Структура операционных систем

Операционная система должна обеспечить работу пользователя с информацией на внешних носителях (в том числе и прикладными программами) и работу с внешними и внутренними устройствами. Кроме того, ОС должна обеспечить удобный дружественный интерфейс. В соответствии с этими функциями структура любой ОС содержит следующие компоненты: файловую систему, драйверы устройств, интерпретатор действий пользователя (условное название). Ядро ОС – это управляющая часть ОС, постоянно находящаяся в оперативной памяти.

Файловая система

Любая информация, хранящаяся на внешних носителях: текстовая графическая, видео, аудио и т.д., представляет собой файлы, которые в совокупности образуют файловую систему. ОС обеспечивает работу с файловой системой в соответствии с некоторыми правилами.

Драйверы устройств

Драйверы устройств – это специальные программы, управляющие работой как внешних, так и внутренних устройств компьютера. Они бывают двух видов: стандартные и загружаемые.

Стандартные – управляют работой внешних устройств (клавиатуры, монитора, дисков и принтера), они в совокупности образуют базовую систему ввода-вывода.

Загружаемые – используются для расширения возможностей компьютера или управления стандартными внештатными устройствами (в отличие от того, как предусмотрено в базовом комплекте ПК).

Интерпретатор действий пользователя

Это условное название программных средств, обеспечивающих диалог пользователя с компьютером.

Для текстовых ОС с командной строкой существует один интерпретатор команд, который принимает и анализирует команды, введенные пользователем, и выполняет только корректные.

Для графических ОС с объектно-ориентированным интерфейсом существует условно целая система интерпретаторов, распознающих действия пользователя и выполняющих только корректные.

Файловая система

Файловая система предназначена для работы с информацией, хранящейся на внешних носителях. Файловая система включает в себя

¨ файлы,

¨ правила образования имен файлов и способов обращения к ним,

¨ структуру хранения файлов на диске (линейную или иерархическую, древовидную).

Определения

Файл – это именованная область памяти на внешнем носителе.

Характеристики файла – имя, тип, размер, дата и время создания.

Имя файла – это собственно имя файла, точка и расширение.

Правила образования имен включают структуру, размер имени, алфавит (кириллица или латиница), прописные или строчные буквы.

В различных ОС эти правила по некоторым параметрам различаются, например, в ОС MS DOS было принято соглашение 8.3 (имя. расширение) и только латиница (в последних версиях допускалась кириллица), прописные и строчные буквы не различаются. В ОС Windows имя файла допускается до 255 символов (кириллица или латиница), но некоторые служебные символы исключаются. В ОС UNIX различаются прописные и строчные буквы, допускается только латиница.

Для обеспечения удобного доступа к файлам используются более сложные структуры – каталоги (папки).

Каталог – это совокупность файлов на одном носителе. Под каталогом в файловой системе понимается, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из тематики, например, с другой стороны, каталог – это файл-база, содержащий системную информацию о группе составляющих его файлов (имя, тип, дата и время, размер и ссылка на место нахождения).

Существует два основных типа каталогов: корневой каталог и подкаталог (или каталог). Различаются они максимальным количеством хранящихся файлов. На каждом логическом диске в фиксированном месте располагается корневой каталог. Размеры корневых каталогов варьируются в зависимости от размера диска, но каждый конкретный корневой каталог имеет фиксированное максимальное число файлов. Длина корневого каталога фиксируется при создании логического диска и не может быть изменена в процессе работы. Все каталоги имеют одинаковую структуру.

Файловые системы обычно имеют иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет каталогов (точнее их свойства быть вложенными в каталоги верхнего уровня).

Маршрут (путь) – это спецификация файла, состоящая из имени диска и цепочки вложенных каталогов (начиная с корневого), разделенных символом \ (обратный слеш).

Маршрут – это префикс имени файла. Маршрут может быть полным, если он начинается с имени диска и неполным, если состоит из цепочки каталогов.

Полное имя файла – это префикс + имя файла.

Примеры: с:\папка1\папка2\файл1.тхт

кат\файл2.тхт

C:\GAMES\PRINCE\LEVELS является полным маршрутом к файлу IGRA.EXE.

C:\GAMES\PRINCE\LEVELS\IGRA.EXE — полным именем файла.

Обратите внимание, «С:\» является обозначением корневого каталога на диске С.

Существует две группы (вида) файлов: выполнимые и невыполнимые.

Выполнимые файлы предоставляют пользователю возможность работать в какой-то среде, или выполнять команды ОС. Имена выполнимых файлов (на примере MS DOS и MS WINDOWS) имеют расширения ‑ exe (программа), com (устаревшее расширение программы), bat (пакетный файл, содержащий набор команд ОС).

Невыполнимые файлы, как правило, являются порождением программ-приложений или их относят к разряду системных файлов. Имена невыполнимых файлов имеют расширения, которые им присваивают программы-приложения, породившие их, например doc, bmp, avi, xls. Эти расширения указывают на тип файла – текстовый, графический, видео, тип «электронная таблица». Системные файлы имеют расширения - sys, ini и другие.

Пример, Word.exe – это программа (тестовый процессор MS Word), Word.doc – это документ, созданный в тестовом процессоре MS Word (имя может быть любым).