Операционные системы: назначение и основные функции

Понятие Операционной системы

Операционная система (ОС) – комплекс программ, обеспечивающих взаимодействие всех аппаратных и программных частей компьютера между собой и взаимодействие пользователя и компьютера.

ОС обеспечивает целостное функционирование всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к аппаратным возможностям компьютера. Операционная система является базовой и необходимой составляющей ПО компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Состав ОС

Структуру ОС составляют следующие модули:

базовый модуль (ядро ОС) - управляет работой программ и файловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами между периферийными устройствами;

т .е. переводит команды с языка программ на язык «машинных кодов», понятый компьютеру

командный процессор - расшифровывает и исполняет команды пользователя, поступающие прежде всего через клавиатуру;

т .е. запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать, например, команду выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), команду вывода документа на печать и т.д.

драйверы периферийных устройств - программно обеспечивают согласованность работы этих устройств с процессором (каждое периферийное устройство обрабатывает информацию по-разному и в различном темпе);

т .е. специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Любому устройству соответствует свой драйвер.

дополнительные сервисные программы (утилиты) - делают удобным и многосторонним процесс общения пользователя с компьютером

т.е. такие программы позволяют обслуживать диски, выполнять операции с файлами, работать в компьютерных сетях и т.д.

Назначение Операционной системы

ОС предназначена для решения следующих задач:

обслуживания аппаратуры компьютера;

создания рабочей среды и интерфейса пользователя;

выполнения команд пользователя и программных инструкций;

организации ввода/вывода, хранения информации и

управления файлами и данными.

Согласно определению, все задачи, решаемые ОС, можно разбить на две группы:

предоставление пользователю или программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной (т.е. реально не существующей) машины, с которой удобнее работать и которую легче программировать;

повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторым критерием.

Функции Операционной системы

Основные функции:

Выполнение по запросу программ тех достаточно элементарных (низкоуровневых) действий, которые являются общими для большинства программ и часто встречаются почти во всех программах (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

Обеспечение пользовательского интерфейса.

Сетевые операции, поддержка стека сетевых протоколов.

Дополнительные функции:

Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.

Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа.

Эволюция операционных систем и основные идеи

Предшественником ОС следует считать служебные программы (загрузчики и мониторы), а также библиотеки часто используемых подпрограмм, начавшие разрабатываться с появлением универсальных компьютеров 1-го поколения (конец 1940-х годов). Служебные программы минимизировали физические манипуляции оператора с оборудованием, а библиотеки позволяли избежать многократного программирования одних и тех же действий (осуществления операций ввода-вывода, вычисления математических функций и т. п.).

В 1950-60-х годах сформировались и были реализованы основные идеи, определяющие функциональность ОС: пакетный режим, разделение времени и многозадачность, разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

Операционная система DOS

DOS – первая операционная система для персональных компьютеров, которая получила широкое распространение и была основной для компьютеров IBM PC с 1981 по 1995. Со временем она была практически вытеснена новыми, современными операционными системами Windows и Linux, но в ряде случаев DOS остается удобной и единственно возможной для работы на компьютере (например, в тех случаях, когда пользователь работает с устаревшей техникой или давно написанным программным обеспечением и т.п.)

С операционной системой DOS пользователи работают с помощью командной строки, у нее нет собственного графического интерфейса. ОС DOS позволила успешно работать с ПК на протяжении 15 лет, тем не менее, эту работу нельзя назвать удобной. DOSвыступала «посредником» между пользователем и компьютером и помогла превратить сложные команды обращения к дискам в более простые и понятные, но по мере развития сама «обросла» изобилием команд и стала сдерживать работу с компьютером. Так возникла необходимость в новом посреднике – так появились программы-оболочки.

Оболочка – это программа, которая запускается под управлением ОС и помогает пользователю работать с ОС. Программа-оболочка наглядно показывает всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги, файлы. Файлы можно искать, копировать, перемещать, удалять сортировать, изменять и запускать всего несколькими клавишами. Одна из самых распространенных – Norton Commander(NC). В графических оболочках Windows 3.1 и Windows 3.11 применяется концепция так называемых «окон», которые можно открывать, перемещать по экрану, закрывать. Эти окна «принадлежат» различным программам и отражают их работу.

В DOS используется файловая система FAT. Одним из ее недостатков являются ограничения на имена файлов и каталогов. Имя может содержать не более 8 символов. Кроме того DOS не делает различий между одноименными строчными и прописными буквами.

Так как DOS была создана очень давно, она не соответствует требованиям, предъявляемым сегодня к современным операционным системам. Она не может напрямую использовать большие объемы памяти, устанавливаемые в современные компьютеры.

Операционная система MICROSOFT WINDOWS

Графические оболочки Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 и Widows 3.11 запускались под управлением MS DOS, то есть не были самостоятельными операционными системами. Но поскольку с появлением Windows открылись новые возможности, Windows называют не оболочкой, а средой.

Среда Windows характеризуется следующими особенностями, отличающими ее от других программ-оболочек:

Многозадачность;

Единый программный интерфейс;

Единый интерфейс пользователя;

Графический интерфейс пользователя;

Единый аппаратно-программный интерфейс.

На смену операционной системе DOS с ее графическими оболочками Windows 3.1 и Windows 3.11 пришли полноценные операционные системы семейства MS Windows (сначала Windows 95, затем Windows 98, Windows 2000, Windows XP). В отличие от Windows 3.1 и Windows 3.11, они запускаются автоматически после включения компьютера.

В MS Windows для хранения файлов используется файловая модификация FAT–VFAT. В ней длина имен файлов и каталогов может достигать 256 символов.

В ОС Windows при работе с окнами и приложениями широко применяется манипулятор «мышь», в MS DOS используется только клавиатура.

Также в MSWindowsприсутствует панель задач (Taskbar). Она делает нагляднвм механизм многозадачности и намного ускоряет процесс переключения между приложениями.

Рабочий стол Windows сконструирован так, чтобы максимально облегчить работу пользователя-новичка и в то же время предоставить максимальные возможности его настройки в соответствии с конкретными нуждами опытных пользователей.

Операционная система LINUX

Linux – это операционная система для IBM-совместимых персональных компьютеров и рабочих станций. Это многопользовательская операционная система с сетевой оконной графической системой X Window System. Операционная система Linux поддерживает стандарты открытых систем и протоколы сети Интернет и совместима с системами Unix, DOS, MS Windows.

Будучи традиционной оперативной системой, Linux выполняет многие из функций, характерных для DOS и Windows, однако эта операционная система отличается особой мощью и гибкостью. Linux предоставляет в распоряжение пользователя ПК скорость, Эффективность и гибкость UNIX, используя при этом все преимущества персональных машин. При работе с мышью активно используются все три кнопки, в частности, средняя кнопка используется для вставки фрагментов текста.

С помощью системы Linux можно любую персональную машину превратить в рабочую станцию. В наше время Linux является операционной системой для бизнеса, образования и индивидуального программирования.

Операционные системы UNI X

UNIX– группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем.

Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs компании AT&T. С тех пор было создано большое количество различных UNIX-систем.

Некоторые отличительные признаки UNIX-систем включают в себя:

использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой;

широкое применение утилит, запускаемых в командной строке;

взаимодействие с пользователем посредством виртуального устройства - терминала;

представление физических и виртуальных устройств и некоторых средств межпроцессового взаимодействия как файлов;

использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу.

UNIX- системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения. Также, в ходе разработкиUNIX- систем был создан язык Си.

ОС- это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для повышения эффективности аппаратуры компьютера путем рационального управления его ресурсами, а также для обеспечения удобств пользователю путем предоставления ему расширенной виртуальной машины.

К числу основных ресурсов, управление которыми осуществляет ОС, относятся процессы, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Для решения задач управления ресурсами разные ОС использую различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют облик ОС.

Итак, в число требований, предъявляемых сегодня к сетевым ОС, входят: функциональная полнота и эффективность управления ресурсами, модульность и расширяемость, переносимость и многоплатформенность, совместимость на уровне приложений и пользовательских интерфейсов, надежность отказоустойчивость, безопасность и производительность.

Операционная система ПК

Операционная система (OS – operatingsystem)представляет собой комплекс системных и служебных программ, обеспечивающих управление всеми ресурсами компьютера и подключенными к нему устройствами, запуск прикладных программ, их взаимодействие между собой и с аппаратными средствами, а также диалог компьютера с пользователем. Операционная система автоматизирует процесс решения задач пользователя и освобождает его от деталей взаимодействия с аппаратурой, обеспечивая комфортный интерфейс с компьютером.

В компьютерах используются операционные системы с различной архитектурой и функциональными возможностями. После включения компьютера первой загружается в оперативную память операционная система.

С 1990-х гг. наиболее распространенными ОС для ПК и серверов являются ОС семейства MicrosoftWindows и системы семейства UNIX, особенно GNU/Linux. ОС включает следующие основные модули:

· ядро, выполняющее перевод с программного языка на язык компьютера, т.е. в двоичные коды и называемое командным интерпретатором;

· драйверы для управления устройствами компьютера, библиотеки, которые используются ОС, и другие программы, входящие в ее состав. Драйверы для многих стандартных устройств компьютера формируют базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая хранится в энергонезависимой флэш-памяти;

· интерфейсные модули для взаимодействия пользователя с компьютером. Сегодня основным является графический интерфейс, используемый практически любой ОС. Процессор командного языка обрабатывает команды, поступающие в операционную систему от пользователя;

· ОС компьютеров общего назначения, в отличие от специализированных, хранится на дисках, и при включении компьютера она загружается с диска в оперативную память специальной программой загрузки, хранящейся в базовой системе ввода – вывода.

Основными функциями операционной системы являются следующие:

· обеспечение взаимодействия с пользователем – пользовательский интерфейс;

· управление файловой системой и диспетчирование задач, выполняемых на компьютере;

· управление обменом информацией между различными устройствами компьютера, управление периферийными устройствами, распределение ресурсов компьютера, управление виртуальной памятью (распределение задач);

· стандартизированный доступ к периферийным устройствам ввода – вывода;

· установка и удаление программ.

Все ОС обеспечивают как пакетный, так и диалоговый режим работы с пользователем.В пакетном режиме ОС автоматически исполняет заданную последовательность команд.

Суть диалогового режима состоит в том, что ОС находится в ожидании команды пользователя и, получив ее, приступает к исполнению, а исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний процессора и прерываний BIOS. Опираясь на эти аппаратные прерывания, ОС создает свой комплекс системных прерываний.

Способность ОС прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств, воспринимается нами как диалоговый режим работы.

Операционные системы можно классифицировать по следующим признакам:

· В зависимости от особенностей алгоритма управления процессором операционные системы делятся на однозадачные и многозадачные ,однопользовательские и многопользовательские , на однопроцессорные и многопроцессорные .

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

· однозадачные (например, MS DOS);

· многозадачные (OS/2, Unix, ОС семейства Windows).

Многозадачные ОС управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства (рис. 25).

Рис. 25Классификация многозадачных ОС

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

· системы пакетной обработки(OC EC)

· системы с разделением времени(Unix, Windows, Linux);

· системы реального времени(QNX, RT–11, Android – ОС РВ на основеLinux для мобильных устройств).

Системы пакетной обработки – без непосредственного доступа пользователя, а с предварительным сбором и формированием всего блока (пакета) программ, подлежащих выполнению.

Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработкиявляется максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используется следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, например, в мультипрограммном множестве желательно одновременноеприсутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом–выводом.

Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутреннейситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается«выгодное» задание.

Следовательно, в таких ОС невозможно гарантировать выполнение того илииного задания в течение определенного периода времени. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установленасистема пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдаетего диспетчеру–оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективностьработы пользователя.

Первые ОС были системами пакетной обработки, которые просто автоматизировали запуск одной программы за другой и тем самым увеличивали коэффициент загрузки процессора.

В системах с разделением времени каждой задаче выделяется небольшойквант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, ивремя ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то это предполагает параллельное выполнение нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы. Ясно, что подобныесистемы обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетнойобработки, так как на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая«выгодна» системе. Критерием эффективности систем с разделением времени является не максимальная пропускная способность процессора, а эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени(ОС РВ) применяются для управления различными техническими объектами(таким, как станок, спутник, научная экспериментальная установка) или технологическими процессами(гальваническаялиния, доменный процесс и т. п.). Применяют ОС РВ и в банковском деле. Критерием эффективности для систем реального времени является их способностьвыдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программыи получением результата(управляющего воздействия). Это время называетсявременем реакции системы, а соответствующее свойство системы– реактивностью.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть– в режиме реального времени или в режиме разделениявремени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновымрежимом.

Поддержка многопользовательского режима . По числу одновременноработающих пользователей ОС могут быть разделены на:

· однопользовательские(MS DOS, Windows 3.x, ранние версииOS/2);

· многопользовательские(Unix, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя отнесанкционированного доступа других пользователей. Не всякая многозадачнаясистема является многопользовательской и не всякая однопользовательская ОСявляется однозадачной.

Многопроцессорная обработка . Другим важным свойством ОС являетсяотсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. В наши дни становиться общепринятым введение в ОС функций поддержкимногопроцессорной обработки данных.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализованаи использует все количество процессоров, разделяя их между системными иприкладными задачами.

Мы рассмотрели характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов– процессором.

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказываютаппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Очевидно, что ОС большой машины является более сложной и функциональной, чем ОС персональногокомпьютера.

Одним из важных признаков классификации ОС является поддержка сетевых возможностей. По этому признаку ОС делятся на сетевые и локальные.

Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютера, объединённых в сеть с целью совместимого использования данных. Они представляютмощное средство разграничения доступа к информации, ее целостности и сохранности, а также другие возможности использования сетевых ресурсов. Сетевая ОС составляет основу любой вычислительной сети. В сетевой ОС отдельной машины можно выделить несколько частей:

· средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между планированием и диспетчеризациейпроцессов, управление процессорами в многопроцессорных машинах, управление периферийными устройствами и другие функции управления ресурсамилокальных ОС;

· средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование– серверная часть ОС(сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; введение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных;

· управлениеочередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам;

· средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использование– клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передаетсяв сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентскаячасть также осуществляет прием ответов от сервера и преобразования их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленныхзапросов не различимо;

· коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизациюсообщения, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т. п., т. е. является средством транспортировки сообщений.

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в егоОС может отсутствовать либо клиентская, либо серверная часть.

Примерами сетевых ОС являются операционные системы семействаNetWare фирмыNovell (Novell – это крупнейшая фирма, которой принадлежит, согласно различным источникам, от65% до75% рынка сетевых операционных систем для локальных вычислительных сетей), ОС Windows NT фирмыMicrosoft, различные версии операционной системы UNIX.

По типу организации интерфейса ОС делятся на ОС:

· с командным интерфейсом – пользователь должен хорошо знатьфайловую систему и команды операционной системы и вводить их с клавиатуры в командную строку, имеющуюся на экране монитора(MS DOS, UNIX, Linux);

· с интерфейсом в виде графических меню – пользователь долженориентироваться в многочисленных меню и панелях инструментов и уметьвыбрать в этих меню нужные команды и файлы по условным графическимзначкам; интерфейс этого типа реализуется операционными системами сграфическим интерфейсом(Windows, начиная с 9x и выше).

Драйверы

C ПК могут сопрягаться разнообразные устройства: видеокарта, звуковаякарта, принтер, сканер, манипуляторы, дисководы, цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны и т. д. Каждое из устройств имеет свой набор команд. Чтобы конкретная операционная система могла управлять конкретнымустройством, прибегают к помощи программ-«переводчиков», знающих с одной стороны язык команд конкретного устройства, а с другой – язык конкретной операционной системы, под управлением которой должно работать этоустройство.

Такая программа называется драйвером(driver) и поставляется вместе сустройством его производителем. Производители аппаратного ПО, как правило, также размещают драйверы, созданных ими устройств, на своихweb-сайтах.

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 .

Виды операционных систем. Все мы постоянно слышим такое словосочетание, как «операционная система» и «Windows», но мало кто понимает, о чем вообще идет речь. Когда меня просят помочь в каком-то вопросе, и я спрашиваю человека, какая у него операционная система на компьютере мне отвечают, что либо не понимают о чем речь, либо честно говорят, что не знают. Знать, какая операционная система установлена на вашем компьютере, надо обязательно, т.к. они все разные и настройки у них разные. И если вы хотите чему-то научится по компьютерной тематике, то должны это понимать и уметь определять свою операционную систему. Этот вопрос мы тоже рассмотрим в нашем уроке.

Для начала нам необходимо понять, что такое операционная система и для чего она предназначена.

Операцио́нная систе́ма , сокр. ОС (англ. operating system, OS) - комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем. (Википедия)

Без операционной системы (сокращенно ОС) ни один компьютер, и даже работать не будет. Именно операционная система управляет всеми программами, процессами, памятью и всем оборудованием вашего компьютера.

Как только вы включаете компьютер, так запускается процесс загрузки операционной системы, во время которой происходит:

Проверка всего оборудования.
Наличие драйверов к ним. Драйвер – это программа для работы каждого оборудования в отдельности. Для каждой операционной системы пишется свой драйвер.
После завершения первых двух проверок происходит запуск операционной системы.

Виды операционных систем

Чаще всего, при покупке компьютера, операционная система уже установлена. Большинство из вас даже не задувается о том какая она. А знать свою систему очень важно, хотя бы потому, что разные ОС по-разному работают, настраиваются, и даже рабочий стол у них разный.

Существуют три основные и самые популярные операционные системы:

Microsoft Windows (Microsoft – это фирма, выпускающая эту систему, а Windows (виндовс), в переводе с английского, означает – окна):
Apple Mac Os X (сокращенно ее называют Mac, а Apple – это фирма (в переводе с английского, означает — яблоко);

Каждая операционная система имеет свой вид, так называемый графический интерфейс (от англ. – лицо).

Первые ОС, под названием MS-DOS, не имели графического интерфейса. Работа в них была только через командную строку при помощи клавиатуры. Никаких мышек тогда не было, да и не нужны они были. Необходимо было знать и запоминать много команд на английском языке. А на мониторе были только цифры и буквы, в лучшем случае графики. Простому пользователю все это было не понятно и не интересно.

В середине 1980-х годов компания Microsoft создала операционную систему Windows, и началась новая эра, благодаря которой, мы с вами теперь на компьютере писать письма, книги, работать с фотографиями, картинками, создавать свои фильмы, сайты, «гулять» по интернету и учиться новым наукам и ремеслам.

Вот список ОС Windows:

Windows 1.0 (1985)
Windows 2.0 (1987)
Windows 3.0 (1990)
Windows 3.1 (1992)
Windows for Workgroups 1/3.11

Семейство Windows 9x, в которых уже могли работать такие, как мы с вами:

Windows 95 (1995)
Windows 98 (1998)
Windows ME (2000)

Семейство Windows NT

Windows NT 3.1 (1993)
Windows NT 3.5 (1994)
Windows NT 3.51 (1995)
Windows NT 4.0 (1996)
Windows 2000 - Windows NT 5.0 (2000)
Windows XP - Windows NT 5.1 (2001)
Windows XP 64-bit Edition - Windows NT 5.2 (2003)
Windows Server 2003 - Windows NT 5.2 (2003)
Windows XP Professional x64 Edition - Windows NT 5.2 (2005)
Windows Vista - Windows NT 6.0 (2006)
Windows Home Server - Windows NT 5.2 (2007)
Windows Server 2008 - Windows NT 6.0 (2008)
Windows Small Business Server - Windows NT 6.0 (2008)
Windows 7 - Windows NT 6.1 (2009)
Windows Server 2008 R2 - Windows NT 6.1 (2009)
Windows Home Server 2011 - Windows NT 6.1 (2011)
Windows 8 - Windows NT 6.2 (2012)
Windows Server 2012 - Windows NT 6.2 (2012)
Windows 8.1 - Windows NT 6.3 (2013)
Windows Server 2012 R2 - Windows NT 6.3 (2013)
Windows 10 - Windows NT 10.0 (2015)

Семейство ОС для смартфонов.

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.