Что такое ОС Windows. Операционная система: назначение, разновидности

Что такое операционная система и как она управляет ПК

Операционной системой называется комплекс программ, которые обеспечивают автоматизацию доступа к аппаратным и программным ресурсам компьютера.

Операционные системы (ОС) являются основой системного программного обеспечения. Без операционной системы доступ к аппаратуре и программам современного компьютера совершенно невозможен. Все аппаратные, а также и программные средства предоставляются пользователю только через посредника - операционную систему (рис. 2.1).

Пользователь

Операционная система

Аппаратные средства и программы компьютера

Рис. 2.1

Обеспечение операций по обмену данными между выполняющейся программой и внешними устройствами;

Обслуживание нестандартных ситуаций в ходе выполнения программы;

Удаление выполненной программы из оперативной памяти и освобождение места для загрузки новой программы;

Организация хранения и поиска программ и данных на внешних носителях; - организация взаимодействия пользователя и операционной системы - прием и выполнение команд пользователя;

Выполнение различных вспомогательных (сервисных) функций, таких как форматирование дисковых устройств, копирование информации с одного дискового устройства на другое и некоторые другие.

Образующие базовую систему ввода-вывода части операционной системы обычно записываются в постоянную память компьютера. Все остальные ее части размещаются на гибком, винчестерском или лазерном диске, который в этом случае называется системным диском.

Операционная система должна находиться в рабочем состоянии в течение всего времени функционирования компьютера. Работа операционной системы начинается в момент включения компьютера и заканчивается в момент его выключения.

Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами Вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС зависят также производительность Вашей работы, степень защиты Ваших данных, необходимые аппаратные средства и т.д.

На компьютерах типа IBM PC, используемых в качестве рабочих мест пользователей, чаще всего применяются следующие операционные системы:

операционная система MS DOS фирмы Microsoft или совместимые с ней операционные системы - PC DOS фирмы IBM и Novell DOS фирмы Novell и др. Мы будем называть эти ОС общим названием DOS;

операционная система Windows фирмы Microsoft, точнее, Windows версий 3.1 или 3.11 или Windows for Workgroups 3.11 (это расширение Windows с поддержкой одноранговых локальных сетей);

операционные системы Windows 95 и Windows NT Workstation (версий 3.51 и 4.0), Windows 2000, Windows XP фирмы Microsoft ;

операционная система OS/2 3.0 Warp фирмы IBM.

Что такое Windows XP?

Это OC от Microsoft, начиная с которой сделана попытка объединить две, ранее существовавшие независимо, версии Windows 9Х и NT. Первоначально этот проект назывался Whisler, но сейчас он разделился на две линии, Windows XP, позиционирующуюся на замену W9x и W2kPro, и Windows.NET, позиционирующуюся на замену NT Server всех сортов. Вне зависимости от названия, все они является прямыми наследниками Windows 2000, и продолжателями линейки Windows NT. Этот факт и определяет основные особенности Windows XP. Это полностью 32 разрядная ОС с приоритетной многозадачностью. В её основе лежат те же принципы, на которых базировались все NT.

Основными элементами пользовательского интерфейса операционной системы Windows являются следующие объекты: Рабочий стол, окна, значки, ярлыки, кнопки, панели, меню, папки, приложения и документы. К объектам интерфейса относятся также любые аппаратные и программные ресурсы компьютера. Да и компьютер в целом тоже считается объектом.

Рабочий стол

В операционной системе Windows весь экран дисплея рассматривается как модель рабочего места специалиста, на котором создана необходимая для обработки информации обстановка, как своеобразная «поверхность рабочего стола», на котором «размещаются» некоторые документы и различные средства для работы с ними.

Все остальные элементы пользовательского интерфейса так или иначе привязываются к Рабочему столу. На нем размещаются окна, значки документов, программ и устройств, а также различные панели, содержащие какие-либо группы значков (рис. 2.2).

Рис. 2.2

В нижней части рабочего стола расположена строка, которая состоит из кнопки «Пуск» - главное меню, панели быстрого запуска, панель задач, панель индикации.

На рабочем столе размещены следующие объекты (рис 2.3):

Рис. 2.3

Мои документы – содержат документы пользователя (рис. 2.4)

Рис.2.4

Internet Explorer – содержит программу для просмотра Интернет страниц (рис 2.5)

Рис. 2.5

Мой компьютер – отображает список дисков и дополнительных устройств хранения информации (рис. 2.6)

Рис. 2.6

Сетевое окружение – отображает список подключенных компьютеров к сети (рис 2.7)

Рис. 2.7

Корзина – содержат список удаленных объектов (рис. 2.8)

Рис. 2.8

При работе с Windows XP пространство экрана занимает одно или несколько окон - прямоугольных областей экрана, в которых выполняются различные Windows -программы. В окнах также выводятся запросы Windows -программ (типа приведенных на рис. 2.9 и 2.10).

Рис. 2.9

Рис. 2.10

Многие программы могут открывать для своих нужд несколько окон: скажем, редактор документов Microsoft Word использует отдельное окно для каждого редактируемого документа. Окна программ отличаются от других окон тем, что в середине верхней строки (заголовка) окна у них выводится имя программы, а под ним выводится строка пунктов меню.

Кроме окон, на экране Windows могут присутствовать пиктограммы - значки окон. Многие окна Windows могут быть «свернуты» в пиктограммы, это делается тогда, когда соответствующее окно временно не нужно (пиктограммы обычно помещаются в нижней части экрана). А когда окно снова становится необходимым, его можно сразу же «развернуть» из пиктограммы двойным щелчком по пиктограмме.

Windows предоставляет простые и удобные средства для работы с окнами и пиктограммами: их можно перемещать, у большинства окон - изменять размеры, сворачивать окна в пиктограммы и разворачивать пиктограммы в окна. С помощью этих средств Вы сможете использовать рабочее пространство экрана наиболее эффективно.

Окна Windows

Каждое окно Windows является прямоугольной областью экрана. Как правило, в верхней части окна находится строка заголовка окна . В середине строки заголовка отображается название окна, а также сворачивания и разворачивания (или восстановления размера) окна (рис. 2.11).

Рис. 2.11

Мы будем называть область строки заголовка, незанятую кнопками, заголовком окна.

Заметим, что и кнопка системного меню, и кнопки сворачивания и разворачивания (или восстановления размера окна) могут отсутствовать: они имеются только для тех окон, для которых соответствующие действия имеют смысл.

Под строкой заголовка окна может располагаться строка меню (рис. 2.12).

Рис. 2.12

Строка меню имеется только у основных окон программ, а у так называемых диалоговых окон, открываемых программами для своих нужд, меню нет. В правой части окна может находиться вертикальная, а в нижней - горизонтальная линейка прокрутки. Любая из них (или они обе) могут отсутствовать (рис. 2.13).

Рис. 2.13

При работе с Windows на экране могут появляться три разновидности окон:

окна программ (в заголовке у них выводится наименование программы);

так называемые вторичные окна, создаваемые программами.

Например
- Редакторы документов - в них выводят обрабатываемые документы,
  Графические редакторы - картинки,
  Диспетчер Программ - группы программ и т.д.;

окна запросов (иногда называемые вспомогательными окнами).

Они обычно используются для вывода на короткий срок какой-либо информации, запроса на те или иные действия пользователя, ввод каких-либо данных и т.д. Подробнее об окнах запросов рассказывается в следующей главе. Окна программ отличаются от вторичных окон и окон запросов следующим:

в середине верхней строки (заголовка) окна программы выводится имя программы, а у вторичного окна там выводится описание выводимой информации (скажем, имя обрабатываемого документа), у окна запроса - название запроса;

под строкой заголовка у окна программы располагается строка меню, а у вторичных окон и окон запросов строки меню нет;

окна программ обычно имеют кнопки сворачивания, а у окон запросов, как правило, кнопок сворачивания и разворачивания нет.

Окна запросов всегда выводятся поверх других окон программы. Обычно при появлении окна запроса никакая работа с данной программой невозможна до ответа на запрос и закрытия окна запроса. Окна запросов, как правило, не могут менять размер, и у них нет кнопок сворачивания и разворачивания.

Работа со всеми типами окон с помощью мыши осуществляется практически одинаково. А при использовании клавиатуры следует помнить, что переход от одного окна программы к другому осуществляется нажатием комбинации клавиш , а от одного вторичного окна к другому (открытому той же программой) - нажатием (Ctrl + F 6) (см. ниже). Закрытие окна программы осуществляется комбинацией клавиш (Alt + F4), вторичного окна - , окна запроса - нажатием .

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗНОВИДНОСТИ

Операционная система (ОС) представляет собой совокупность программ, выполняющих две основные функции: предоставление пользователю удобств виртуальной машины и повышение эффективности использования компьютера при рациональном управлении его ресурсами.

Виртуальная машина - это функциональный эквивалент воображаемого компьютера с заданной конфигурацией, моделируемый программно-аппаратными средствами реального компьютера. ОС скрывает от пользователя особенности физического расположения информации на дисках и осуществляет обработку прерываний (прекращение вычислительного процесса, вызванное требованиями на обслуживание других устройств), управление таймерами и оперативной памятью. В результате пользователю предоставляется виртуальная машина, реализующая работу на логическом уровне.

К современным операционным системам предъявляются следующие требования:

совместимость - ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
переносимость - обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
надежность и отказоустойчивость - предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;
безопасность - ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
расширяемость - ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
производительность - система должна обладать достаточным быстродействием.

По числу одновременно выполняемых задач выделяют ОС однозадачные (MS DOS, ранние версии PC DOS) и многозадачные (OS/2, UNIX, Windows).

Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальную машину и включают средства управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем. Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. Многозадачность бывает невытесняющая (NetWare, Windows3/95/98) и вытесняющая (Windows NT, OS/2, UNIX). В первом случае активный процесс по окончании сам передает управление ОС для выбора из очереди другого процесса. Во втором - решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимает ОС.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские (MS DOS, Windows Зх, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT). В многопользовательских системах присутствуют средства защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

В сетевой ОС присутствуют средства передачи данных между компьютерами по линиям связи и реализация протоколов передачи данных.

Кроме ОС, ориентированных на определенный тип аппаратной платформы, существуют мобильные ОС, легко переносимые на разные типы компьютеров (UNIX). В таких ОС аппаратно-зависимые места локализованы и при переносе системы переписываются. Аппаратно-независимая часть реализуется на языке программирования высокого уровня, как правило, на языке Си, и перекомпилируется при. переходе на другую платформу.

В настоящий момент около 90% компьютеров используют ОС Windows. Более широкий класс ОС ориентирован для использования на серверах. К этому классу ОС относятся семейство UNIX, разработки фирмы Microsoft (MS DOS и Windows), сетевые продукты Novell и корпорации IBM.

UNIX - многопользовательская, многозадачная ОС, включает достаточно мощные средства защиты программ и файлов различных пользователей. ОС UNIX является машинонезависимой, что обеспечивает высокую мобильность ОС и легкую переносимость прикладных программ на компьютеры различной архитектуры. Важной особенностью ОС семейства UNIX являются ее модульность и обширный набор сервисных программ, которые позволяют создать благоприятную операционную обстановку для пользователей-программистов (т. е. система особенно эффективна для специалистов - прикладных программистов).

Независимо от версии общими для UNIX чертами являются многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа; реализация многозадачной обработки в режиме разделения времени; переносимость системы путем написания основной части на языке Си.

Недостаток UNIX - большая ресурсоемкость, и для небольших однопользовательских систем на базе персональных компьютеров она чаще всего является избыточной.

В целом ОС семейства UNIX ориентированы прежде всего на большие локальные (корпоративные) и глобальные сети, объединяющие работу тысяч пользователей. Большое распространение UNIX и ее версия LINUX получили в сети Интернет, где важнейшее значение имеет машинонезависимость ОС.

ОС MS DOS широко использовалась для персональных компьютеров, построенных на базе процессоров Intel 8088-80486.

В настоящее время MS DOS для управления персональными компьютерами практически не применяется. Однако ее не следует считать полностью исчерпавшей свои возможности и потерявшей актуальность. Низкие требования к аппаратным ресурсам оставляют DOS перспективной для практического использования. Так, в 1997 г. компания СаШега начала работы по адаптации DR DOS (аналог MS DOS) к рынку встроенных ОС мелких высокоточных устройств, присоединяемых к Интернету и интранет-сетям. К этим устройствам относятся кассовые аппараты, факсы, персональные цифровые ассистенты, электронные записные книжки и др.

Операционные системы Windows - это семейство операционных систем, включающих: Windows 3.1, Windows for Workgroups 3.11, Windows 9X, Windows NT, Windows 2000, Windows ME (первые две обычно называют операционными оболочками, поскольку ОС DOS для них устанавливалась отдельно). Windows 95 характеризуется простотой инсталляции, невысокими уровнями защиты данных и устойчивости к сбоям приложений. Windows 95 обладает интуитивно понятным интерфейсом, поддерживает, технологию plug-and-play, содержит встроенные средства для сетевой работы.

Windows 98 является развитием Windows 95. Эта версия тесно интегрирована с Web-броузером Internet Explorer и содержит большое количество драйверов к старым и новым устройствам. Пользователи отмечают упрощенный процесс инсталляции ОС, пониженные по сравнению с NT требования к мощности процессора, объему памяти и дисковому пространству. Одной из разновидностей Windows является ОС Windows СЕ. Эта линия ОС предназначена для использования на портативных компьютерах. Windows СЕ представляет собой 32-разрядную объектно-ориентированную многозадачную ОС, имеет встроенные функции энергосбережения. Версия Windows СЕ 3.0 (2000) приближается по своим возможностям к системам реального времени. Основная часть этой компактной ОС записана в перепрограммируемое ПЗУ портативных компьютеров. Windows NT 5.0 или Windows 2000 - полностью 32-разрядная ОС с приоритетной многозадачностью, улучшенной реализацией работы с памятью и изначально проектировалась со средствами обеспечения надежности, защиты и управления. Windows 2000 выпускается в четырех вариантах: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server и Windows 2000 DataCenter Server. Эти версии отличаются количеством входящих в поставку служб и программ, степенью поддержки аппаратного обеспечения.

Операционная система OS/2 (Operating system/2) является однопользовательской многозадачной ОС, односторонне (MS DOS -> OS/2) программно совместимой с MS DOS и предназначенной для работы с МП 80386 и выше (ПК IBM PC и PS/2). OS/2 может одновременно выполнять до 16 программ (каждая из них в своем сегменте памяти), но среди них только одну, подготовленную для MS DOS.

Важными особенностями OS/2 является наличие многооконного интерфейса пользователя; программных интерфейсов для работы с системой баз данных; эффективных программных интерфейсов для работы в локальных вычислительных сетях. К недостаткам OS/2 относится в первую очередь сравнительно небольшой объем программных приложений, наработанных к настоящему времени.

ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗНОВИДНОСТИ

К современным операционным системам предъявляются следующие требования:

совместимость - ОС должна включать средства для выполнения приложений, подготовленных для других ОС;
переносимость - обеспечение возможности переноса ОС с одной аппаратной платформы на другую;
надежность и отказоустойчивость - предполагает защиту ОС от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;
безопасность - ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
расширяемость - ОС должна обеспечивать удобство внесения последующих изменений и дополнений;
производительность - система должна обладать достаточным быстродействием.

ОС MS DOS широко использовалась для персональных компьютеров, построенных на базе процессоров Intel 8088-80486.

И действительно, что это такое? Для определения давайте обратимся к Википедии. Вот что там написано: «Операционная система — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны - предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения». Если говорить более простым языком, то это специальная программа для компьютера, ноутбука или другого устройства, с помощью которой вы сможете управлять этим самым устройством. Можно сказать, ОС — это мост между человеком и его ПК.

Функции работы ОС

На самом деле функций этих великое множество, поэтому я расскажу о наиболее важных из них. Итак, операционная система:

Позволяет исполнять запросы команд

Загружает программы в оперативную память и выполняет их

Обеспечивает пользовательский интерфейс

Предоставляет доступ к различным устройствам, включая периферийные

Управляет оперативной памятью, а также доступом к различного вида носителям

Разграничивает доступ процессов к ресурсам

Взаимодействует между рабочими процессами

Обеспечивает многопользовательский режим между различными пользователями

Обеспечивает выполнение многозадачности

Кстати, интересный факт. В большинстве бытовых приборов, многих телефонах, автомобилях и т.д. ОС не используется. Она просто не нужна устройству, которое выполняет всего несколько простых действий. Для этого используются специальные микрокомпьютеры, которые могут обходится самостоятельно, запуская тот или иной вид программы.

Виды операционных систем

В рамках данной статьи также хотелось бы немного рассказать о самых популярных операционных системах на сегодняшний день. И начну я, пожалуй, с наиболее популярной из них.

Windows

Нет на свете человека, который не знал бы о Windows — операционной системе компании Microsoft, первый запуск которой состоялся еще в 1985 году. На сегодняшний день на рынке наибольшей популярностью пользуются Windows 7 и Windows 8.

К сожалению, популяризация имеет несколько больших минусов, один из которых — огромнейшее количество вирусов и троянов, созданных специально под «Виндовс». Трояны зачастую очень опасны, поскольку не только влияют на работу ПК в целом, но и могут воровать ценные данные.

Впрочем, у Windows куда больше плюсов. Например, для нее существует такое количество всевозможных программ и игр, опробовать даже десятую часть из которых не получится за всю жизнь.

Apple Mac OS X

Вторая по популярности операционная система в мире, занимает чуть более пяти процентов рынка по данным на 2011 год. Стоит отметить, что именно в Mac OS началась популяризация графического интерфейса пользователя в том виде, в котором мы видим его сейчас.

Mac OS была разработана под началом великого Стива Джобса, однако всегда находилась в тени Windows. Это связано еще и с тем, что ось устанавливалась исключительно на компьютеры Apple, хотя сегодня ее можно установить на любой ПК.

Одним из плюсов является относительно неплохая защита от вирусов, так как для этой ОС их крайне мало. И все же они есть.

Linux

Это общее название Unix-подобных операционных систем, которые основаны на одноименном ядре. Поскольку ядро представляет из себя открытое программное обеспечение, то какой-то официальной версии Linux нет и никогда не было — распространяется ПО в виде сборок и всегда только бесплатно.

Несмотря на то, что данная ось распространяется бесплатно, по последним прикидкам ее разработка обошлась в несколько миллиардов долларов, хотя дорабатывалась операционная система исключительно руками энтузиастов.

Linux пользуется неплохой популярностью как у пользователей, так и у различных компаний, в том числе государственных.

Android

А это — мобильная операционная система, созданная для планшетов, смартфонов, нетбуков и т.д. Ныне принадлежит интернет-гиганту Google, до этого разрабатывалась одноименной компанией.

По состоянию на текущий момент принадлежит более 70% рынка мобильных устройств. Это лидер, равных которому просто нет — именно на Android выпускается наибольшее число смартфонов и планшетов.

iOS

Операционная система используется исключительно на мобильных гаджетах компании Apple. Была разработана в 2007 году. Показали ее значительно раньше, нежели Android, поэтому если бы ось можно было устанавливать на устройства других компаний, возможно, сегодня она была бы намного популярнее Android.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Общие сведения

На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации Microsoft Widows, а также свободно распространяемая операционная система Liux.
На персональных компьютерах фирмы Apple используются различные версии операционной системы Mac OS.
На рабочих станциях и серверах наибольшее распространение получили операционные системы Widows T/2000/XP и UIX.

Назначение операционной системы

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Состав операционной системы

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

1. Управление файловой системой . Процесс работы компьютера сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули , управляющие файловой системой .

2. Командный процессор . Специальная программа, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

3. Драйверы устройств. Специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Технология «Plug ad Play» (подключай и играй) позволяет автоматизировать подключение к компьютеру новых устройств и обеспечивает их конфигурирование.

4. Графический интерфейс. Используется для упрощения работы пользователя.

5. Сервисные программы или утилиты. Программы, позволяющие обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (архивировать и т.д.), работать в компьютерных сетях и т.д.

6. Справочная система. Позволяет оперативно получить информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

После включения компьютера происходит загрузка операционной системы с системного диска в оперативную память. Загрузка должна выполнятся в соответствии с программой загрузки. Однако для того, чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находится в оперативной памяти. Разрешение этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке операционной системы.

Самотестирование компьютера

В состав компьютера входит энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы – это BIOS(Basic Iput/Output System – базовая система вввода/вывода).

После включения питания или нажатия кнопки RESET на системном блоке компьютера или одновременного нажатия комбинации клавиш {Ctrl+Alt+Del} на клавиатуре процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST(Power-OSelf Test). Производится тестирование работоспособности компьютера.

В процессе тестирования сначала могут выдаваться диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов.

После успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран монитора.

После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика операционной системы. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере дискам и поиск в определенном месте наличия специальной программы Master Boot (программы загрузчика операционной системы).

Если системный диск и программа-загрузчик оказываются на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой компьютера.

Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «osystem disk» и компьютер остается неработоспособным.

Процесс загрузки операционной системы

После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору.