Презентация "Операционная система" (9 класс) – проект, доклад

Операционная система

Операционная система – это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого – организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

1

История операционных систем

Состав операционных систем

3

Альтернативные операционные системы

4

Интерфейс пользователя – интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера. 2. Аппаратно-программный интерфейс – интерфейс между программным и аппаратным обеспечением. 3. Программный интерфейс – интерфейс между разными видами программного обеспечения.

Информация Программы Данные

Виды программ по назначению

Базовый уровень

Системный уровень

Служебный уровень

Прикладной уровень

Когда включается компьютер, одновременно с аппаратными компонентами начинает работать специальная программа, которая называется операционная система.

Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды посредством мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры. Операционная система содержит также сервисные программы, ил.и утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, де-фрагментировать и т. д.), выполнять операции с файлами (архивировать и т. д.), работать в компьютерных сетях и т. д. Для удобства пользователя в операционной системе обычно имеется и справочная система. Она предназначена для оперативного получения необходимой информации о функционировании как операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Так, для “классических” ОС с командной строкой довольно четко выделяются три основные части: 1) машинно-зависимая часть для работы с конкретными видами оборудования; 2) базовая часть (ядро), не зависящая от конкретных деталей устройств: она работает с абстрактными логическими устройствами и при необходимости вызывает функции из предыдущей части; отвечает за наиболее общие принципы устройства ОС; 3) программа ведения диалога с пользователем (ее часто называют командным процессором).

Операционная система MS DOS (Microsoft Disk Operating System) – самая распространенная ОС на 16-разрядных персональных компьютерах.

Загрузка операционной системы MS-DOS

Считывание в оперативную память с дисков

Запуск Master Boot (программа-загрузчик ОС), которая загружает IO.SYS

IO.SYS включает в себя драйверы дисководов, клавиатуры, монитора, принтером, часов. Является дополнение к BIOS. Загружает MSDOS.SYS.

MSDOS.SYS обеспечивает управление памятью, файловой системой. Загружает COMMAND.COM.

COMMAND.COM (командный процессор) обрабатывает команды, вводимые пользователем, и организует исполнение программ.

CONFIG.SYS файл конфигурации.

AUTOEXEC.BAT файл настройки пользователя.

Приглашение DOS C:>

Фиксированное место на диске

Операционные системы

однозадачные многозадачные

однопользовательские

многопользовательские

Первые операционные системы (CP/M, MS-DOS, Unix) вели диалог с пользователем на экране текстового дисплея. Это был в полном смысле слова диалог, в ходе которого человек и компьютер по очереди обменивались сообщениями: человек вводил очередную команду, а компьютер, проверив ее, либо выполнял, либо отвергал по причине ошибки. Такие системы в литературе принято называть ОС с интерфейсом командной строки. Типичный пример возможного фрагмента сеанса работы приведен на следующем рисунке

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой. В состав операционной системы входит специальная программа — командный процессор^ которая 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. Операционная система должна эти команды выполнить. К магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). В состав операционной системы входят драйверы устройств — специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами. Любому устройству соответствует свой драйвер.

Файлы операционной системы хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память. Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится ее загрузка, называется системным. После включения компьютера операционная система загружается с системного диска в оперативную память. Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение Non system disk и компьютер «зависает», т. е. загрузка операционной системы прекращается и компьютер остается неработоспособным. После окончания загрузки операционной системы управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы, в противном случае загружается графический интерфейс операционной системы.

Windows – самая распространённая в России системная среда, которая создана фирмой Microsoft и развивается в многочисленных версиях, начиная с 1993 года (Windows 3.1). Стандарт современного внешнего вида разработан в версии Windows 95, затем получил развитие в Windows 98, Windows ME, Windows XP Home Edition. Это так называемые домашние версии Windows. Развивались и корпоративные варианты, оснащённые мощными средствами защиты и управления информацией – Windows NT, Windows 2000, Windows XP Professional. Последним достижением является Windows Wista.

Интерфейс WINDOW’S

Суммарная доля альтернативных Windows операционных систем (ОС) среди настольных компьютеров и ноутбуков вряд ли превышает 12–14%. В процентах это вроде совсем немного, но в абсолютных цифрах это десятки миллионов пользователей. Самые популярные среди альтернативных ОС – Mac OS и Linux.

С разработкой и введением стандарта разработка альтернативных ОС не прекратилась. Отчасти это обусловлено объективными причинами (ограниченностью ресурсов и специализированным применением вновь создаваемых классов вычислительных устройств, таких как персональные компьютеры (ПК) в 1980-х годах, портативные компьютеры в 1990-х или карманные компьютеры и мобильные телефоны в 2000-х), отчасти это связано с антиконкурентными целями их разработчиков, стремящихся ограничить или сделать невозможными перенос прикладных программ и (или) преемственность опыта пользователей таких классов устройств. Так, в 1970-е годы продолжалась разработка альтернативных ОС для миникомпьютеров (таких, как «RT-11» (известной в СССР как «РАФОС» и «ФОДОС») и «RSX-11». В 1980-е был создан целый ряд ОС специально для ПК, включая «CP/M», «MS-DOS»/«PC/DOS», «MacOS» (в «классическом варианте» — вплоть до версии 9), а уже в 1990-е — «Microsoft Windows NT» (также существующая и в серверных вариантах), «OS/2», «BeOS». Сейчас продолжают создаваться альтернативные ОС для карманных компьютеров, мобильных телефонов, игровых приставок и медиацентров, служебного коммуникационного оборудования.

Для альтернативных ОС характерна ориентация на одну или несколько аппаратных архитектур, неполнота функций (специализированность). Большинство альтернативных ОС несвободны. В качестве примеров современных свободных альтернативных операционных систем можно назвать написанные на ассемблере KolibriOS и MenuetOS-32, а также ReactOS, которая реализует архитектуру NT.

«Unix», стандартизация ОС и POSIX К концу 1960-х гг. отраслью и научно-образовательным сообществом был создан целый ряд ОС, реализующих все или часть очерченных выше функций. Задуманная и реализованная в 1969 году Кеном Томсоном при участии нескольких коллег ОС «Unix» вобрала в себя многие черты более ранних ОС, но обладала целым рядом свойств, отличающих её от большинства предшественниц: * простая метафорика (два ключевых понятия: вычислительный процесс и файл); * компонентная архитектура: принцип «одна программа — одна функция» плюс мощные средства связывания различных программ для решения возникающих задач («оболочка»); * минимизация ядра (кода, выполняющегося в «реальном» («привилегированном») режиме процессора) и количества системных вызовов; * независимость от аппаратной архитектуры и реализация на машиннонезависимом языке программирования (язык программирования «Си» стал «побочным продуктом» разработки «Unix»); * унификация файлов. «Unix», благодаря своему удобству прежде всего в качестве инструментальной среды была тепло принята сначала в университетах, а затем и в отрасли, получившей прототип единой ОС, которая могла использоваться на самых разных вычислительных системах и, более того, могла быть быстро и с минимальными усилиями перенесена на любую вновь разработанную аппаратную архитектуру. Благодаря конкурентности реализаций архитектура ОС «Unix» стала вначале фактическим отраслевым стандартом, ОС, следующие стандарту или опирающиеся на него, называют «POSIX-совместимыми» К Unix-подобным ОС относятся системы, базирующиеся на последней версии «Unix», сообществом, возглавляемым Линусом Торвальдсом. Стандартизация ОС гарантирует возможность безболезненной замены самой ОС и/или оборудования при развитии вычислительной системы или сети и дешёвого переноса прикладного программного обеспечения Самым заметным эффектом существования этого стандарта стало эффективное разворачивание Интернета в 90-х годах.

LINUX

7 сентября 1991 года финский студент Линус Торвальдс выложил в сети исходный код того, что впоследствии развилось в операционную систему Linux (Линукс). Linux – это свободное ПО, которое распространяется под лицензией GPL. Для обычного пользователя это означает, что большинство дистрибутивов (разновидностей) Linux являются бесплатными, а для программистов – что они могут свободно и бесплатно использовать программный код как самой Linux, так и входящих в неё программ и на их основе создавать свои продукты.

Операционная система Linux создана в 1991 г. на основе ОС UNIX Линусом Торвальдсом (Финляндия). Ключевым его решением стала публикация исходных текстов ещё мало работоспособной первой версии под свободной лицензией GPL. Это давало возможность, используя сеть Internet, всем желающим (и могущим) самостоятельно дорабатывать и тестировать Linux, обсуждать и исправлять её ошибки, обмениваться дополнениями к исходным текстам Л. Торвальдса. В результате над ОС работал уже не один человек, её разработка пошла быстрее и эффективнее. В 1994 г. вышла версия 1.0. Это означало, что разработчики наконец сочли ядро системы в целом законченным и все ошибки (теоретически) исправленными. В настоящее время работа над усовершенствованием Linux продолжается. Изменилась роль Л. Торвальдса, который теперь не главный разработчик, но главный авторитет. Он традиционно оценивает доработки и даёт добро на их включение в ядро системы. Общая модель свободной разработки сообществом сохраняется. Поскольку Linux — свободная и открытая программа, это обеспечило ей широкое использование и интерес со стороны ряда разработчиков и тысяч пользователей по всему миру. Существует целый ряд дистрибутивов Linux: RedHat, Debian, SuSE, Mandriva, Gentoo, отечественный ALT (разработчик школьного пакета СПО) и т. д.

Ещё одно важное отличие Linux от Windows заключается в том, что дистрибутивы Linux поставляются с большим набором прикладного ПО. То есть после установки на компьютере у вас есть полностью готовая к работе система. В большинстве ОС Linux по умолчанию используется один из двух графических интерфейсов – GNOME или KDE, поэтому даже при смене одного дистрибутива Linux на другой для пользователя никаких проблем не возникает, он попадает в знакомое графическое окружение. Оба интерфейса имеют приблизительно одинаковое распространение. Если охарактеризовать их совсем кратко, то внешне KDE напоминает рабочий стол Windows, а GNOME – рабочий стол Mac OS. Сходство это, конечно, только внешнее. KDE имеет огромное количество инструментов настройки, так что внешний вид и поведение системы можно подогнать под самый прихотливый вкус. Сильной частью GNOME является его простота и интуитивно понятный интерфейс.

Достоинство Linux в том, что это гибкая ОС. Пользователь может выбрать тот дистрибутив Linux, который больше подходит для решения его задач, а затем ещё и оптимизировать систему "под себя". Для большинства настроек сейчас уже не требуется лезть в консоль или править конфигурационные файлы, все делается через графический интерфейс. Конечно, у такой гибкости есть и оборотная сторона: "непродвинутому" пользователю бывает трудно сделать выбор, так как он обычно не может потратить много времени на изучение достоинств или недостатков разных дистрибутивов, интерфейсов или программ. Положение дел с безопасностью в Linux . Она находятся на очень высоком уровне и значительно опережают Windows.

Наибольшие же проблемы возникают со специализированным профессиональным софтом, значительная часть которого написана только для Windows-систем. Равноценной замены некоторым приложениям в Linux нет. Это, к примеру, всем известный Photoshop, AutoCAD, программы для видеомонтажа, а также локально ориентированный софт, созданный с учетом законодательства России (бухгалтерское ПО, справочно-правовые базы). Для молодежной аудитории серьёзным недостатком является невозможность запустить часть современных игр в Linux-среде, и здесь у Windows огромное преимущество как перед Linux, так и перед Mac OS X, так как индустрия игр для ПК ориентированна в первую очередь на Windows. Для решения этих проблем был создан проект Wine. Это ПО используется для работы с Windows-приложенияим и для запуска Windows-игр в Linuх.

MacOS

Mac OS представляет из себя сильно переработанную BSD-UNIX-систему со своим ядром (XNU). Несмотря на то что Mac OS и Linux имеют общие UNIX-корни, между ними есть два принципиальных различия. Первое – это то, что Mac OS устанавливается (без помощи хакеров) только на компьютеры Мacintosh производства фирмы Apple. Второе же различие заключается в том, что Mac OS – проприетарное ПO (распространяемое с условиями, запрещающими его свободное дальнейшее распространение, использование пользователем в собственном ПО, внесение в него изменений и т. д. – т. е. с ограничениями свободы пользователя)

Первая Mac OS появилась в 1984 году, значительно раньше Windows. Она была разработана специально для компьютеров Мacintosh (Mac). Эти компьютеры имеют в отличие от привычных нам ПК закрытую архитектуру, то есть сами компьютеры собирает только Apple. С одной стороны, это хорошо, так как обеспечена 100-процентная интеграция компьютерного железа и софта плюс хорошее качество комплектующих и сборки. Но есть и оборотная сторона медали. Так как производитель "Маков" только один, то и конкуренция здесь отсутствует в принципе. Что с точки зрения потребителя не очень хорошо. Сильной стороной Мас OS является практическое отсутствие вирусов для Мacintosh. И дело не только в не очень большой распространенности Mac OS по сравнению с Windows, но и в том, что традиционные вирусы просто не работают в UNIX среде. Теоретически конечно существуют образцы вирусов, которые могут работать с некоторыми приложениями к Mac OS, но их количество по сравнению с вредоносным ПО, написанным для Windows, просто ничтожно. Даже удаленный взлом компьютера, работающего под управлением Mac OS, значительно сложнее, чем взлом машины, работающей под управлением Windows, а антивирусные программы могут понадобиться только для того, чтобы не переслать зараженный файл на машину под управлением Windows, вам же он никакого вреда не принесёт.

Интерфейс системы тоже имеет существенные отличия от Windows. Например, если в Windows каждой программе обычно соответствует одно окно с открывающимися в нем вкладками и панелями инструментов, то в Мас OS используются "плавающие" окна и панели, не привязанные к общему окну, а располагающиеся на рабочем столе. Ещё одной отличительной особенностью маковского интерфейса является панель dock. Это панель в нижней части рабочего стола, где находятся значки файлов и приложений, к которым требуется быстрый доступ, а также запущенные приложения. Панель можно редактировать, менять размеры, убирать и добавлять значки приложений. Можно также отметить такие элементы интерфейса, как Dashboard и Expose. Dashboard – панель для работы с "виджетами", простейшими графическими приложениями, которые, как правило, выполняют информационные функции. Expose – функция отображения на экране в виде миниатюр всех открытых окон или только окон активной программы. Для поиска используется механизм индексируемого поиска под названием Spotlight. Результаты поиска отображаются мгновенно.

Программное обеспечение для Мacintosh Список программ для Mac OS не столь внушителен, как для Windows, но, тем не менее, он не мал, во всяком случае, все основные необходимые приложения для работы и развлечений там имеются, более того, сама концепция создания ПО от Аpple подразумевает, что для решения одной задачи достаточно всего одной программы, главное, чтобы она хорошо работала. То есть для прослушивания музыки не нужно 10 медиаплееров, а нужен один iTunes, а для веб-сёрфинга нужен только один браузер, и пусть это будет Safari. Разработчики интерфейса Mac OS считают, что так будет удобнее пользователям, которые не будут путаться в бесчисленном множестве вариантов, а сам компьютер не станет превращаться в свалку сомнительных программ, угрожающих работоспособности всей системы. И хотя сейчас компания не так строго следует этому правилу, сам принцип такого подхода к ПО сохранился. Поэтому большинство программ, использующихся на "Маках", достаточно надежны и имеют дружественный пользователю интерфейс.

Вопросы

Назначение операционной системы (ОС) Что такое интерфейс, виды интерфейсов. Для чего нужна справочная система? Что такое многозадачность? Какая ОС наиболее распространена в России? Перечислите названия ОС в хронологическом порядке ОС – Mac OS перечислите преимущества и недостатки ОС - Linux. перечислите преимущества и недостатки.