Операционные системы


Т. П. Куль









                ОПЕРАЦИОННЫЕ

                СИСТЕМЫ





Учебное пособие
для учащихся учреждений образования, реализующих образовательные программы профессионально-технического образования по специальности «Эксплуатация электронновычислительных машин»



Электронное учебное издание

     учебной книеи и средств обучения!

РИПО

Минск РИПО 2019

ISBN 978-985-503-940-3

© Куль Т. П., 2019

© Оформление. Республиканский институт профессионального образования, 2019

УДК 681.3(075)
ББК 32.973.2-018.2я722
      К90




Рецензенты: цикловая (предметная) комиссия преподавателей по специальности «Эксплуатация электронно-вычислительных машин»
    УО «Минский государственный колледж электроники» (Ж. В. Леус);
доцент кафедры «Технология программирования» Белорусского государственного университета, кандидат технических наук, доцент А. П. Побегайло.

     Куль, Т. П.
К90 Операционные системы : учебное пособие [Электронный ресурс] / Т. П. Куль. — Минск : РИПО, 2019. — 312 с. : ил.
        ISBN 978-985-503-940-3.

        В учебном пособии объединены теоретические материалы, практические работы, контрольные вопросы и тестовые задания к каждому разделу учебного предмета «Операционные системы». Все разделы изложены в сжатой, доступной для восприятия форме.
        Предназначено для учащихся учреждений профессиональнотехнического образования, рекомендуется использовать на уроках-лекциях, уроках контроля знаний, при самостоятельном изучении предмета.

Текстовое электронное издание
Текст воспроизводится по печатному изданию 2015 г.
Минимальные системные требования:
Microsoft Internet Explorer, версия 6.0 и выше, Adobe Acrobat Professional, версия 7.0 и выше
Для создания электронного издания использованы Приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader, разработанное на основе Adobe Air.
        Дата подписания к использованию 04.07.2019. Объем 8 Мб.





© Куль Т. П., 2019
                             © Оформление. Республиканский институт профессионального образования, 2019

            ПРЕДИСЛОВИЕ


   Основой для работы пользователя с персональным компьютером является операционная система. На современном этапе развития информационных технологий разработаны и широко используются операционные системы различных семейств.
   В настоящем учебном пособии в соответствии с программой раскрывается сущность операционных систем, применяющихся на персональных компьютерах, с целью формирования у обучающихся навыков работы с операционными системами различных семейств при выполнении практических работ.
   Учебное пособие содержит достаточное количество теоретического материала, изложенного на доступном пользовательском уровне, дополненного примерами и рисунками. Для приобретения навыков использования операционных систем в содержание пособия включены практические работы и задания, вопросы и тесты для закрепления и контроля полученных знаний.
   Овладев учебным материалом, обучающиеся смогут легко использовать широко известные сегодня операционные системы в своей профессиональной деятельности, поддерживать разговор на актуальные темы в области компьютерных технологий и систем.
   В учебное пособие включены четыре главы.
   В первой главе даются классификация и назначение программного обеспечения ЭВМ; описывается история развития операционных систем.
   Вторая глава характеризует основные компоненты, раскрывает структуру файловой системы MS-DOS; рассматривается программа-оболочка Norton Commander, описываются возможности управления оперативной памятью, конфигурирование и установка операционной системы MS-DOS.

3

Предисловие

    В третьей главе представлена общая характеристика систем данного семейства Windows. Указаны отличительные черты операционной системы по сравнению с другими системами; описаны приемы установки, настройки процессов, служб и компонентов. Рассматриваются стандартные программы, средства обеспечения компьютерной безопасности, приемы настройки и оптимизации оборудования в Windows. Поясняются назначение, пути оптимизации и настройки компьютера с помощью BIOS.
    В четвертой главе раскрываются операционные системы семейства UNIX на примере Linux; указываются возможности администрирования и конфигурирования системы, описываются приемы подключения устройств, основные команды для работы с файлами.

4

            1.      ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭВМ



        1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭВМ

    Програмное обеспечение (далее — ПО) — это совокупность программ, которые хранятся на запоминающих устройствах компьютера и могут быть выполнены процессором.
    ПО, за исключением программ-заставок, не работает само по себе, каждая программа использует один или несколько файлов данных, решая ту или иную задачу их обработки.
    Экранная заставка — это исполняемый файл с расширением .scr, который воспринимается операционной системой компьютера как программа или приложение и автоматически запускается при длительном отсутствии пользователя (рис. 1).

Рис. 1. Экранные программы-заставки

    ПО подразделяется на три большие группы:
    •  системное;
    •  прикладное;
    •  инструментальное (инструментальные средства и системы).

5

1. Общие сведения о программном обеспечении ЭВМ

    Системное ПО служит для обеспечения функционирования компьютера. К нему относятся в первую очередь операционные системы (далее — ОС), обеспечивающие поддержку работы всех программ, их взаимодействие с аппаратными средствами компьютера, общее управление ЭВМ.
    ОС включает:
    • файловую систему, являющуюся основой всего ПО;
    •     систему ввода/вывода, которая задает правила ввода информации от различных устройств (клавиатура, мышь, датчики) и вывода ее на различные устройства (дисплей, принтер, плоттер);
    •     командный процессор, осуществляющий обработку команд пользователя и запускающих их на выполнение.
    Примеры ОС: MS-DOS, Unix, Windows.
    К системному ПО также относятся драйверы — специальные программы, управляющие устройствами компьютера (клавиатурой, мышью, принтером и др.). В каждой ОС есть свои драйверы.
    К прикладному ПО относятся компьютерные программы и пакеты прикладных программ, написанные для пользователя или самим пользователем, для задания компьютеру конкретной работы.
    Прикладные программы бывают следующих типов:
    •     функционально-ориентированные программы, использующиеся в различных областях применения ЭВМ и обеспечивающие автоматизацию в них;
    •     программы текстовой обработки, предназначенные для редактирования текстов и подготовки документов, включая разбивку на страницы и вывод на принтер;
    •     программы обработки электронных таблиц, позволяющие хранить и обрабатывать информацию в виде таблиц, включая различные вычисления;
    •     программы графической обработки, обеспечивающие создание, редактирование, обработку различных рисунков, фотоизображений, диаграмм, графиков, чертежей и вывод их на принтер или плоттер;
    •     программы управления базами данных (СУБД), предназначенные для хранения взаимосвязанной информации и выдачи ее по запросам пользователей;

6

1.2. Общая характеристика и история развития операционных систем

    •     программы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющие разрабатывать электронные модели реальных объектов и создавать конструкторскую документацию;
    •     интегрированные программы, объединяющие несколько функциональных подсистем и представляющие собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый удобный инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, органайзер, электронную таблицу, СУБД, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал.
    Примеры прикладных программ: MS Word, Adobe Photoshop и др.
    Инструментальное программное обеспечение (инструментальные средства и системы?) предназначено для разработки системного и прикладного ПО для ЭВМ. В его состав входят языки программирования, трансляторы с языков программирования, сервисные средства подготовки и отладки программ.
    Примеры инструментальных систем: Turbo PASCAL, Borland Delphi и т. д.

1.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Общая характеристика операционных систем
    ОС управляет всеми устройствами компьютера (процессором, оперативной памятью, дисками, клавиатурой, монитором, принтерами, сетевыми устройствами и др.) и обеспечивает пользователя удобным интерфейсом для работы с аппаратурой.
    Существуют различные определения понятия «операционная система», объединенные одинаковым смысловым направлением.
    Операционная система — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают

7

1. Общие сведения о программном обеспечении ЭВМ

как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой — предназначены для управления устройствами, вычислительными процессами, для эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надежных вычислений. Это определение применимо к большинству современных ОС общего назначения.
    Операционная система - это комплекс специальным образом организованных программ и данных, с помощью которых осуществляется управление всеми устройствами персонального компьютера (ПК) и взаимодействие с пользователем.
    Операционная система - комплекс программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, организующий работу с файлами и выполнение прикладных программ, осуществляющий ввод и вывод данных.
    Операционная система - комплекс программ системного уровня, предназначенный для функционирования всех устройств компьютера и поддержки работы его программ. Обеспечивает пользователю удобства при работе с компьютером и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
    ОС выступает как связующий элемент между пользователем и аппаратной частью ПК (рис. 2).


Рис. 2. Операционная система

8

1.2. Общая характеристика и история развития операционных систем

    Основными функциями ОС являются:
    •     прием от пользователя (оператора) заданий или команд, сформулированных на соответствующих языках, и их обработка;
    •    загрузка программ и их исполнение;
    •    инициация программы (передача ей управления);
    •     прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ; организация взаимодействия между задачами;
    •    идентификация всех программ и данных;
    •    обеспечение работы системы управления файлами;
    •     обеспечение режима мультипрограммирования (многозадачности);
    •    планирование и диспетчеризация задач;
    •     обеспечение функций по организации и управлению операциями ввода/вывода;
    •     удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (для соответствующих ОС);
    •    управление памятью, организация виртуальной памяти;
    •     организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;
    •     защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;
    •     аутентификация, авторизация и другие средства обеспечения безопасности;
    •    предоставление услуг на случай частичного сбоя системы.
    Функции ОС автономного компьютера обычно группируются в соответствии с типами локальных ресурсов, которыми управляет система. Такие группы называют подсистемами, наиболее важными из которых являются:
    •    подсистема управления процессами;
    •    подсистема управления памятью;
    •    подсистема управления файлами;
    •    подсистема управления внешними устройствами;
    •    подсистема пользовательского интерфейса;
    •    подсистема защиты данных и администрирования.

9

1. Общие сведения о программном обеспечении ЭВМ

    По числу одновременно выполняемых задач ОС разделяются на два класса:
    •    однозадачные (MS-DOS, MSX);
    •    многозадачные (мультизадачные) (OC EC, OS/2, Unix, Windows).
    Однозадачные системы в основном выполняют функцию предоставления пользователю «виртуальной машины», делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.
    Многозадачные системы кроме вышеперечисленных функций управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.
    Наиболее простой является ОС семейства MS-DOS фирмы Microsoft. С увеличением вычислительных возможностей ПК все большее распространение получают сложные и мощные ОС, такие как Microsoft Windows, Unix (Linux).
    Основными составляющими ОС являются:
    •    дисковые файлы и правила задания имен файлов;
    •    файловая структура диска;
    •    взаимодействие с ОС (интерфейсом пользователя), что определяет пользовательский способ управления работой системы.
    Выделяют следующие уровни организации взаимодействия пользователя с системой:
    •    командный способ (является наиболее простым с точки зрения программной реализации, но наиболее неудобным и трудоемким для массового пользователя);
    •    простейшие вспомогательные программы-оболочки, реализующие несложный диалог пользователя с системой. Это программы, созданные для упрощения работы со сложными программными системами. Они преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс вида «Меню». Предоставляют пользователю удобный доступ к файлам и обширные сервисные услуги;

10