Практика по операционным системам – Практические работы по дисциплине «Операционные системы и среды»
Практическая работа №9 по операционным системам
Практическая работа №9
Цель: приобретение практических навыков планирования заданий на примере операционной системыWindows7.
Задание 1: Запустить текстовый процессор однократно при включении компьютера.
Задание 2: Запланировать вывод на экран сообщения «С наступающим Новым годом!» в назначенный интервал однократно.
Ответы на контрольные вопросы:
Планирование заданий предназначен для составления расписания для запуска различного рода заданий.
Этапы создания заданий:
Нажать на вкладку «Создать задачу» («Создать простую задачу»).
В поле «Имя» записывается название задачи. В поле «Описание» описывается задание. Для запуска программы с повышенными правами администратора, нужно активировать функцию «Выполнить с наивысшими правами».
На вкладке «Триггеры» назначается дата, время и частота выполнения задачи.
На вкладке «Действия» планируется выполнение программы по указанному расписанию.
На вкладке «Условия» указываются условия выполнения задачи.
На вкладке «Параметры» задаются дополнительные параметры задачи.
На вкладке «Действия» после создания одно задания так же можно создать несколько заданий.
Для того чтобы пробудить компьютер для выполнения задания необходимо на вкладке «Условия» при создание задачи активировать функцию «Пробуждать компьютер для выполнения задачи».
studfiles.net
Конспект лекций по дисциплине «операционные системы»
Литература
Таненбаум Э., Вудхал А. Операционные системы. Разработка и реализация. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 704 с.
Гордеев А.В. Операционные системы. – СПб.: Питер, 2007. – 416 с.
Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. – СПб.: Питер, 2002. – 736 с.
Харт Д.М. Системное программирование в среде Windows.: пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 529 с.
Гагарина Л.Г., Кокорева Е.В., Виснадул Б.Д. Технология разработки программного обеспечения. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2008. – 400 с.
Иртегов Д.В. Введение в операционные системы. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 624 с.
Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. – СПб.: Питер, 2001. – 544 с.
Партыка Т.Л., Попов И.И. Операционные системы, среды и оболочки. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 528 с.
Реймонд С. Искусство программирования для UNIX. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 544 с.
Лекция № 1. Основные понятия
Системное и прикладное программное обеспечение
Все программное обеспечение (ПО) делится на системное и прикладное. Системными принято называть такие программы, которые используются всеми остальными программами, без них невозможно создание и выполнение прикладных программ. Прикладные программы выполняют научные, технические и иные задачи, непосредственно не связанные с управлением компьютером.
В составе системного ПО можно выделить две составляющие: базовое и сервисное.
Базовое ПО – это минимальный набор программных средств, обеспечивающих работу компьютера. В него входят: операционная система и операционные оболочки.
Сервисное ПО – программы и программные комплексы, которые расширяют возможности базового ПО и организуют более удобную среду работы пользователя. К сервисному ПО также относятся средства разработки (редакторы) и создания программ (компиляторы и интерпретаторы).
Веб-браузер
Базы данных
Игры
Прикладное ПО
Компиляторы
Редакторы
Интерпретаторы
Системное ПО
Операционная система
Машинный язык
Аппаратура
Микроархитектура
Физические устройства
Рис. 1.1.
Место операционной системы в общей структуре компьютера показано на рис. 1.1. Самый нижний слой модели – это физические устройства, которые входят в состав компьютера: интегральные микросхемы, платы, источники питания, дисплей, клавиатура и т.д. Отдельные устройства объединяются в функциональные блоки и образуют микроархитектуру компьютера. На микроархитектурном уровне находятся внутренние регистры ЦПУ (центрального процессорного устройства) и тракт данных, включающий арифметико-логическое устройство.Тракт данных предназначен для выполнения набора команд. Аппаратное обеспечение и команды, доступные программисту на языке ассемблера, образуют архитектуру набора команд. Зачастую данный уровень называют также машинным языком.
Ассемблер подробно описывает все действия, которые необходимо выполнить, чтобы управлять многочисленными устройствами компьютера. Основное предназначение операционной системы заключается в том, чтобы скрыть все эти сложности и предоставить программисту более удобную систему команд. С точки зрения пользователя операционная система выполняет функцию
Под операционной системой обычно понимается то программное обеспечение, которое запускается в режиме ядра или, как его еще называют, режиме супервизора. Операционная система защищена от вмешательства пользователя с помощью аппаратных средств.
Компиляторы и редакторы запускаются в пользовательском режиме. Если пользователю не нравится какой-либо компилятор, он при желании может написать собственный, но ему не удастся написать собственный обработчик прерываний от системных часов, являющийся частью операционной системы и обычно защищенный аппаратно от попыток его модифицировать.
Поверх системных программ выполняются прикладные программы. Обычно они покупаются пользователем (или пишутся им) для решения собственных проблем – обработке текста, электронных таблиц, технических расчетов или хранения информации в базе данных.
Операционные системы
Операционная система (ОС) представляет собой комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.
Операционная система изолирует аппаратное обеспечение компьютера от прикладных программ пользователей. И пользователь, и его программы взаимодействуют с компьютером через интерфейсы операционной системы.
Примеры операционных систем: UNIX, OS/2, Windows, Linux, QNX, MacOS, BeOS.
Пренебрегая детализацией, можно сказать, что операционные системы выполняют две основные функции. Во-первых, расширяют реальные физические возможности компьютера. Например, путем виртуального увеличения объема его оперативной памяти или обеспечения многозадачного режима работы на одном процессоре. Во-вторых, управляют ресурсами компьютера, в частности, памятью и устройствами ввода-вывода.
Более детальный перечень функций приведен ниже:
Прием от пользователя (или от оператора системы) заданий, или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка.
Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ.
Распределение памяти.
Запуск программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу).
Идентификация всех программ и данных.
Прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. ОС умеет выполнять большое количество системных функций (сервисов), которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по определенным правилам, которые определяют интерфейс прикладного программирования (Application Program Interface, API) этой операционной системы.
Обслуживание всех операций ввода-вывода.
Обеспечение работы систем управления файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения.
Обеспечение режима мультипрограммирования, то есть организации параллельного выполнения двух или более программ на одном процессоре, которая создает видимость их одновременного исполнения.
Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания.
Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами.
Для сетевых операционных систем характерной является функция обеспечения взаимодействия связанных между собой компьютеров.
Защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой операционной системы от исполняющихся на компьютере приложений.
Аутентификация и авторизация пользователей (для большинства диалоговых операционных систем). Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи. Если входное имя (login) пользователя и его пароль совпадают, то, скорее всего, это и будет тот самый пользователь. Термин авторизация означает, что в соответствии с учетной записью пользователя, который прошел аутентификацию, ему (и всем запросам, которые будут идти к операционной системе от его имени) назначаются определенные права (привилегии), определяющие, что он может, а чего не может делать на компьютере.
Удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для операционных систем реального времени).
Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.
Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы.
Операционная система состоит из множества программных модулей. Главный модуль операционной системы называется супервизором (supervisor). В сложных операционных системах он может состоять из нескольких модулей, например супервизора ввода-вывода, супервизора прерываний, супервизора программ, диспетчера задач и т.д.
В литературе также часто используется термин ядро (kernel) операционной системы, который понимается как синоним супервизора.
При необходимости использовать какой-нибудь ресурс (оперативную память, устройство ввода-вывода, массив данных и т.п.) вычислительный процесс путем обращения к супервизору операционной системы посредством специальных вызовов сообщает о своем требовании. При этом указывается вид ресурса и, если надо, его объем. Например, при запросе оперативной памяти указывается количество адресуемых ячеек, необходимое для дальнейшей работы.
Команда обращения к операционной системе передает ей управление, переводя процессор в привилегированный режим работы. Большинство компьютеров имеют два (и более) режима работы: привилегированный (режим супервизора) и пользовательский. Ресурс может быть выделен вычислительному процессу, обратившемуся к операционной системе с соответствующим запросом, если:
ресурс свободен и в системе нет запросов от задач более высокого приоритета к этому же ресурсу;
текущий запрос и ранее выданные запросы допускают совместное использование ресурсов;
ресурс используется задачей низшего приоритета и может быть временно отобран (разделяемый ресурс).
Получив запрос, операционная система либо удовлетворяет его и возвращает управление задаче, выдавшей данный запрос, либо, если ресурс занят, ставит задачу в очередь к ресурсу, переводя ее в состояние ожидания (блокируя). Очередь к ресурсу может быть организована несколькими способами, но чаще всего она реализуется с помощью списковой структуры.
После окончания работы с ресурсом задача опять с помощью специального вызова супервизора (посредством соответствующей команды) сообщает операционной системе от отказа от ресурса, либо операционная система забирает ресурс сама, если управление возвращается супервизору после выполнения какой-либо системной функции.
Супервизор, получив управление по этому обращению, освобождает ресурс и проверяет, имеется ли очередь к освободившемуся ресурсу. Если очередь есть, то он выводит из состояния ожидания задачу, ждущую ресурс, и переводит ее в состояние готовности к выполнению, после чего либо передает управление ей, либо возвращает управление задаче, только что освободившей ресурс.
Операционные среды
Прикладная программа, созданная для работы в некоторой операционной системе, не будет работать в другой операционной системе, поскольку API у этих операционных систем различаются. Стремясь преодолеть это ограничение, разработчики операционных систем стали создавать так называемые операционные среды. Операционная система (в общем случае) может поддерживать несколько операционных сред, связанных с другими операционными системами.
Та программная среда, которая непосредственно образуется кодом операционной системы, называется основной, естественной, или нативной (native – по английски «туземец»). Помимо основной операционной среды в операционной системе могут быть организованы (путем эмуляции иной операционной среды) дополнительные программные среды.
Эмуляция (англ. emulation) – воспроизведение программными или аппаратными средствами (либо их комбинацией) работы других программ или устройств. В отличие от симуляции (simulation), которая лишь воспроизводит поведение программы, при эмуляции ставится цель точного моделирования состояния имитируемой системы, для выполнения оригинального машинного кода.
Обычно эмуляцию используют для осуществления следующих целей.
Создание нового микропроцессора. В этом случае при помощи эмулятора на другом микропроцессоре выполняются команды этого еще не существующего процессора.
Необходимость выполнения программного обеспечения, написанного для другого устройства или операционной системы.
Тестирование программ написанных для различных систем.
При использовании языков высокого уровня, иногда в целях сохранения быстродействия исполняемой программы, вместо эмуляции делают портирование программ в новую среду. В этом случае производится переписывание заново аппаратно-зависимых участков кода.
Если в операционной системе организована работа с различными операционными средами, то в такой системе можно выполнять программы, созданные не только для данной, но и для других операционных систем. Например, можно создать программу для работы в среде DOS. Если такая программа все функции, связанные с операциями ввода-вывода и запросами памяти, выполняет не сама, а за счет обращения к системным функциям DOS, то она будет (в абсолютном большинстве случаев) успешно выполняться и в MS DOS, и в OS/2, и в Windows 2000, и даже в Linux.
Операционная система Windows XP позволяет выполнять помимо основных приложений, созданных с использованием Win32API, 16-разрядные приложения для Windows 3.х, 16-разрядные DOS-приложения, 16-разрядные приложения для первой версии OS/2.
Эмуляцию Windows в UNIX можно осуществить с помощью программы WineHQ. Информация по этому вопросу и по загрузке пакета с открытым исходным кодом Wine, позволяющего эмулировать Windows API поверх UNIX, содержится на сайте http://www.winehq.com.
Необходимо заметить, что WineHQ не является обычным эмулятором. Об этом говорит аббревиатура этой программы: «Wine Is Not an Emulator». Вместо действия в качестве полного эмулятора Wine создает «слой совместимости», обеспечивая альтернативное подсоединение динамически связываемых библиотек (Dynamic Link Library), которые вызывают программы Windows, и выполнение процессов, совместимых с ядром Windows NT.
Операционная среда – это то системное программное окружение, в котором могут выполняться программы, созданные по правилам работы этой среды. Операционная среда может быть либо нативной (естественной), либо может быть организована в чужой операционной системе путем эмуляции.
Операционные оболочки
Как правило, все операционные системы имеют интерфейс командной строки. Хотя системному администратору без него не обойтись, пользоваться им не всегда удобно, поскольку необходимо держать в голове множество команд, принятых в данной операционной системе.
Для преодоления этого недостатка было создано множество программных «оболочек» – shell (по английски – «раковина»).
К ним относятся Norton Commander – программа, созданная как надстройка над DOS, FAR Manager – текстовая оболочка для Windows 95/98/NT/2000/XP, Midnight Commander – программная оболочка системы Linux и т.п. Программные оболочки предлагают пользователю меню, из которого он может выбрать желаемое действие.
В последнее время операционные оболочки активно вытесняются графическими интерфейсами (Graphical User Interface – GUI), например X-Window с различными менеджерами окон – KDE, Gnome и т.п., которые приобретают все большую популярность у пользователей.
По-видимому, операционные оболочки можно рассматривать как нечто промежуточное между интерфейсом командной строки и графическими интерфейсами.
studfiles.net
Отчет по учебной практике по предмету «Операционные системы и системное обеспечение»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
МЕЖДУНАРОДНАЯ БИЗНЕС – АКАДЕМИЯ
БИЗНЕС – КОЛЛЕДЖ
ОТЧЕТ
по учебной практике
по предмету «Операционные системы и системное обеспечение»
Место прохождения практики «ЧУ Международная Бизнес — Академия»
Период прохождения практики с «29» января 2013 г. по «18» февраля 2013г.
Руководитель практики Шведова Л.И.
Выполнил: учащийся гр. кИС-10 Ситников.С.А
Караганда 2013
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 СТРУКТУРА учебного заведения 4
1.1 Академия 4
1.2 Колледж 4
1.3 Лицей 4
2 ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ WINDOWS ME 6
Windows ME 8
3.1 Основные отличия. 10
3.2 Загрузка 10
3.3 Настройка 11
4 СОСТАВ WINDOWS ME 13
4.1 Архитектурные модуль Windows МЕ 13
4.2 Уровень аппаратных абстракций 14
4.3 Ядро 15
5 УСТАНОВКИ ЗАГРУЗКИ СИСТЕМЫ 16
5.1 КЭШ и история internet explorer 16
5.2 Виртуальная память и своп-файл 17
6. ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА 18
7. ПРОВЕРКА ДИСКА И ДЕФРАГМЕНТАЦИЯ 19
7.1 Освобождение памяти и чистка системы от ненужных программ 19
7.2 Заключение чистки системы 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 25
ВВЕДЕНИЕ
Ситников Сергей проходил практику в период с 29 января по 18 февраля 2013 г. на базе Бизнес-колледжа «Международная Бизнес-Академия» в компьютерном классе.
Целью учебной практики является закрепление, углубление и систематизация знаний учащихся, обучение ориентации, овладение навыками работы с программными продуктами ОС MS DOS, WINDOWS, LINUX.
Данная работа представляет отчёт по учебной практике по предмету «Операционные системы и системное обеспечение».
Моим индивидуальным заданием является изучение ОС WINDOWS ME.
Операционная система Microsoft Windows Millennium Edition позволяет почувствовать все богатство и удобство мира цифровых технологий. Ее повышенная надежность, простота использования и расширенные средства справки делают Windows Me наилучшей операционной системой для дома. За счет ее мощных и гибких средств доступа к Интернет можно делать покупки, путешествовать по Интернет, отправлять сообщения по электронной почте, общаться, играть и постоянно находиться в тесном контакте с окружающим миром. Кроме того, система Windows Me позволяет без усилий создавать домашние сети.
Система Windows Me также позволяет обрабатывать цифровые фотографии, видео и музыку и предоставляет совместный доступ к ним. Посредством этой новой операционной системы можно играть в игры с использованием наилучшей графики и звука.
Windows Me позволяет настроить систему на ускоренный запуск приложений. Для этого следует переформатировать жесткий диск под файловую систему FAT32 и запустить мастер обслуживания из меню служебных программ. Этот мастер позволяет назначить регулярные сеансы дефрагментации диска, в которых автоматически настраивается время запуска приложений.
Структура учебного заведения.
Предприятие, в котором я прохожу, практику является учебным заведением — МБА (Международная Бизнес-Академия). Учебный комплекс, включает в себя Академию, Колледж, Лицей, Магистратуру, Отдел приема и маркетинга и Издательско-редакционный отдел.
1.1Академия.
Академия включает в себя следующие факультеты:
Факультет бизнеса состоит из:
Кафедра финансов и маркетинга;
Кафедра экономики, менеджмента и финансов;
Кафедра информационных технологий и общетехнических дисциплин;
Факультет иностранных языков
Кафедра межкультурных коммуникаций
userdocs.ru
1. Основы теории операционных систем
1.1 Общие сведения об операционных системах
Операционная система — это комплекс программ, обеспечивающий в ЭВМ, ВК или ВС выполнение других программ, распределение ресурсов, планирование прохождения заданий, ввод-вывод данных и управление данными.
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом.
Основными функциями ОС являются:
1. Прием от пользователя заданий или команд.
2. Прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку и остановку других программ.
3. Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ.
4. Инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу).
5. Идентификация всех программ и данных.
6. Обеспечение работы системы управления файлами и СУБД. Что увеличивает эффективность работы всего ПО.
7. Обеспечение режима мультипрограммирования, т. е. выполнение 2 или более программ на 1 процессоре, воздающие видимость их одновременного исполнения.
8. Управление операциями ввода/вывода.
9. Удовлетворение жестким ограничениям в режиме реального времени.
10. Распределение памяти, организация виртуальной памяти.
11. Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания.
12. Обмен сообщениями и данными между выполняющимися программами.
13. Защита программ от влияния друг на друга. Обеспечение сохранности данных.
14. Предоставление услуг на случай сбоя системы.
15. Обеспечение работы систем программирования.
Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
ОС как расширенная машина
Использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п. Когда выполнение операции с диском завершается, контроллер возвращает 23 значения, отражающих наличие и типы ошибок, которые, очевидно, надо анализировать. Даже если не входить в курс реальных проблем программирования ввода-вывода, ясно, что среди программистов нашлось бы не много желающих непосредственно заниматься программированием этих операций. При работе с диском программисту-пользователю достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Работа с файлом заключается в его открытии, выполнении чтения или записи, а затем в закрытии файла. Вопросы подобные таким, как следует ли при записи использовать усовершенствованную частотную модуляцию или в каком состоянии сейчас находится двигатель механизма перемещения считывающих головок, не должны волновать пользователя. Программа, которая скрывает от программиста все реалии аппаратуры и предоставляет возможность простого, удобного просмотра указанных файлов, чтения или записи — это, конечно, операционная система. Точно так же, как ОС ограждает программистов от аппаратуры дискового накопителя и предоставляет ему простой файловый интерфейс, операционная система берет на себя все малоприятные дела, связанные с обработкой прерываний, управлением таймерами и оперативной памятью, а также другие низкоуровневые проблемы. В каждом случае та абстрактная, воображаемая машина, с которой, благодаря операционной системе, теперь может иметь дело пользователь, гораздо проще и удобнее в обращении, чем реальная аппаратура, лежащая в основе этой абстрактной машины.
С этой точки зрения функцией ОС является предоставление пользователю некоторой расширенной или виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.
ОС как система управления ресурсами
Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы. Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевых коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. В соответствии со вторым подходом функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:
планирование ресурса — то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;
отслеживание состояния ресурса — то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов — какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.
Эволюция ОС
Первый период (1945 -1955). Известно, что компьютер был изобретен английским математиком Чарльзом Бэббиджем в конце восемнадцатого века. Его «аналитическая машина» так и не смогла по-настоящему заработать, потому что технологии того времени не удовлетворяли требованиям по изготовлению деталей точной механики, которые были необходимы для вычислительной техники. Известно также, что этот компьютер не имел операционной системы.
Некоторый прогресс в создании цифровых вычислительных машин произошел после второй мировой войны. В середине 40-х были созданы первые ламповые вычислительные устройства. В то время одна и та же группа людей участвовала и в проектировании, и в эксплуатации, и в программировании вычислительной машины. Это была скорее научно-исследовательская работа в области вычислительной техники, а не использование компьютеров в качестве инструмента решения каких-либо практических задач из других прикладных областей. Программирование осуществлялось исключительно на машинном языке. Об операционных системах не было и речи, все задачи организации вычислительного процесса решались вручную каждым программистом с пульта управления. За пультом мог находиться только один пользователь.Не было никакого другого системного программного обеспечения, кроме библиотек математических и служебных подпрограмм.
Программа загружалась в память машины в лучшем случае с колоды перфокарт, а обычно с помощью панели переключателей. Вычислительная система выполняла одновременно только одну операцию (ввод-вывод, собственно вычисления, размышления программиста). Отладка программ велась с пульта управления с помощью изучения состояния памяти и регистров машины. В конце этого периода появляется первое системное программное обеспечение: в 1951-52 гг. возникают прообразы первых компиляторов с символических языков (Fortran и др.), а в 1954 г. Nat Rochester разрабатывает ассемблер для IBM-701. В целом первый период характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных систем, их малым количеством и низкой эффективностью использования.
Второй период (1955 — 1965). С середины 50-х годов начался новый период в развитии вычислительной техники, связанный с появлением новой технической базы — полупроводниковых элементов. Компьютеры второго поколения стали более надежными, теперь они смогли непрерывно работать настолько долго, чтобы на них можно было возложить выполнение действительно практически важных задач. Снизилось потребление вычислительными машинами электроэнергии. Проще стали системы охлаждения. Размеры компьютеров уменьшились. Эксплуатация и обслуживание вычислительной техники подешевели. Началось использование ЭВМ коммерческими фирмами. Одновременно наблюдается бурное развитие алгоритмических языков (ALGOL-58, LISP, COBOL, ALGOL-60, PL-1 и т.д.). Появляются первые настоящие компиляторы, редакторы связей, библиотеки математических и служебных подпрограмм. Упрощается процесс программирования.
Пропадает необходимости взваливать на одних и тех же людей весь процесс разработки и использования компьютеров. Именно в этот период происходит разделение персонала на программистов и операторов, специалистов по эксплуатации и разработчиков вычислительных машин.
Изменяется сам процесс прогона программ. Теперь пользователь приносит программу с входными данными в виде колоды перфокарт и указывает требуемые для нее ресурсы. Такая колода получает название задания. Оператор загружает задание в память машины и запускает его на исполнение. Полученные выходные данные печатаются на принтере, и пользователь получает их обратно через некоторое (довольно большое) время.
Смена запрошенных ресурсов вызывает приостановку выполнения программ. В результате процессор часто простаивает. Для повышения эффективности использования компьютера задания с похожими требуемыми ресурсами начинают собирать вместе, создавая пакет заданий.
Появляются первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизируют запуск одной программы из пакета за другой и, тем самым, увеличивают коэффициент загрузки процессора. При реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Системы пакетной обработки явились прообразом современных операционных систем, они стали первыми системными программами, предназначенными для управления вычислительным процессом.
В ходе реализации систем пакетной обработки был разработан формализованный язык управления заданиями, с помощью которого программист сообщал системе и оператору, какую работу он хочет выполнить на вычислительной машине. Совокупность нескольких заданий, как правило, в виде колоды перфокарт, получила название пакета заданий.
В эти годы появились первые алгоритмические языки, а, следовательно, и первые системные программы — компиляторы. Стоимость процессорного времени возросла, что потребовало уменьшения непроизводительных затрат времени между запусками программ.
Третий период (1965 — 1980). Следующий важный период развития вычислительных машин относится к 1965-1980 годам. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что дало гораздо большие возможности новому, третьему поколению компьютеров.
Для этого периода характерно также создание семейств программно-совместимых машин. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. Вскоре идея программно-совместимых машин стала общепризнанной.
Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Такие операционные системы должны были бы работать и на больших, и на малых вычислительных системах, с большим и с малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными «монстрами». Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. В каждой новой версии операционной системы исправлялись одни ошибки и вносились другие.
Однако, несмотря на необозримые размеры и множество проблем, OS/360 и другие ей подобные операционные системы машин третьего поколения действительно удовлетворяли большинству требований потребителей. Важнейшим достижением ОС данного поколения явилась реализация мультипрограммирования. Мультипрограммирование — это способ организации вычислительного процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются несколько программ. Пока одна программа выполняет операцию ввода-вывода, процессор не простаивает, как это происходило при последовательном выполнении программ (однопрограммный режим), а выполняет другую программу (многопрограммный режим). При этом каждая программа загружается в свой участок оперативной памяти, называемый разделом.
Другое нововведение — спулинг (spooling сокращение от Simultaneous Peripheral Operation On Line или подкачки-откачки данных). Спулинг в то время определялся как способ организации вычислительного процесса, в соответствии с которым задания считывались с перфокарт на диск в том темпе, в котором они появлялись в помещении вычислительного центра, а затем, когда очередное задание завершалось, новое задание с диска загружалось в освободившийся раздел.
Появление мультипрограммирования требует целой революции в строении вычислительной системы. Большую роль, здесь играет аппаратная поддержка, наиболее существенные особенности которой:
реализация защитных механизмов. Программы не должны иметь самостоятельного доступа к распределению ресурсов, что приводит к появлению привилегированных и непривилегированных команд. Привилегированные команды, например, команды ввода-вывода, могут исполняться только операционной системой. Говорят, что она работает в привилегированном режиме. Переход управления от прикладной программы к ОС сопровождается контролируемой сменой режима. Во-вторых, это защита памяти, позволяющая изолировать конкурирующие пользовательские программы друг от друга, а ОС от программ пользователей;
наличие прерываний. Внешние прерывания оповещают ОС о том, что произошло асинхронное событие, например, завершилась операция ввода-вывода. Внутренние прерывания (сейчас их принято называть исключительными ситуациями) возникают, когда выполнение программы привело к ситуации, требующей вмешательства ОС, например, деление на ноль или попытка нарушения защиты.
Не менее важна в организации мультипрограммирования роль операционной системы. Наиболее существенные изменения состояли в следующем:
интерфейс между прикладной программой и ОС был организован при помощи набора системных вызовов.
организация очереди из заданий в памяти и выделение процессора одному из заданий потребовали планирования заданий.
для переключения процессора с одного задания на другое возникла потребность в сохранении содержимого регистров и структур данных, необходимых для выполнения задания, иначе говоря, контекста, для обеспечения правильного продолжения вычислений.
поскольку память является ограниченным ресурсом, оказались нужны стратегии управления памятью, то есть потребовалось упорядочить процессы размещения, замещения и выборки информации из памяти.
так как программы могут пожелать произвести санкционированный обмен данными, стало необходимо их обеспечить средствами коммуникации. И, наконец,
для корректного обмена данными необходимо предусмотреть координацию программами своих действий, т.е. средства синхронизации.
Мультипрограммные пакетные системы дают окружение, в котором различные системные ресурсы (например, процессор, память, периферийные устройства) используются эффективно. И все же пользователь не мог непосредственно взаимодействовать с заданием и должен был предусмотреть с помощью управляющих карт все возможные ситуации. Отладка программ по-прежнему занимала много времени и требовала изучения многостраничных распечаток содержимого памяти и регистров или использования отладочной печати.
Появление электроннолучевых дисплеев и переосмысление возможностей применения клавиатур поставили на очередь решение этой проблемы. Логическим расширением систем мультипрограммирования стали time-sharing системы или системы разделения времени. В них процессор переключается между задачами не только на время операций ввода-вывода, но и просто по прошествии определенного интервала времени. Эти переключения происходят столь часто, что пользователи могут взаимодействовать со своими программами во время их выполнения, то есть интерактивно. В результате появляется возможность одновременной работы многих пользователей на одной компьютерной системе. У каждого пользователя для этого должна быть хотя бы одна программа в памяти. Чтобы уменьшить ограничения на количество работающих пользователей, была внедрена идея неполного нахождения исполняемой программы в оперативной памяти. Основная часть программы находится на диске и необходимый для ее дальнейшего выполнения кусок может быть легко загружен в оперативную память, а ненужный выкачан обратно на диск. Это реализуется с помощью механизма виртуальной памяти. Основным достоинством такого механизма является создание иллюзии неограниченной оперативной памяти ЭВМ.
В системах разделения времени пользователь получил возможность легко и эффективно вести отладку своей программы в интерактивном режиме, записывать информацию на диск, не используя перфокарты, а непосредственно с клавиатуры. Появление on-line файлов привело к необходимости разработки развитых файловых систем.
Параллельно внутренней эволюции вычислительных систем в этот период наблюдается и внешняя их эволюция. До начала этого периода вычислительные комплексы были, как правило, несовместимы. Каждый имела свою собственную специальную операционную систему, свою систему команд и т.д. В результате программу, успешно работающую на одном типе машин, необходимо было полностью переписать и заново отладить для другого типа компьютеров. В начале третьего периода появилась идея создания семейств программно-совместимых машин, работающих под управлением одной и той же операционной системы. Первым семейством программно-совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, явилась серия машин IBM/360. Построенное в начале 60-х годов это семейство значительно превосходило машины второго поколения по критерию цена/производительность. За ней последовала линия компьютеров PDP, несовместимых с линией IBM, кульминацией которой стала PDP-11.
Широкие возможности этой концепции (наличие всех моделей: от миникомпьютеров до гигантских машин; обилие разнообразной периферии; различное окружение; различные пользователи) порождали сложную и огромную операционную систему. Миллионы строчек ассемблера, написанные тысячами программистов, содержали множество ошибок, что вызывало непрерывный поток публикаций о них и попыток их исправления. Только в операционной системе OS/360 содержалось более 1000 известных ошибок. Тем не менее, идея стандартизации операционных систем была широко внедрена в сознание пользователей и в дальнейшем получила активное развитие.
Четвертый период (1980 — настоящее время). Следующий период в эволюции операционных систем связан с появлением больших интегральных схем (БИС). В эти годы произошло резкое возрастание степени интеграции и удешевление микросхем. Компьютер стал доступен отдельному человеку, и наступила эра персональных компьютеров. С точки зрения архитектуры персональные компьютеры ничем не отличались от класса миникомпьютеров типа PDP-11, но вот цена у них существенно отличалась. Если миникомпьютер дал возможность иметь собственную вычислительную машину отделу предприятия или университету, то персональный компьютер сделал это возможным для отдельного человека.
Компьютеры стали широко использоваться неспециалистами, что потребовало разработки «дружественного» программного обеспечения, это положило конец кастовости программистов.
На рынке операционных систем доминировали две системы: MS-DOS и UNIX. Однопрограммная однопользовательская ОС MS-DOS широко использовалась для компьютеров, построенных на базе микропроцессоров Intel 8088, а затем 80286, 80386 и 80486. Мультипрограммная многопользовательская ОС UNIX доминировала в среде «не-интеловских» компьютеров, особенно построенных на базе высокопроизводительных RISC-процессоров.
В середине 80-х стали бурно развиваться сети персональных компьютеров, работающие под управлением сетевых или распределенных ОС.
В сетевых ОС пользователи должны быть осведомлены о наличии других компьютеров и должны делать логический вход в другой компьютер, чтобы воспользоваться его ресурсами, преимущественно файлами. Каждая машина в сети выполняет свою собственную локальную операционную систему, отличающуюся от ОС автономного компьютера наличием дополнительных средств, позволяющих компьютеру работать в сети. Сетевая ОС не имеет фундаментальных отличий от ОС однопроцессорного компьютера. Она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств (драйвер сетевого адаптера), а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным файлам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы.
Просмотрев этапы развития вычислительных систем, мы можем выделить пять основных функций, которые выполняли классические операционные системы в процессе своей эволюции:
планирование заданий и использования процессора;
обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации;
управление памятью;
управление файловой системой;
управление вводом-выводом;
обеспечение безопасности
Каждая из приведенных функций обычно реализована в виде подсистемы, являющейся структурным компонентом ОС. В каждой конкретной операционной системе эти функции, конечно, реализовывались по-своему, в различном объеме. Они не были придуманы как составные части деятельности операционных систем изначально, а появились в процессе развития, по мере того, как вычислительные системы становились удобнее, эффективнее и безопаснее. Эволюция вычислительных систем, созданных человеком пошла по такому пути, но никто еще не доказал, что это единственно возможный путь их развития. Операционные системы существуют потому, что на настоящий момент их существование — это разумный способ использования вычислительных систем. Рассмотрение общих принципов и алгоритмов реализации их функций и будет составлять содержание большей части нашего курса.
Требования, предъявляемые к современным ОС
ОС, являясь главной частью сетевого ПО, создает среду для выполнения приложений и во многом определяет, насколько эффективно они будут работать. Главным требованием, которое предъявляется к ОС, является способность выполнения основных функций: эффективное управление ресурсами и обеспечение удобного интерфейса для пользователей и прикладных программ.
Современная ОС должна реализовать мультипрограммную обработку, виртуальную память, поддерживать многооконный интерфейс и т.д. – все это функциональные требования, кроме этого, она должна удовлетворять след. требованиям:
Расширяемость – система должна быть написана таким образом, чтобы в нее можно было внести дополнения и изменения, если это потребуется, и при этом не нарушится целостность системы.
Переносимость – система должна без особых трудностей переноситься с аппаратных средств одного типа на аппаратные средства другого типа.
Надежность и отказоустойчивость – система должна быть защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, сбоев и отказов. Ее действия должны быть предсказуемыми, а приложения не должны разрушать ОС.
Совместимость – ОС должна иметь средства для выполнения прикладных программ, написанных для других ОС, а пользовательский интерфейс должен быть совместим с существующими системами и стандартами.
Безопасность – ОС должна обладать средствами защиты ресурсов одних пользователей от других.
Производительность – система должна обладать настолько хорошим быстродействием и временем реакции, насколько это позволяют аппаратные средства.
Любую операционную сетевую систему можно оценить по ее соответствию сетевой среде, т.е. по следующим возможностям:
Совместное использование файлов и принтеров при высокой производительности.
Эффективное выполнение прикладных программ, ориентированных на архитектуру клиент-сервер, в том числе, прикладных программ производителей.
Возможность работать на различных платформах и с различным сетевым оборудованием.
Обеспечение интеграции с сетью Интернет, т.е. поддержка соответствующих протоколов и программного обеспечения Web-сервера.
Дистанционный доступ к сети.
Организация внутренней электронной почты, телеконференций.
Доступ к ресурсам территориально разбросанных многосерверных сетей с помощью служб каталогов и имен.
studfiles.net
| # www.studzona.com # www.studzona.com # www.studzona.com # www.studzona.com # Отчет о прождении операторской практики с 08.02.99 по 13.02.99 Группа: ДИ 102 Студент: Шеломанов Р.Б. Руководитель: Шишкин М.Ю. Москва 1999 Оглавление Введение 2 WINDOWS 95 2 Microsoft Word 97 Error: Reference source not found MATHCAD Error: Reference source not found Построение графиков. Error: Reference source not found Вычислительные способности. Error: Reference source not found Интеграция. Error: Reference source not found Языки программирования. Error: Reference source not found Электронные книги. Error: Reference source not found Заключение. Error: Reference source not found Visio 17 Norton Utilites 3.0 for Windows 95 17 Введение На сегодняшний момент операционная система Windows фирмы Microsoft во всех ее проявлениях бесспорно считается самой распространенной операционной системой на ПК: в мире более 150 млн. IBM PC-совместимых компьютеров, и система Windows установлена на 100 млн. из них. Очевидно что ознакомление с ПК необходимо начинать с ознакомления с Windows, ведь без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей. Знание системы Windows — необходимый кирпичик в стене познания ПК. Под WINDOWS 95 работают большинство современных программ. Таких как текстовый процессор MS WORD 97, программа работы с математическими величинами MATHCAD, и программа работы с графикой VISIO. В процессе прохождения недельной практики были освоены и закреплены знания по каждой из программ, что и подтверждает данный отчет по практике с некоторым описанием каждой из изученных программ. В процессе прохождения практики возникли некоторые вопросы, например по макросам в MS WORD 97, но все вопросы были благополучно разрешены в процессе. Практику прошел. Вопросов нет. WINDOWS 95 24 августа 1995 года в продажу поступила новая операционная система Windows 95. Еще до выхода было продано около 400 тыс. экземпляров beta-версий этой системы. Вся компьютерная общественность буквально помешалась на этой системе — выход Windows 95 стал главнейшим событием 1995 года. Начался шквал: все журналы писали о Windows 95, стали выходить книги, проводилась широкая рекламная компания, все производители программного обеспечения стали переделывать свои продукты для этой новой операционной системы, производители компьютеров и комплектующих старались получить логотип Designed for Windows 95. Причина же, по которой Windows 95 оказалась в центре всеобщего внимания, проста: это самое важное обновление системы Windows со времени появления в 1990г. Windows 3.0. Пользователи теперь получили теперь преимущества объектно-ориентированного интерфейса, включая настоящий «рабочий стол» и пиктограммы, копирование и удаление техникой перетаскивания (drag-and-drop), вложенные папки и легко доступный диалог для задания свойств. Файловая система распознает длинные имена файлов и хорошо соответствует метафоре «рабочего стола». Windows 95 внесла значительные улучшения в архитектуру Windows, в том числе истинно 32-разрядный интерфейс прикладного программирования (API), защищенные адресные пространства для ее собственных 32-разрядных прикладных программ, вытесняющую многозадачность, разделение прикладных программ на потоки и более широкое использование виртуальных драйверов устройств. Модель защиты памяти реализована с серьезными компромиссами, целью которых было достигнуть совместимости с существующими 16-разрядными прикладными программами и драйверами устройств. Но на практике устойчивость системы оказывается лучше, чем у Windows 3.1х. Производительность же Windows 95 на удивление высока. На медленных системах, оснащенных ОЗУ не более 4 Мбайт, ее показатели почти такие же, а иногда и лучше результатов Windows 3.1х, в зависимости от выполняемой операции. На более быстродействующих системах с большей памятью она остается весьма конкурентоспособной в одно- и многозадачном режимах работы. Настройка и конфигурирование системы Windows никогда не была лёгкой задачей. Каждая новая версия улучшала этот процесс, однако даже настройка Windows 3.0 и Windows 3.1 (которые, как предполагалось, должны были заметно облегчить это занятие), продолжала ставить в тупик многих пользователей. Идея «сделать удобной» полностью преобладала при разработке и организации процедур настройки и конфигурирования. Поставив себе цель серьёзно усовершенствовать настройку, команда разработчиков сосредоточила свое внимание на следующих областях:
Инициатива с PLUG & PLAY заключает в себе гораздо более серьёзную область применения, нежели просто Windows 95. Поскольку его разработчики сочли необходимым обеспечить независимость от конкретной операционной системы, PLUG & PLAY определяет расширений для любой существующей архитектуры IBM-совместимых компьютеров, включая новые BIOS и аппаратные возможности, которые призваны оградить пользователя от проблем с настройкой и конфигурированием. Если не принимать в расчет процесс физического подключения некоторого устройства к системе, интерфейс PLUG & PLAY берёт на себя все заботы по идентификации подключенного устройства и по обеспечению данного устройства необходимыми аппаратными ресурсами (вроде уровня запроса прерывания) и по конфигурированию соответствующих драйверов устройств. Интерфейс PLUG & PLAY не зависит от архитектуры системной шины. Он способен работать с ISA, EISA, MICRO CHANNEL, PCMCIA и любой другой шиной, которая завоюет себе место на рынке. В случае с шиной ISA, для которой не существует аппаратной поддержки типа PLUG & PLAY, спецификация определяет новый интерфейс карты адаптера. Кроме этого, при крайне незначительных затратах на модификацию аппаратных средств и при наличии соответствующего программного обеспечения карта ISA адаптера может стать совместимой с интерфейсом PLUG & PLAY. Конфигурирование Windows уже само по себе напоминает нечто вроде черной магии. Объёмистые статьи и даже целые книги посвящаются разъяснению содержимого зачастую крайне загадочных строк, которые находятся в файлах WIN.INI и SYSTEM.INI. Если сравнивать содержимое этих файлов с тем, что находится в файлах CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT, становится ясно, что пользователь, собирающийся изменить настройки или улучшить производительность Windows , ставит перед собой не самую простую задачу. Команда Windows 95 задалась целью тщательно проанализировать каждый параметр файлов конфигурации. И действительно, если какой-то параметр не нужен, зачем включать его в файл конфигурации? Кроме того, чем обусловлена необходимость такого большого количества условно необходимых параметров? А не могли бы принятые по умолчанию параметры исключить надобность введения новых? Неужели улучшенные параметры, принятые по умолчанию, не дадут возможность уменьшить количество дополнительных? В итоге этих размышлений решено было, что, чем меньше параметров останется, тем удобнее будет пользователю разбираться с системой. Но кроме тех файлов, что сами по себе управляют конфигурированием Windows , многие приложения используют собственные файлы инициализации или добавляют некоторую информацию в файл WIN.INI. Понятно, что приведение этих проблем в соответствие со здравым смыслом несколько запоздало, однако команда разработчиков Windows 95 взяла на вооружение подход, который в своё время использовали разработчики Windows NT . Дело в том, что Windows NT использует специальный файл, называемый REGISTRY , в котором содержится вся информация, относящаяся к аппаратным средствам, операционной системе и конфигурации прикладных программ. Содержащиеся в registry параметры доступны прикладным программам через заранее определенный интерфейс прикладного программирования. При этом приложения могут добавлять и изменять свои собственные настройки конфигурации при помощи соответствующих функций API . Пользователь избавлен от необходимости редактировать файлы конфигурации, что автоматически исключает целый ряд ошибок. Windows 95 использует файлы регистрации, так же как и Windows NT , поэтому по мере того как разработчики будут совершенствовать свои программы для Windows 95 , все проблемы с настройкой конфигурации должны исчезнуть. Большинство действий по управлению системой, таких как настройка принтера или изменение вида экрана Windows должны быть доступны всем пользователям. Да так оно и есть, однако многие из них не так-то просто реализовать и достаточно трудно понять. Windows 95 решает эту проблему, объединяя и упрощая большинство необходимых в наши дни действий, которые все пользователи должны проделывать на своём компьютере. Первое, что бросается в глаза при взгляде на Windows 95 — это новый облик экрана. Сейчас Microsoft привлекает к работе над всеми своими проектами художников-профессионалов, и внешнему виду Windows 95 уделяли очень много внимания. Программистам уже нет нужды часами разрабатывать часами новые значки для панели управления. Теперь этим занимаются специалисты, которые тщательно продумывают вид новых элементов экрана в соответствии с их назначением и общим обликом интерфейса. На первый взгляд, нет особых отличий в том, как выглядят отдельные элементы экрана Windows 95 и Windows 3.1 — значки как будто бы остались прежними, однако, присмотревшись, вы увидите, что в Windows 95 несколько изменились штриховка и тени, которые они отбрасывают. Можно представить, сколько дискуссий, а впоследствии и творческих усилий ушло на то, чтобы изменить внешний вид Windows 95. Теперь оболочка Windows 95 не только выглядит симпатичнее, она сильно изменилась в смысле функциональности. Если порасспрашивать пользователей Windows 3.1 о том, что такое «оболочка», можно получить весьма интересные ответы. При этом некоторые вообще не имеют понятия о том, что же это такое. Те же, кто имеют своё мнение на этот счёт, обычно считают, что оболочкой является Диспетчер Программ(PROGRAMM MANAGER). Дальнейшие расспросы о том, какое отношение имеют к оболочке Диспетчер Файлов(FILE MANAGER), Диспетчер печати(PRINT MANAGER), Диспетчер Задач(TASK LIST) и Панель Управления (CONTROL PANEL), ставят в тупик даже наиболее опытных пользователей Windows . Проблема здесь не в том, что пользователи не понимают, как устроена система — просто Windows сама по себе организована весьма запутанно. Почему, например, мы настраиваем принтер при помощи Панели Управления, изменяем управляющие печатью параметры при помощи команды Настройка Принтера(PRINTER SETAP) меню Файл(FAIL) приложения, а затем управляем буферизацией печати при помощи Диспетчера Печати? Для большинства опытных пользователей Windows 3.1 эти действия давно стали привычными, однако объяснить устройство системы новичку зачастую было непросто. К счастью, Microsoft давно осознала, в чём проблема, и в Windows 95 мы можем видеть результаты серьёзной работы по унификации и совершенствованию набора системных функций, которые формируют оболочку. Само собой разумеется, что были добавлены и новые возможности:
|
nashaucheba.ru
Лабораторная работа № 5-2 по дисциплине «Операционные системы»
Тема: «Работа в операционной системе Linux. Начальные сведения о каталогах»
1.Цель работы:
Получить представление о каталогах и находящихся в них файлах в стандартной раскладке ОС Linux.
2.Литература
Ди-Анн Лебланк, Мелани Хоуг, Эван Бломквист. Lunix для «чайников» — М.Диалектика, 2003.
Курячий Г.В., Маслинский К.А. Операционная Система Linux., — М, 2005.
Дягтерев Е.К. Введение в Unix – М.: Память, 1991
Дунаев С.Б. Unix – М.: Диалог-МИФИ, 1995
3.Средства обучения
1)Персональный компьютер
2)Операционная система Unix
4.Порядок выполнения работы:
ознакомьтесь с краткими теоретическими сведениями
исследуйте каталоги, а также находящиеся в них файлы и опишите в примерах 3-4 полных пути к любым файлам в ОС
Краткие теоретические сведения:
Стандартная иерархическая схема расположения каталогов в ОС Linux.
/_____bin
|_dev
|_etc
|_home_____<user1>
| |_<user2>
|_lib
|_proc
|_tmp
|_usr__X386
|_bin
|_emacs
|_etc
|_g++-include
|_include
|_lib
|_local_____bin
| |_emacs
| |_etc
| |_lib
|_man
|_spool
|_src_____linux
|_tmp
Некоторые команды по управлению:
pwd Вывести текущую директорию
cd Смена текущего каталога
mkdir Создание каталога
pwd Вывод имени текущего каталога
chroot Смена корневого каталога
fdisk Создание разделов на жестком диске
dir, ls Вывод списка файлов в каталоге
rmdir Удаление каталогов
Контрольные вопросы:
Удобен ли данный подход в организации каталогов и файлов на примере ОС Linux, в случае положительного ответа, приведите необходимые объяснения?
Укажите полный путь к домашнему каталогу пользователя.
Какие ключи существуют к команде ls?
Содержание отчета:
Отчет должен содержать:
Наименование темы
Цель работы
Содержание работы
Ответы на контрольные вопросы
Лабораторная работа № 5-3 по дисциплине «Операционные системы»
Тема: «Работа в операционной системе Linux. Командная строка (основные команды)»
1.Цель работы:
Научить работать с командной строкой в ОС Linux.
2.Литература
Ди-Анн Лебланк, Мелани Хоуг, Эван Бломквист. Lunix для «чайников» — М.Диалектика, 2003.
Курячий Г.В., Маслинский К.А. Операционная Система Linux., — М, 2005.
Дягтерев Е.К. Введение в Unix – М.: Память, 1991
Дунаев С.Б. Unix – М.: Диалог-МИФИ, 1995
3.Средства обучения
1)Персональный компьютер
2)Операционная система Unix
4.Порядок выполнения работы:
ознакомьтесь с краткими теоретическими сведениями и необходимыми материалами по данной теме
создайте рабочий каталог с вашими инициалами
в данном каталоге необходимо создать текстовый файл, и открыть для редактирования
текст в файле может содержать произвольную информацию
создайте ещё один каталог с произвольным названием, в который скопируете и далее переименуйте вышеописанный текстовый файл
удалите свою рабочую папку
поэкспериментируйте с командами pwd, whoami, who, uptime, free.
Краткие теоретические сведения:
whoami Ввести имя под которым я зарегистрирован.
date Вывести или изменить дату и время. Например, чтобы установить дату и время равную 2000-12-31 23:57, следует выполнить команду:
date 123123572000
time Получить информацию о времени, нужного для выполнения процесса + еще кое-какую информацию. Не путайте эту команду с date. Например: Я могу определить как много времени требуется для вывода списка файлов в директории, набрав последовательность:
time ls
at Запуск команды в определенное время
who Определить кто из пользователей работает на машине.
uptime Количество времени прошедшего с последней перезагрузки.
ps a Список текущих процессов.
pidof Вывод номера процесса
top Интерактивный список текущих процессов отсортированных по использованию cpu.
uname Вывести системную информацию.
free Вывести информацию по памяти.
df -h (=место на диске) Вывести информацию о свободном и используемом месте на дисках (в читабельном виде).
du / -bh | more (=кто сколько занял) Вывод детальной информации о размере файлов по директориям начиная с корневой (в читабельном виде).
cat /proc/cpuinfo Системная информация о процессоре. Заметьте, что файла в /proc директории — не настоящие файлы. Они используются для получения информации, известной системе.
cat /proc/interrupts Используемые прерывания.
cat /proc/version Версия ядра Linux и другая информация
cat /proc/filesystems Вывести используемые в данный момент типы файловых систем.
lsmod (как root) Вывести информацию о загруженных в данный момент модулях ядра.
set|more Вывести текущие значения переменных окружения.
chmod режим файл
kill.killall.xkill Завершение работы процесса
nice Запуск команд с пониженным приоритетом
echo $PATH Вывести значение переменной окружения «PATH» Эта команда может использоваться для вывода значений других переменных окружения. Воспользуйтесь командой set, для получения полного списка.
Также дополнительные команды, изучите в материалах, предложенных для ознакомления.
Контрольные вопросы:
1. Опишите преимущества командной строки в ОС Linux, по отношению к ОС Windows.
2. Дайте характеристику командам: who,mkdir, cat [имя_файла] | more, pico.
3. Сопоставьте ранее изученные команды в командной строке ОС Windows и ОС Linux. Существуют ли подобные команды? Если да то, какие?
4. Как получить справку о необходимой команде?
5. С какой целью используется команда cal, head?
Содержание отчета:
Отчет должен содержать:
Наименование темы
Цель работы
Содержание работы
Ответы на контрольные вопросы
studfiles.net
Отчет по практике — Операционные системы, файловые системы
КОНТРОЛЬНА РОБОТА
з дисциплини
« Информатика и компьютерная техника» на тему:
«Операционные системы»
«Файловые системы»
План
1. Операционные системы
2. Файловые системы
3. Файловые системы и имена файлов
Список литератури
Операцио́нная систе́ма, ОС (англ. operating system ) — базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Помимо вышеуказанных функций ОС может осуществлять и другие, например, предоставление пользовательского интерфейса, сетевое взаимодействие и т.п. С 1990-х наиболее распространёнными операционными системами для персональных компьютеров и серверов являются ОС семейства Microsoft Windows и Windows NT, Mac OS и Mac OS X, системы класса UNIX, и Unix подобные (особенно GNU/Linux).
Операционные системы могут быть классифицированы по базовой технологии ([Юникс] -подобные или подобные Windows), типу лицензии ([собственническое программное обеспечение|проприетарная] или [открытое программное обеспечение|открытая]), развивается ли в настоящее время (устаревшие DOS или NextStep или современные GNU/Linux и Windows), для рабочих станций (DOS, Apple), или для серверов ([AIX]), [операционная система реального времени|ОС реального времени] и [встроенная операционная система|встроенные ОС] ([VxWorks], [QNX]), [PDA], или специализированные (управление производством, обучение, и т. п). Назначение и основные возможности программы MS EXCEL. Интерфейс программы. Основные элементы интерфейса. Понятие электронной таблицы, ячейки, строки, столбца, система адресации. Движение по табличному полю. Ввод данных. Типы данных. Редактирование содержимого ячейки. Изменение ширины и высоты ячейки. Свойства ячейки (команда “Формат ячеек”).
Все современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.
Основные функции файловой системы можно разделить на две группы:
Функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.)
Функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.)
Известно, что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях. Файл — это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем или поименованная область на машинных носителях.
Структурирование множества файлов на машинных носителях осуществляется с помощью каталогов, в которых хранятся атрибуты (параметры и реквизиты) файлов. Каталог может включать множество подкаталогов, в результате чего на дисках образуются разветвленные файловые структуры. Организация файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой.
Принцип организации файловой системы — табличный. Данные о том, в каком месте на диске записан файл, хранится в таблице размещения файлов (File Allocation Table, FAT).
Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты могут воспользоваться второй копией для восстановления тома.
По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, так как операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске.
Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора 512 байт. Поскольку размер FAT — таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным.
В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.
Сначала для дискет и небольших жестких дисков (менее 16 Мбайт) использовалась 12-разрядная версия FAT (так называемая FAT12). Затем в MS-DOS была введена 16-разрядная версия FAT для более крупных дисков.
Операционные системы MS DOS, Win 95, Win NT реализуют 16 — разрядные поля в таблицах размещения файлов. Файловая система FAT32 была введена в Windows 95 OSR2 и поддерживается в Windows 98 и Windows 2000.
FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT, предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайт.
FAT32 обеспечивает поддержку дисков размером до 2 Тбайт и более эффективное расходование дискового пространства. FAT32 использует более мелкие кластеры, что позволяет повысить эффективность использования дискового пространства.
В Windows XP применяется FAT32 и NTFS. Более перспективным направлением в развитии файловых систем стал переход к NTFS (New Technology File System — файловая система новой технологии) с длинными именами файлов и надежной системой безопасности.
Объем раздела NTFS не ограничен. В NTFS минимизируется объем дискового пространства, теряемый вследствие записи небольших файлов в крупные кластеры. Кроме того, NTFS позволяет экономить место на диске, сжимая сам диск, отдельные папки и файлы.
По способам именования файлов различают “короткое» и “длинное” имя.
Согласно соглашению, принятому в MS-DOS, способом именования файлов на компьютерах IBM PC было соглашение 8.3., т.е. имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение — 3 символа.
Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно-цифровые символы латинского алфавита. Имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 8.3, считаются “короткими».
С появлением операционной системы Windows 95 было введено понятие “длинного» имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. “Длинное” имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \ /: *? “ < > |.
В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Имя файла заканчивается расширением, состоящим из трех символов. Расширение используется для классификации файлов по типу.
Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ “\” (обратный слеш — обратная косая черта). Например: D: \Documents and Settings\ТВА\Мои документы\lessons-tva\ robots. txt Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры — людям так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система.
Обычный файл представляет собой массив байтов, и может читаться и записываться, начиная с произвольного байта файла. Ядро не различает в обычных файлах границ записей, хотя многие программы воспринимают символы перевода строки в качестве признаков конца строк, но другие программы могут предполагать наличие других структур. В самом файле не хранится никакой системной информации о файле, но в файловой системе размещается некоторая информация о владельце, правах доступа и об использовании каждого файла.
Компонент под названием имя файла является строкой длиной до 255 символов. Эти имена хранятся в файле особого типа, который называется каталогом. Информация о файле в каталоге называется записью каталога и включает, кроме имени файла, указатель на сам файл. Записи каталога могут ссылаться как на другие каталоги, так и на обычные файлы. Таким образом формируется иерархия каталогов и файлов, которая и называется файловой системой filesystem ;
Рисунок 2-2. Небольшая файловая система
Одна небольшая файловая система показана на Рис.2-2. Каталоги могут содержать подкаталоги, и нет ограничений вложенности одного каталога в другой по глубине. Для соблюдения целостности файловой системы, ядро не позволяет процессу производить запись непосредственно в каталоги. Файловая система может хранить не только обычные файлы и каталоги, но также ссылки на другие объекты, такие, как устройства и сокеты.
Файловая система образует дерево, начало которого находится в корневом каталоге, иногда называемому по имени слэш, которое соответствует символу одинарной наклонной черты (/). Корневой каталог содержит файлы; в нашем примере на Рисунке 2.2, он содержит vmunix, копию выполнимого объектного файла ядра. В нем также расположены каталоги; в этом примере он содержит каталог usr. Внутри каталога usr располагается каталог bin, который в основном содержит выполнимый объектный код программ, таких, как ls и vi.
Процесс обращается к файлу, указывая путь до него, который является строкой, состоящей из нескольких или ни одного имен файлов, разделенных символами слэша (/). С каждым процессом ядро связывает два каталога, при помощи которых можно интерпретировать маршруты до файлов. Корневой каталог процесса является самой верхней точкой файловой системы, которую может достичь процесс; обычно он соответствует корневому каталогу всей файловой системы. Маршрут, начинающийся с символа слэша, называется абсолютным маршрутом, и интерпретируется ядром, начиная с корневого каталога процесса.
Имя пути, которое не начинается со слэша, называется относительным маршрутом, и интерпретируется относительно текущего рабочего каталога процесса. (Этот каталог кратко также называют текущим каталогом или рабочим каталогом ) Текущий каталог сам по себе можно обозначить непосредственно по имени dot, что соответствует одной точке (). Имя файла dot-dot (.) обозначает родительский каталог текущего каталога. Корневой каталог является предком самому себе.
Процесс может задать собственный корневой каталог при помощи системного вызова chroot, и установить текущий каталог системным вызовом chdir. Каждый процесс может в любой момент выполнить вызов chdir, но chroot позволено выполнять только процессу с административными привилегиями. Chroot обычно используется для ограничения доступа к системе.
Взяв файловую систему, изображенную на Рисунке 2.2, и полагая, что процесс имеет в качестве корневого каталога корневой каталог файловой системы, и в качестве текущего каталога /usr, он может обратиться к файлу vi либо от корня по абсолютному имени /usr/bin/vi, либо из текущего каталога с относительным именем bin/vi.
Системные утилиты и базы данных располагаются в нескольких всем известных каталогах. Частью предопределенной иерархии является каталог, содержащий домашний каталог для каждого пользователя — например, /usr/staff/mckusick и /usr/staff/karels на Рисунке 2.2 Когда пользователи регистрируются в системе, то рабочий каталог их командного процессора устанавливается в домашний каталог. В своих домашних каталогах пользователи могут создавать каталоги так же легко, как и обычные файлы. Таким образом, пользователь может строить иерархии каталогов произвольной сложности.
Пользователь обычно знает только об одной файловой системе, но система может знать, что одна виртуальная файловая система на самом деле состоит из нескольких физических файловых систем, каждая из которых расположена на отдельном устройстве. Физическая файловая система не может располагаться на нескольких физических устройствах. Так как большинство физических дисковых устройств разбиваются на несколько логических устройств, то на одном физическом устройстве может располагаться более одной файловой системы, но не более одной для каждого логического устройства. Одна из файловых систем — та, с которой начинаются все абсолютные имена — называется корневой файловой системой, и она всегда доступна. Другие файловые системы могут монтироваться; это значит, что они могут интегрироваться в иерархию каталогов корневой файловой системы. Ссылки на каталог, в котором находится смонтированная в него файловая системе, прозрачно преобразуются ядром в ссылки на корневой каталог смонтированной файловой системы.
Файлы организованы иерархически в каталоги. Каталог является типом файла, но, в отличие от обычных файлов, каталог имеет структуру, определяемую системой. Процесс может читать каталог, как будто это обычный файл, но только ядру разрешено изменять каталог. Каталоги создаются системным вызовом mkdir и удаляются системным вызовом rmdir. До 4.2BSD системные вызовы mkdir и rmdir были реализованы как последовательность системных вызовов link и unlink. Имелось три причины для добавления системных вызовов специально для создания и удаления каталогов:
Операция может быть сделана атомарной. Если система завершила работу аварийно, то каталог не может оставаться в промежуточном состоянии, что может случиться при последовательном вызове серии операций.
При работе сетевой файловой системы создание и удаление файлов и каталогов должны выполняться атомарно, чтобы могли выполняться последовательно.
При реализации поддержки не-UNIX файловых систем, таких, как файловая система MS-DOS, на другом разделе диска, может оказаться, что эта файловая система не поддерживает ссылочных операций. Хотя другие файловые системы могут поддерживать концепцию каталогов, скорее всего, они не будут создавать и удалять каталоги со ссылками, как это делается в файловой системе UNIX. Соответственно они могут создавать и и удалять каталоги только при наличии явных запросов на удаление или создание каталогов.
Не все CD могут быть прочитаны во всех операционных системах, очень многое зависит от файловой системы и способа именования файлов при создании диска. Если Вам нужна максимальная совместимость, проверьте это по таблице:
| Файловая система/имена файлов | Операционная система | |||||
| DOS/Windows 3.1 | Windows | Mac | Unix | |||
| 95 | NT 3.51 | NT 4.0 | ||||
| ISO 9660 Level 1 | + | + | + | + | + | + |
| Joliet | +* | + | — | + | +* | +* |
| Romeo | — | + | + | + | +*** | +/- |
| HFS (Mac) | — | — | — | — | + | +**** |
| UDF (DirectCD) | — | +** | — | +** | +** | |
| ISO 9660 Level 3 (DirectCD for Windows) | — | + | + | — |
* короткие имена FILENA~1. TXT или длинные с патчем для Linux ** если установлен драйвер UDF *** если имя короче 31 символа **** Linux со специальным патчем.
ISO 9660 (8+3 characters set) (или ISO 9660 Level 1)
MS-DOS 8+3 filenames (неограниченный набор символов)
Joliet
Другие файловые системы
ISO-9660 Level 2
ISO-9660 Level 3
Rock Ridge
HFS
1. Автоматизированные информационные технологии в экономике. Под. ред. Г.А. Титоренко — М. Компьютер ЮНИТИ, 1998, — 336 с.
2. Бердтис А. Структуры данных. — М.: Статистика, 1974, — 408 с.
3. Блек Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. — М.: Мир, 1980.
4. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. — М.: Финансы и статистика, 1992.
5. Бойков В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М. Мир 1997.
6. Боэм Б.У. Инженерное программирование для проектирования программного обеспечения. — М.: Радио і связь, 1985, — 512с.
7. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. — М.: Наука, 1988.
8. Васильев В.Н. Организация, управление и экономика гибкого интегрированного производства в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1986. -312 с.
9. Вершинин О.В. Компьютер для менеджера. — М.: Высшая школа, 1990.
10. Вычислительные машины, системы и сети / Под ред. А.П. Пятибратова. — М.: Финансы и статистика, 1991.
11. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных. — В 2-х кн. — М.: Энергоатомиздат, 1994.
12. Гершгорин Л.Г. Что такое АРМ бухгалтера. — М.: Финансы и статистика, 1988.
ronl.org