Машинные коды чисел

При зонной записи цилиндры разбиваются на группы, которые называются зонами, причем по мере продвижения к внешнему краю диска дорожки разбиваются на все большее число секторов. Во всех цилиндрах, относящихся к одной зоне, количество секторов на дорожках одинаковое. Возможное количество зон зависит от типа накопителя; в большинстве устройств их бывает 10 и более.

 

1.7. Операционные системы Windows

 

Операционные системы Windows — это семейство операционных систем, включающее: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9x, Windows NT, Windows 2000, Windows ME, Windows XP (первые две обычно называют операционными оболочками, поскольку они работали поверх ОС DOS).

 

Windows 9x (Windows 95 и Windows 98) — это популярные операционные системы для персонального компьютера с графическим пользовательским интерфейсом; в отличие от предыдущих версий - программных оболочек Windows 3.1 и Windows for Workgroups 3.11, включают в свой состав операционную систему DOS 7.0 и относятся к новому поколению 32-разрядных операционных систем. Они позволяют более полно использовать потенциал современного персонального компьютера, и многие операции в этих версиях Windows выполняются проще и быстрее. ОС Windows 9x — хорошо защищенные многозадачные ОС, обеспечивают эффективную работу в системах мультимедиа и в информационно вычислительных сетях (в том числе и в Интернете), работу с электронной почтой.

Структуру ОС Windows образуют все те же модули ОС DOS:

1. BIOS – базовая система ввода-вывода, обеспечивающая управление стандартными внешними периферийными устройствами. Вспомогательными функциями BIOS являются: поиск программы-загрузчика и ее загрузка в оперативную память; тестирование аппаратной части ПК; инициализация векторов прерываний нижнего уровня.

2. Модуль расширения EM BIOS (Extension Module) – файл с расширением IO.SYS, который придает гибкость ОС при обращении к внешним устройствам, а при необходимости блокирует функции BIOS. Этот модуль позволяет модифицировать параметры ОС с помощью файла конфигурации CONFIG.SYS, в котором прописываются драйверы внешних устройств и IO.SYS подключает их. В его функции входит: определение состояния оборудования; конфигурирование ОС; инициализация и переустановка векторов прерываний нижнего уровня; запуск базового модуля ОС.

3. Базовый модуль BM (Basic Module), файл MSDOS.SYS служит для управления ресурсами ПК, файловой системой на диске, работой программ при помощи системы прерываний. Основные функции BM: считывание в память и запуск командного процессора; инициализация векторов прерываний верхнего уровня.

4. Командный процессор или интерпретатор  команд CI (Command Interpreter), файл COMMAND.COM предназначен для поддержки пользовательского интерфейса ОС. Состоит из резидентного и транзитного модулей. Резидентный модуль хранится в оперативной памяти постоянно – это модуль самого процессора, а транзитный модуль может вытесняться из оперативной памяти – это файлы с расширением .exe, .com. Командный процессор выполняет следующие функции: прием и анализ команд; выполнение внутренних команд; загрузка программ в оперативную память для их выполнения; обработка прерываний при завершении задачи; при загрузке выполнение файла автонастройки AUTOEXEC.BAT.

5. Системный загрузчик SB (System Bootstrap) или BOOT RECORD находится в нулевом секторе диска и служит для поиска и загрузки в оперативную память модулей ОС IO.SYS и MSDOS.SYS.

Порядок размещения основных элементов ОС на дисках:

• 0-й сектор – загрузчик;
• с 1 по 18 сектор – таблица размещения файлов FAT (File Allocations Table) в двух экземплярах;
• с 19 по 32 сектор – главный каталог (имя логического диска);
• с 33 сектора и выше – файлы IO.SYS, MSDOS.SYS и COMMAND.COM в области пользователя.

Порядок загрузки ОС WINDOWS:

• тестирование оперативной памяти программой BIOS;
• считывание загрузчика из 0 сектора;
• загрузчик проверяет местонахождение IO.SYS, MSDOS.SYS и загружает их в оперативную память;
• загружается COMMAND.COM и обрабатывается файл конфигурации ОС CONFIG.SYS;
• отрабатывается файл автонастройки ОС AUTOEXEC.BAT, настраиваются параметры ОС.

Основными характеристиками WINDOWS являются:

-32 разрядная архитектура (многие  программы используют 32 разрядные данные). MS DOS не имела средств для поддержки 32-разрядных программ, работающих в защищенном режиме микропроцессора и ограничивала возможности программы областью памяти до 1 Мбайта;

-графический пользовательский  интерфейс. Используется графический режим видеомонитора, система окон и графические объекты для управления ПК;

-использование виртуальной памяти (расширение оперативной памяти за счет образования файла подкачки). Виртуальная память – расширение адресного пространства задачи, полученное за счет использования части внешней памяти, называемой файлом подкачки. Этот процесс получил название свопинг;

-подключение периферийных устройств  по технологии PLAG and PLAY (система самостоятельно распознает техническое устройство, устанавливает его драйверы, изменяет файлы конфигурации);

-наличие средств мультимедиа (программы  обработки звука и видеоизображений);

- наличие коммуникационных программных средств. ОС стала обладать следующими возможностями: организация передачи данных между двумя ПК по кабелю (Direct Cable Connection); электронная почта в локальной и глобальной сети; факсимильная передача (MS Fax); обмен данными с удаленным ПК и подключение к глобальной сети (Hyper Terminal); организация локальной вычислительной сети; подключение к сети с выделенным сервером;

- многозадачность и многопоточность. Многозадачность – способность операционной системы выполнять «одновременно» несколько программ. Операционная система распределяет процессорное время между программами. Многопоточность – работающие программы разделяются на несколько частей. Это обеспечивает одновременное выполнение не связанных друг с другом операций. Например, в EXСEL могут выполняться одновременно в разных ячейках и параллельно с вычислениями осуществляться ввод данных в ячейки, их вывод на печать и т.п.

В среде WINDOWS любой файл является объектом, который имеет собственное имя с различным расширением: .sys, .com, .txt, .doc, .exe, .zip и т.д. Операции с файлом можно выполнять с помощью вызова контекстного меню (команды Свойства, Вырезать, Копировать и т.п.)

Другим важным объектом WINDOWS является папка, которая позволяет упорядочить хранение информации. В папке могут храниться как файлы, так и их ярлыки. Ярлык – это ссылка на объект, указывающая его месторасположение.

Структура подчиненности папок в WINDOWS носит название иерархической. На верхнем уровне этой структуры располагается Рабочий стол, на втором уровне располагаются объекты рабочего стола: папки Мой компьютер, Мои документы, Корзина. Эти папки являются системными и не могут удаляться и перемещаться. Внутри перечисленных папок размещаются другие «вложенные папки» - системные папки дисковых устройств, принтеры, панель управления и т.п.

Графический интерфейс WINDOWS построен на основе Окон, область на экране монитора, в которой отображаются приложение, документ или сообщение. Окна бывают контекстными и всплывающими.

Стандартные приложения прикладного значения WINDOWS:

-графический редактор Paint;

-текстовые редакторы Word Pad и Блокнот;

-калькулятор;

-комплекс программ Связь;

- комплекс программ Служебные;

- комплекс программ Стандартные.

Windows NT - многопользовательская, многозадачная, многопоточная ОС, она имеет графический пользовательский интерфейс, почти аналогичный интерфейсу Windows 9x.

Отличительными чертами этой операционной системы являются:

• встроенная сетевая поддержка, — в отличие от других ОС, Windows NT изначально создавалась с учетом работы в вычислительной сети, поэтому в интерфейс пользователя встроены функции совместного использования сетевых файлов, устройств и объектов;
• присутствие достаточно мощных средств защиты файлов различных пользователей от несанкционированного доступа; наличие многоуровневого доступа к ресурсам с назначением пользователям уровня доступа в соответствии с их компетенцией;
• поддержка нескольких файловых систем — кроме файловой системы FAT, понимаемой всеми версиями Windows, Windows NT имеет собственную файловую систему (NTFS);
• поддержка широкого спектра компьютерных платформ, в том числе и мультипроцессорных вычислительных систем.

Windows 2000 — операционная система, объединяющая возможности Windows NT и Windows 9x, с расширением многих сервисных функций, но достаточно сложная в использовании. В качестве упрощенного варианта на базе Windows 2000 создана Windows ME — версия ОС, являющаяся развитием Windows 9x. Новая версия ОС Windows 2001 года - Windows XP.

 

Основные технологии ОС Windows

 

ОС Windows базируется на концепции объектно-ориентированного программирования (ООП), в которой выдерживается единый подход к данным и программам. В основе ООП лежит понятие объекта, который объединяет в себе как алгоритмы, так и данные, обрабатываемые этими алгоритмами. Фундаментальными характеристиками ООП, на которых базируется весь комплекс ОС Windows являются:

• все, что имеется в ОС Windows является объектами;
• вычисления осуществляются путем обмена данными между объектами. Объекты взаимодействуют между собой посылая и получая сообщения. Сообщение – это запрос на выполнение действия;
• каждый объект имеет независимую память и состоит из других объектов;
• каждый объект является представителем класса, который выражает свойства принадлежащих ему объектов;
• в классе задается поведение объекта, поэтому объекты, принадлежащие данному классу, могут выполнять одинаковые действия;
• все классы образуют иерархическую структуру, отражающие иерархию наследования.

Базовыми объектами ОС Windows являются:

• файл;
• папка;
• ярлык;
• иерархическая структура подчиненности папок;
• объекты пользовательского уровня – приложения и документы;
• пользовательский графический интерфейс;
• формы указателя мыши при работе с объектами;
• окна – объекты графического интерфейса;
• окна приложений и документов;
• диалоговое окно;
• панель задач;
• кнопка «пуск».

Графический интерфейс Windows разработан на основе принципа WYSIWYG (What You See Is What You Get – что видишь, то и получаешь). Все объекты Windows могут изменяться и порождать новые объекты за счет обмена данными.

В результате обмена данными между приложениями создаются составные документы, в которых объединяются данные разного типа из разных приложений. Составные документы позволяет создавать технология OLE (Object Linking and Embedding – связывание и внедрение объекта). Технология OLE предусматривает два варианта обмена данными:

• внедрение объекта, при котором в документ-приемник вставляется сам объект;
• связывание объекта, при котором в документ-приемник помещается не сам объект, а лишь ссылка на документ-источник.

Объект OLE – произвольный элемент, созданный средствами приложения Windows. Приложение, средствами которого создается объект OLE называется сервером OLE. Приложение, принимающее объект OLE называется клиентом OLE. Способы внедрения и связывания:

• через буфер обмена;
• с помощью меню «вставка» - «объект»;
• с помощью меню «правка» - «специальная вставка».

Внедренный объект становится частью документа-контейнера и теряет связь с исходным файлом. Связать с контейнером можно объект, который оформлен как файл-документ. При обновлении файла-документа изменения отражаются и в документе-контейнере.

Непосредственный обмен данными включает:

1. Конвертирование – изменение формата файла-документа.
2. Импорт-экспорт – когда данные одного файла-документа по определенным соглашениям (протоколам) пересылаются в другой.
3. Динамический обмен данными (DDE – Dynamic Data Exchange) - набор специальных соглашений об обмене данными между приложениями Windows.

Технологии визуального интерфейса: Point and Click – указать и щелкнуть; Select – выделить; Drag and Drop – переместить и оставить.

 

 

Сервисные системы

 

Сервисные системы предназначены для обеспечения эффективного взаимодействия пользователя и ПК, они являются дополнением и расширением пользовательского интерфейса операционных систем — выполняют посреднические функции между пользователем и ОС. Сервисные системы чисто условно можно разделить на:

• интерфейсные системы;
• оболочки ОС;
• утилиты.

Интерфейсные системы — это мощные сервисные системы, чаще всего графического типа, совершенствующие не только пользовательский, но и программный интерфейс ОС (сопряжение ОС с прикладными программами), в частности, реализующие некоторые дополнительные процедуры распределения дополнительных ресурсов.

Оболочки ОС предоставляют пользователю качественно новый по сравнению с реализуемым операционной системой интерфейс. Наиболее популярные оболочки ОС MS DOS: Norton Commander, DOS Navigator и т. д. Для OS/2 - это WPS Shell.

Утилиты автоматизируют выполнение отдельных типовых, часто выполняемых процедур, реализация которых потребовала бы от пользователя разработки специальных программ.                                                                        

Среди наиболее популярных утилит следует отметить средства:

• обслуживания магнитных дисков (форматирование; обеспечение сохранности системной информации на диске и возможности ее восстановления в случае разрушения; восстановление ошибочно-удаленных файлов и каталогов; оптимальная компоновка и дефрагментация файлов на диске; надёжное удаление с диска конфиденциальной информации с невозможностью ее дальнейшего прочтения и т. д.);
• обслуживания файлов и каталогов (создание, копирование, переименование, пересылка, быстрый поиск, удаление и т. п.);
• архивирования и разархивирования файлов (архивирование существенно уменьшает размер файла
• защиты от компьютерных вирусов и многие другие.