             

         Более подробно этот механизм мы рассмотрим при изучении соответствующих команд ОС. Запомним только, что имя диска отделяется от остальных составляющих имени косой обратной чертой.

         Хранение файлов с одинаковыми собственными именами допускается при условии, что они находятся в разных каталогах. Если вы, допустим, создаете в текущем каталоге файл с собственным именем petrov.txt и в этом каталоге есть файл с таким же именем, то последний автоматически переименовывается в файл  petrov.bak, т.е. тип TXT заменяется на тип резервного файла BAK, а новый файл записывается с именем petrov.txt (рисунок-1 возможные изменения в каталоге при введении нового файла). Если же в этом каталоге присутствовал еще и файл с именем petrov.bak, то он автоматически удаляется. Схема перемещения файлов в данном случае изображена на рисунок (рисунок-2 возможные изменения в каталоге при введении нового файла).

         Следует отметить, что после выполнения команды удаления файл, как правило, не уничтожается, но в каталоге вместо первого символа имени удаленного файла вставляется специальный символ, который показывает, что место на диске, занятое этим файлом, может быть использовано для других файлов. Поэтому  непосредственно после выполнение команды удаления файл еще можно восстановить. Для этого имеются специальные программные средства, некоторые из них включены в последние версии ОС. Но если после удаления файла производилась запись новых файлов в дисковую память, то восстановить  удаленный файл не всегда возможно.

         В большинстве команд ОС одинакова, воспринимаются строчные и прописные буквы одного и того же алфавита, но по-разному буквы разных  алфавитов, даже если они имеют одинаковое изображение. Например, если вы в команды COPY в  OC MC-DOS  наберете буквы “С” или “О”, используя русский алфавит, то получите на экране сообщение об ошибке: BAD COMMAND OR FILENAME (неверные команда или файл). При этом машина воспринимает не изображение, а цифровые коды соответствующих символов, которые для разных алфавитов различны. Цифровые коды прописных и строчных букв одного итого же алфавита тоже  неодинаковы, но в ОС и в некоторых других системах программирования предусматривается возможность одинаковой интерпретации прописных и строчных букв. Например, в MC-DOS команды  dir, Dir и DIR будут восприниматься, и выполняться одинаково. Точно так же имена файлов r1 и  R1. DOC будут восприняты как одно и то же имя. Но есть системы программирования, в которых такая свобода выбора прописных или строчных букв не допускается, например, в языке Модула-2.

Возможные изменения в каталоге при введения нового файла.

         1)

.         2)                       

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:  

1. Что вы знаете об операционной системе?
2. Что вы понимаете иерархия программного обеспечения?
3. Что вы понимаете описание ОС?
4. Чем отличается операционная система от NortonCommander? 
5. Функцияпунктменю Norton Commander?

ОПОРНЫЕ СЛОВА:

Операционные система, иерархия программного обеспечения, ЭВМ, описание ОС, система управления файлами, Norton Commander, каталог, файл, меню, конфигурация, режим,  фильтр, экран, petrov.bak, тип TXT, BAK.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Персональный компьютер: Диалог и программные средства. Москва – 1991 г. УДН. В.М.Матюшок и др.
2. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск МП ’’Раско’’ 1992 г. А.Е.Мудров.
3. Программирование на языке Паскаль. Радио и связи. Москва 1998 г. О.Н.Перминов.
4. Программирование на алгоритмических языках Бейсик, Фортран, Паскаль. Москва. ’’Просвещение 1991г.Б.И.Чернов.
5. Языки  программирования (ПАСКАЛЬ, ПЛ./М). Москва «Высшая школа» 1987. В.Е.Алексеев, А.С. Ваулин.

6    www.edu.uz  www.kbsu.ru/~book/ www.mtuci.ru www.mesi.ru www.informatika.ru comp-science.narod.ru

{/spoilers}