Практическая работа

История, назначение, функции и виды ОС

Операционная среда — это совокупность инструментов, методов их интеграции и приёмов работы с ними, позволяющая пользователю решать любые задачи в инструментальной области и большинство задач в прикладных областях.

Назначение операционной системы

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

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

Состав операционной системы

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

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

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

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

4. Графический интерфейс. Используется для упрощения работы пользователя.

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

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

Загрузка операционной системы

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

Самотестирование компьютера

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

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

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

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

Загрузка операционной системы

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

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

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

Процесс загрузки операционной системы

BIOS используется для управления POST (самопроверка при включении питания), процедурой, которая начинается от включения компьютера до запуска операционной системы. POST – это этап самодиагностики, используемый для проверки правильности работы оборудования

Главная загрузочная запись — код и данные, необходимые для последующей загрузки операционной системы и расположенные в первых физических секторах на жёстком диске или другом устройстве хранения информации.

Partition boot sector — это особый сектор на жёстком диске, дискете или другом дисковом устройстве хранения информации

Bootmgr (Windows Boot Manager) - Менеджер загрузки, используемый в операционных системах Microsoft Windows (Windows Vista/7/8/10).

Bootmgr появился в операционной системе Windows Vista и представляет собой дальнейшее (развитие) эволюционирование хорошо известного нам по предыдущим версиям Windows загрузчика NTLDR, который был переписан с учетом некоторых нововведений, в том числе обеспечения поддержки интерфейса EFI (Extensible Firmware Interface, Расширенный интерфейс прошивки). Загрузчик сохранил совместимость и со "старой", традиционной (legacy) схемой загрузки ОС, использующей последовательность BIOS - MBR - PBR (VBR) - BOOTMGR - winload.exe - ntoskrnl.exe - SMSS - Winlogon. В зависимости от метода загрузки системы и реализованной в BIOS версии спецификации UEFI, модуль менеджера загрузки может именоваться:

bootmgr.exe -- традиционный (legacy);

bootmgfw.efi -- UEFI;

bootmgr.efi -- UEFI;

bootx64.efi -- UEFI;

Ядро́ (англ. kernel) — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации.

В функции операционной системы входит:

— осуществление диалога с пользователем;

— ввод-вывод и управление данными;

— планирование и организация процесса обработки программ;

— распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

— запуск программ на выполнение;

— всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

— передача информации между различными внутренними устройствами;

— программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

— организация среды взаимодействия и обмена информацией между работающими программами.