Назначение и состав операционной системы компьютера. Загрузка компьютера

Базовые понятия

Операционная система — важнейшая часть системного программного обеспечения, которая организует процесс выполнения задач на ЭВМ, распределяя для этого ресурсы машины, управляя работой всех ее устройств и взаимодействием с пользователем.

Ресурсы компьютера: процессорное время, память всех видов, устройства ввода/вывода, программы и данные.

Hardware (компьютерное оборудование) и software (программное обеспечение).

 

Функции операционной системы.

Обязательно изложить

Операционная система организует совместную работу компьютерного оборудования и прикладного программного обеспечения и служит своеобразным программным расширением управляющего устройства компьютера.

Зачем нужен еще один дополнительный программный слой По нескольким причинам. Во-первых, не­возможно заложить в компьютер информацию обо всех устройствах, которые к нему могут быть подсоединены. Загружаемая (а следовательно, изменяемая) программная часть, обеспечивающая работу компьютерной аппаратуры, решает данную проблему. Во-вторых, наличие операционной системы очень существенно облегчает разработку нового прикладного ПО, поскольку все наиболее часто встречающиеся при работе с компьютерным оборудованием функции сконцентрированы в ОС и о них уже не надо заботиться. В-третьих, пользователь получает стандартный интерфейс для диалога с ПО, что существенно облегчает освоение новых программ.

ОС современного компьютера выполняет следующие функции.

• Организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере. Планирование работ, распределение ресурсов.

• Организация обмена с внешними устройствами. Хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок.

• Запуск и контроль прохождения задач пользователя.

• Реакция на ошибки и аварийные ситуации. Контроль за нормальным функционированием оборудования.

• Обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам (программам, драйверам, информации о конфигурации и т.п.).

• Обеспечение общения с пользователем.

• Сохранение конфиденциальности информации в многопользовательских системах.

Значительная часть операционной системы загружена в память постоянно. Программы для некоторых редко используемых операций типа форматирования дискет чаще всего оформляются в виде самостоятельных служебных программ и хранятся на внешних носителях. Такие программы часто называют утилитами. Кроме того, в ОС, как правило, включают небольшой стандартный набор самого необходимого программного обеспечения, например, простейший текстовый редактор.

Процесс загрузки ОС в заметно упрощенном виде выглядит так. При включении компьютера стартует выполнение программы начальной загрузки, находящейся в ПЗУ. Сначала ищется и тестируется установленное оборудование. Если все устройства функционируют нормально, информация о них запоминается и происходит переход к поиску начального загрузчика операционной системы. Он может находиться на жестком диске, на дискете, на CD-ROM и даже быть получен с помощью сетевой платы. Поэтому компьютер опрашивает перечисленные устройства по очереди до тех пор, пока не обнаружит требуемую информацию. Загрузчик представляет собой не что иное, как программу дальнейшей загрузки. Он загружает в ОЗУ остальную часть операционной системы, и машина сможет, наконец, нормально общаться с пользователем.

Современные компьютеры в основном используют внешние устройства Plug and Play (переводится "включил и работай"), поэтому они способны в процессе загрузки' сообщить процессору свои основные харак­теристики и условия работы.

 

Желательно изложить

Первые операционные системы (СР/М, MS-DOS, Unix) вели диалог с пользователем на экране текстового дисплея: человек вводил очередную команду, а компьютер, проверив ее, либо выполнял, либо отвергал по причине ошибки. Такие системы в литературе принято называть ОС с командной строкой.

Развитие графических возможностей дисплеев привело к появлению графического интерфейса, когда объекты манипуляций в ОС изображаются в виде небольших рисунков, а необходимые действия тем или иным образом выбираются либо из меню, либо с помощью манипулятора "мышь". Примерами операционных систем с графическим интерфейсом служат MacOS (для компьютеров Macintosh), OS/2 и Windows.

Для "классических" ОС с командной строкой довольно четко выделяются три основные части:

• машинно-зависимая часть для работы с конкретными видами оборудования;

• базовая часть, 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 работы ОС;

• программа ведения диалога с пользователем.

Состав операционных систем с графическим интерфейсом типа Windows заметно шире, но в целом имеет похожее строение.

Порядок опроса устройств при поиске начального загрузчика ОС может быть легко изменен с помощью коррекции сведений о конфигурации компьютерного оборудования (BIOS setup).

 

Примечание для учителей

По сравнению с билетом для 9-го класса в тексте вопроса нет прямого упоминания о типе интерфейса. Именно поэтому нам пришлось перенести достаточно важный материал об ОС с командной строкой и с графическим интерфейсом в необязательный раздел. Кстати, очень забавно, когда формулировка билета в одиннадцатом классе меньше, чем в девятом...

 

Примечание для учеников

Лучше не механически заучивать перечисленные для изложения факты, а постараться разобраться в них и привести для себя в какую-то определенную систему. Может быть, постараться дать каждому из них короткое легко понятное вам название и запоминать уже эти названия. В любом случае не забывайте, что в ответе на экзамене ценится не дословность воспроизведения материала, а умение им пользоваться, т.е. объяснять и отвечать на вопросы.