Операционная система. Файловая система

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Операционная система (понятие и функции)              1

2. Файловая система (организация, навигация и т.д.)              4

Список использованной литературы              6

1. Операционная система

              Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающих:

      управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;

      управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие             с устройствами компьютера, с данными;

      пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд – операций по обработке информации.

Такое определение операционной системы уже апеллирует                         к ее функциям.

Операционные системы – наиболее машиннозависимый вид программного обеспечения, ориентированный на конкретные модели компьютеров, поскольку они напрямую управляют их устройствами, или обеспечивают интерфейс между пользователем и аппаратной частью компьютера.

В той мере, в какой это необходимо для понимания функций операционных систем, аппаратную часть компьютера можно представлять себе состоящей из следующих элементов:

      центрального процессора, имеющего определенную архитектуру (структуру регистров, набор и форму представления команд, формат обрабатываемых данных и т.д.) и характеризующегося производительностью, т.е. количеством простейших операций, выполняемых в единицу времени, а также другими качествами;

      оперативной памятью, характеризующейся емкостью (объемом)                     и скоростью обмена данными (прежде всего с центральным процессором);

      периферийных устройств, среди которых имеются:

      устройства ввода (клавиатура, мышь, сканер и др.);

      устройства вывода (дисплей, принтер, графопостроитель и др.);

      внешние запоминающие устройства (дисководы для магнитных               и оптических дисков, устройства для работы с лентами и др.);

      мультимедийные устройства.

Все эти аппаратные устройства обобщенно называют ресурсами компьютера.

В сравнении с оперативной памятью внешние запоминающие устройства обладают практически неограниченной емкостью. Так, емкость встроенного накопителя персональных компьютеров – винчестера – обычно в 50 – 100 раз больше объема оперативной памяти. Для других устройств – накопителей на гибких магнитных дисках и оптических дисках – используются сменные носители информации, однако время доступа к информации на внешних запоминающих устройствах значительно больше, чем к информации                       в оперативной памяти (в тысячи раз). Медленнее, чем центральный процессор, работают и устройства ввода-вывода.

За время существования компьютеров операционные системы потерпели значительную эволюцию. Так, первые операционные системы были однопользовательскими и однозадачными. Эффективность пользования ресурсов компьютера в этом случае оказывалось невысокой из-за простоев всех, кроме одного работающего периферийного устройств компьютера. Например, при вводе данных простаивал центральный процессор, устройства вывода и внешние запоминающие устройства.

По мере роста возможностей, производительности и изменениях                    в соотношении стоимости устройств компьютера положение стало нетерпимым, что привело к появлению многозадачных операционных систем, остававшихся однопользовательскими.

Такие операционные системы обеспечивают постановку заданий                     в очередь на выполнение, параллельное выполнение заданий, разделение ресурсов компьютера между выполняющимися заданиями. Так, например, одно задание может выполнять ввод данных, другое – выполняться центральным процессором, третье – выводить данные, четвертое – стоять в очереди. Важнейшее техническое решение, обусловившее такие возможности, - появление у внешних устройств собственных процессоров (контроллеров).

При многозадачном режиме:

      в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей;

      время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором;

      параллельно с работой процессора происходит обмен информацией                с различными внешними устройствами.

Наиболее совершенны и сложны многопользовательские многозадачные операционные системы, которые предусматривают одновременное выполнение многих заданий многих пользователей, обеспечивают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей и защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа. В этом случае операционная система работает в режиме разделения времени, т.е. обслуживает многих пользователей, работающих каждый со своего терминала.

Суть режима разделения времени состоит в следующем. Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполнения фиксированный, задаваемый в соответствии                  с приоритетом пользователя интервал времени. Если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается,                    и программа переводится в конец очереди. Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течение соответствующего интервала мультиплексирования, затем поступает в конец очереди и т.д.                  в соответствии с циклическим алгоритмом. Если мультиплексирования достаточно мал (~200 мс), а средняя длина очереди готовых к исполнению программ невелика (~10), то очередной квант времени выделяется программе каждые 2 с.

Одной из разновидностей режима разделения времени является фоновый режим, когда программа с более низким приоритетом работает на фоне программы с более высоким приоритетом.

Помимо рассмотренных режимов организации вычислительного процесса, все большее распространение получает схема, при которой ЭВМ управляет некоторым внешним процессором, обрабатывая данные                           и информацию, непосредственно поступающую от объекта управления.

2. Файловая система

              Файл – логически связанная совокупность данных или программ,                для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область.

              Файловая система обеспечивает возможность доступа к конкретному файлу и позволяет найти свободное место при записи нового файла. Она определяет схему записи информации, содержащейся в файлах, на физический диск. Файлы на диске записываются в свободные кластеры, поэтому фрагменты одного и того же файла могут находиться в разных местах диска.

              Несмотря на то, что данные о месторасположении файлов хранятся                 в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры. К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:

      создание файлов и присвоение им имен;

      создание каталогов (папок) и присвоение им имен;

      переименование файлов и каталогов (папок);

      копирование или перемещение файлов между дисками компьютера               и между каталогами (папками) одного диска;

      удаление файлов и каталогов (папок);

      навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу. каталогу (папке);

      управление атрибутами файлов.

              В среде Windows любой файл воспринимается как объект, имеющий уникальное имя. Файлу рекомендуется давать такое имя, которое отражает суть хранящейся в нем информации. В среде Windows в отличие от MS DOS имя может быть длинным и состоять из цифр, букв русского и латинского алфавитов, различных символов, включая точку. При переходе в среду MS DOS длинное имя по специальному алгоритму будет заменено 8-символьным именем со всеми присущими этой среде ограничениями.

Каталоги (папки) важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов                    на носителе слишком много. Файлы объединяются в каталоги по любому общему признаку, заданному их создателем. Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической структуры является корневой каталог диска.

              В неграфических операционных системах операции копирования                   и перемещения файлов выполняются вводом прямой команды в поле командной строки. При этом указывается имя команды, путь доступа                       к каталогу-источнику и путь доступа к каталогу-приемнику. В графических операционных системах существуют приемы работы с устройством позиционирования, позволяющие выполнить эти команды наглядными методами.

              Навигация по файловой структуре является одной из наиболее используемых функций операционной системы. В операционных системах, имеющих интерфейс командной строки, навигацию осуществляют путем ввода команд перехода с диска на диск или из каталога в каталог. В связи с крайним неудобством такой навигации, широкое применение нашли специальные служебные программы, называемые файловыми оболочками (MS DOS, Norton Commander).

Список использованной литературы

1.      Острейковский, В.А. Информатика: учебник/ В.А. Острейковский – М.: Высшая школа, 2000.

2.      Информатика и информационные технологии: учебное пособие/ И.Г. Лесничая, И.В. Миссинг, Ю.Д. Романова, В.И. Шестаков – М.: Эксмо, 2005.

3.      Информатика, общий курс: учебник/ А.Н. Гуда, М.А. Булгакова, Н.М. Нечитайло и др.; под ред. В.И. Колесникова – М.: Дашков и Ко, 2007.

4.      Ляхович, В.Ф. Основы информатики: учебник/ В.Ф. Ляхович, С.О. Крамаров – Ростов н/Д: Феникс, 2007.

0