Основной состав операционных систем

В настоящее время используется много типов различных операционных систем для ЭВМ различных видов, однако в их структуре существуют общие принципы.

1. В составе всех операционных систем можно выделить некоторую часть, которая является основой всей системы (исполняющей частью) и называется ядром. В состав ядра входят наиболее часто используемые модули, такие как модуль управления процессами и системой прерываний, средства по распределению оперативной памяти и процессора. Программы, входящие в состав ядра, при загрузке ОС помещаются в оперативную память, где они там постоянно находятся и используются ПК (резидентные программы). Неотъемлемой частью ОС является командный процессор– программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд пользователя.

2. Системный загрузчик BOOT RECORD (модуль начальной загрузки) всегда размещается на диске в нулевом секторе и занимает объем 512 байт. Основное назначение этой небольшой программы состоит в поиске и перезаписи (загрузке) с диска в оперативную память основных модулей ОС.

3. Программы-драйверы

Драйвер устройства — программа, однозначно определяющая спецификацию устройства.

Драйвер устройства — программа операционной системы для управления работой внутренними и внешними устройствами: материнской платой, дисководами, видеокартой, монитором, клавиату­рой, принтером, манипулятором "мышь" и пр. Если быть точными, драйвер устройства должен учитывать специфику работы контроллера устройства, все тонкости его функционирования. Поэтому каждому устройству должен соответствовать свой драйвер, который должен быть доступен для операционной системы.

Функции драйвера устройства состоят в следующем:

- прием и обработка запроса (управляющего сигнала), который поступает к данному устройству;

- преобразование запроса о необходимости связи с этим устройством в серию команд управления им, с учетом всех деталей конструкции и особенностей его работы;

- обработка сигнала прерывания, который поступает от соответствующего этому драй­веру периферийного устройства.

Пример: После нажатия клавиши на клавиатуре соответствующий драйвер вы­полняет обработку сигнала, проверяет, нажималась ли управляющая клавиша, управ­ляет обработкой при смене регистров клавиатуры. Причем обращаем ваше внимание, что подобные операции являются стандартными для любой программы и никакого отношения к сути решаемой задачи не имеют. Драйверы выполняют только стандартные функции управления вводом-выводом.

Драйверами также считаются программы, обеспечивающие управление расширенной памятью, а также создание и обслуживание виртуальных устройств, например электронного диска — имитации диска в оперативной памяти.

Для того, чтобы драйвер был доступен ОС, необходимо либо его установить, либо, чтобы он входил в состав ОС.

Драйверы могут быть либо стандартными, либо устанавливаемыми.

Стандартные (внутренние) драйверы — это программы, которые на­ходятся внутри BIOS и служат для управления внешними и внутренними устройствами, входящими в стандартный комплект поставки персонального ком­пьютера: монитора, клавиатуры и т. д. Эти драйверы подключаются к системе автоматически после перехода компьюте­ра в нормальное рабочее состояние. Также стандартными являются драйверы, входящие в состав ОС.

Устанавливаемые (внешние,) драйверы — это про­граммы, хранящиеся на диске и предназначенные для управления устройствами, которые отличаются от стандартных либо по своим техническим параметрам, либо осо­быми режимами эксплуатации. Диск с драйвером (или драйверами) поставляется с устройством.

4. К ОС относится набор утилит – обычно небольших программ, обслуживающих различные устройства ПК и программные компоненты.

5. Модуль пользовательского интерфейса – файл или программа-оболочка, посредством которой происходит диалог пользователя с операционной системой.

 

Структурно операционная система представляет собой совокупность программ, управляющих ходом работы вычислительной машины, идентифицирующих прикладные программы и данные и осуществляющих связь между машиной и человеком.

 

1.2.2 Классификация операционных систем.

Операционная система предназначена для управления выполнением пользовательских программ, планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ. В секторе программного обеспечения и операционных систем ведущее положение за­нимают фирмы IBM, Microsoft, UNISYS, Novell. Доход от продаж операционных систем в среднем превышает 20 млрд. дол. в год. Рассмотрим наиболее распространенные типы операционных систем.

1. по количеству пользователей, одновременно обслуживаемых системой

§ однопользовательские

§ многопользовательские

2. по числу процессов, одновременно выполняемых под управлением ОС

§ однозадачные

§ многозадачные

3. по типу доступа пользователя к ЭВМ

§ с пакетной обработкой

§ разделения времени

§ реального времени

4. по типу СВТ

§ однопроцессорные

§ многопроцессорные

§ сетевые

§ распределенные

1-2. Так, первые операционные системы были однопользователь­скими и однозадачными. Эффективность использования ресурсов компьютера в этом случае оказывалось невысокой из-за простоев всех, кроме одного работающе­го периферийного устройства компьютера. Например, при вводе данных простаивал центральный процессор, устройства вывода и внешние запоминающие устройства.

По мере роста возможностей программного обеспечения, и его требований к производительности и ресурсам компьютера (изменения в соотношении стоимости устройств компьютера) положение стало нетерпимым, что привело к появлению многозадачных ОС, остававшихся однопользовательскими.

Такие ОС обеспечивают постановку заданий в очередь на выполнение, параллельноевыполнение заданий, разделение ресурсов ПК между выполняющимися заданиями. Например, одно задание может выполнять ввод данных, другое – выполняться центральным процессором, третье – выводить данные, четвертое – стоять в очереди. Важнейшее техническое решение, обусловившее такие возможности,- появление у внешних устройств собственных процессоров (контроллеров). Функция разделения ресурсов присуща только многозадачным ОС.

При многозадачном режиме:

§ в оперативной памяти находится несколько заданий пользователей;

§ время работы процессора разделяется между программами, находящимися в оперативной памяти и готовыми к обслуживанию процессором;

§ параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.

ОС может принудительно распределять сис­темные ресурсы среди выполняющихся программ. Это значит, что ОС перехо­дит к выполнению другой программы, не дожидаясь, пока текущая программа вернет управление системе. Это имеет большое значение для обеспечения ком­фортной работы пользователя в том случае, если вы, например, хотите продол­жать работать с текстовым редактором, в то время как компьютер форматирует дискету.

 

3. ОС с пакетной обработкой, когда из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет, который предъявляется ресурсам ПК.

Наиболее совершенны и сложны многопользовательские многозадачные опера­ционные системы, которые предусматривают одновременное выполнение многих заданий многих пользователей, обеспечивают разделение ресурсов компьютера в соответствии с приоритетами пользователей и защиту данных каждого пользователя от несанкционированного доступа. В этом случае операционная система работа­ет в режиме разделения времени, т е обслуживает многих пользователей, работающих каждый со своего терминала. Суть режима разделения времени состоит в следующем Каждой программе, находящейся в опер. памяти и готовой к исполнению, выделяется для исполне­ния фиксированный, задаваемый в соответствии с приоритетом пользователя интервал времени.

Одной из разновидностей режима разделения времени является фоновый режим, когда программа с более низкимприоритетом работает на фоне программы с более высоким приоритетом. Соответственно выполнение задач программы, работающей в фоновом режиме, медленнее, чем задач программы с более высоким приоритетом.

Помимо рассмотренных режимов организации вычислительного процесса, сегодня используется схема, при которой ЭВМ управляет некоторым внешним процессом, обрабатывая данные и информацию, непосредственно посту­пающую от объекта управления. Поскольку определяющим фактором являются реально поступающие от объекта управления данные, такой режим называют режимом реального времени, а его организация возлагается на операционную систему. Работа в фоновом режиме реального времени аналогична работе секретаря руководителя Секретарь занимается текущими делами до тех пор, пока начальник не дал срочное поручение

ОС не могут предоставлять пользователям возможности, которые не поддерживают ресурсы ПК.

Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:

§ OS/2 во всех модификациях (IBM);

§ Windows NT во всех модификациях (Microsoft);

§ Unix во всех модификациях;

§ Next Step 3.2 (Next);

§ SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);

§ Solaris 2.1 (SunSoft) — x86;

§ UnixWare Personal Edition 1.0 (Novell).

Операционная система MS DOS (фирма Microsoft) появилась в 1981 г. Начиная с 1996 г. MS DOS распространяется в виде Windows 95 — 32-разрядной многозадачной и многопоточной опе­рационной системы с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможнос­тями. Сегодня популярной операционной системой для пользователей ПК считается Windows XP, разработанная на основе технологии NT. Эта операционная система является 32-разрядной многозадачной, многопользовательской, работающая в режиме реального времени; а также возможны вариации: сетевая или рабочая станция (например, Windows 2000 Server и Windows 2000 Personal), однопроцессорная или многопроцессорная.

Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьюте­ров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадежная операционная система, обеспе­чивающая как текстовый, так и графический интерфейс пользователя. OS/2 обеспечивает:

§ поддержку графического интерфейса пользователя;

§ одновременную обработку нескольких приложений;

§ многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;

§ 32-разрядную обработку данных;

§ сжатие данных при записи на магнитные диски;

§ защиту памяти.

Важной особенностью операционной системы OS/2 является высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance File System), имеющая преимущества для серве­ров баз данных, поддержка мультипроцессорной обработки — до 16 процессоров типа INTEL и PowerPC.

Перспективной является многопользовательская и многозадачная операционная система Unix, созданная корпорацией Bell Laboratory. Данная операционная система реализует принцип открытых систем и широкие возможности по комплексированию в со­ставе одной вычислительной системы разнородных технических и программных средств.

Unix обладает наиболее важными качествами, такими, как:

§ переносимость прикладных программ с одного компьютера на другой;

§ поддержка распределенной обработки данных в сети ЭВМ;

§ сочетаемость с процессорами RISC.

Unix получила распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и професси­ональных персональных компьютеров, имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами.

Наиболее традиционное сравнение ОС осуществляется по следующим характеристи­кам процесса обработки информации:

1) управление памятью (максимальный объем адресуемого пространства, типы памяти, технические показатели использования памяти);

2) функциональные возможности вспомогательных программ (утилит) в составе опера­ционной системы:

- наличие компрессии диска;

- возможность архивирования файлов;

3) поддержка многозадачного режима работы;

4) поддержка сетевого программного обеспечения;

5) наличие качественной документации;

6) условия и сложность процесса инсталляции.

Сетевые операционные системы — комплекс программ, обеспечиваю­щий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользовате­лям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы ynpai 'ения сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые опе­рационные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вы­числительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциа­ции локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows 2003/2007 Server.

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие воз­можностей связи пользователей, возможности администрирования.

Операционная система Windows 2003/2007 Server является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети.

 

1.2.3 Загрузка компьютера

После включения питания компьютера или перезапуска нажатием кнопки Reset на системном блоке компьютера или одновременного нажатия комбинации клавиш {Ctrl+Alt+Del} процессор начинает выполнение программы самотестирования компьютера POST (Power-ON Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств 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.

Программа самотестирования компьютера POST является компонентом ROM BIOS (Read Only Memory Basic Input/Output System) – базовая система ввода/вывода, которая храниться во внутренней постоянной памяти компьютера (её объем 64 Кб). Физически постоянная память компьютера представляет собой микросхему на материнской плате, которая при выключенном компьютере питается от батареи.

BIOS выполняет три функции:

§ При помощи тестовой программы проверки системы POST (Power On Self Test-Самотестирование после включения питания) осуществляет проверку аппаратных компонентов системы.

§ Содержит системную утилиту CMOS Setup для установки параметров BIOS и аппаратной конфигурации ПК. Для её загрузки в начале самотестирования необходимо нажать клавишу {Delete}

§ Предоставляет ОС аппаратные драйверы и осуществляет сопряжение между материнской платой и стандартными внешними устройствами ПК

 

Порядок загрузки компьютера состоит из двух этапов:

1. Проверка компьютерной системы

2. Загрузка ОС

 

Порядок загрузки ОС

1. После проведенного тестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, проводит поиск загрузчика ОС. Происходит поочередное обращение к имеющимся в компьютере носителям (дискам). Порядок обращения указан в CMOS Setup и может быть изменен пользователем. Как только загрузочный диск найден, программа-загрузчик ОС загружается в оперативную память и ищет файлы ОС и загружает их в оперативную память.

Диск, в нулевом секторе которого присутствует загрузочная запись, называется загрузочным.

Диск, на котором находятся файлы операционной системы и с которого производится её загрузка, называется системным.

2. Загрузка ядра ОС

3. Загрузка драйверов

4. Загрузка интерфейса пользователя

После окончания загрузки ОС управление передается командному процессору. На экране появляется приглашение операционной системы. Его вид зависит от типа ОС, а вид экрана может зависеть от программ автозагрузки.

ОС готова управлять происходящими процессами.

 

Контрольные вопросы

1. Каковы функции операционной системы?

2. Какую функцию выполняет системный загрузчик в составе операционной системы?

3. Как вы считаете, BIOS входит в состав ОС?

4. Можно ли назвать тождественными понятия «загрузочный диск» и «системный диск»? Обоснуйте свой ответ.

5. Характеризуйте ОС Windows XP по количеству пользователей, по числу задач, одновременно выполняемых ОС, по типу СВТ.

1.3. Файловая организация данных на диске

1.3.1 Логическая структура диска

Хотя операционная система считывает и записывает на диск отдельные секторы, про­странство под файлы отводится в кластерах, которые состоят из одного или более секторов. Каким бы маленьким ни был файл, он всегда занимает на диске по крайней мере один кластер: файл длиной в 1 байт занимает 1 кластер, файл в 511 байт на дискете также занимает один кластер. На рис. 1 показан файл1 размером 1025 байт и кластеры, каждый из которых имеет величину 1024 байта, или 2 сектора (1 сектор диска=512 байт). Данные файла1 занимают весь первый кластер и только один байт второго, остальная же часть второго кластера ничем не заполнена, однако недоступна для других файлов (эта незанятая область по-анг­лийски называется slack). В следующем доступном кластере могут размещаться данные другого файла. Если первый файл увеличится в длине, он займет большую часть второго кластера. Если под данные этого файла не хватит второго кластера, файл будет продолжен в сле­дующем доступном кластере.

На рис.1 файл размером 1025 байт на 1 байт больше, чем величина кластера, поэтому для его размещения на диске необходимы два кластера.

Число секторов в кластере зависит от типа диска и операционной системы: на дискете 1,44 Мбайт каждый кластер занимает один сектор и равен 512 байт. Жесткие диски имеют по 4, 8 и т. д. или 128 секторов на кластер (макс. объем 1 кластера=64 Кбайта).

 

Рис.1 Организация файлов на диске.

Операционная система идентифицирует кластеры, нумеруя их последовательно, на­чиная с первого, помеченного как кластер с номером 2. Нумерация кластеров начинается в области данных диска, поэтому первый кластер на диске (кластер 2) фактически есть первый кластер в области данных диска. Вам будет легче это понять, если вы примете во внимание, что в отличие от дорожек и секторов кластеры физически не размечены на диске. Операционной системе просто удобно рассматривать группы собранных вместе секторов как кластеры.

Кластеры являются логическими объектами, в то время как дорожки и секторы - физические объекты.

Помните, что при ссылке на абсолютный сектор учитывается его физическое положение на диске. Поскольку на диске не записаны номера кластеров, не существует понятия «абсолютный кластер».

Эффективность использования дискового пространства зависит, в частности, и от соотношения величины кластера и характерного размера ваших файлов. Необходимо учитывать, что при работе даже с малень­ким файлом операционная система использует целый кластер, который может включать много пустых секторов.

Изменение числа секторов на кластер (этот процесс в данной книге не рассматривается) должно производиться только после того, как вы вы­полнили архивацию жесткого диска.

Системная область

Когда вы форматируете диск, операционная система всегда резервирует самую дальнюю от центра дорожку для своих целей. Эта часть диска называется системной областью и включает в себя загрузочную запись, таблицу размещения файлов (file allocation table, или FAT) и корневой каталог. Остальная часть диска называется областью данных и используется для размещения данных и программ. Область данных гораздо больше системной области. На 40 Мбайт жестком диске системная область занимает менее 0,1% от всего пространства.

Вы можете ссылаться на секторы в системной области, используя нумерацию или понятие абсолютного сектора. Однако вы не можете ссылаться на кластеры в системной области, так как они нумеруются начиная с области данных.

Загрузочная запись

Загрузочная запись, имеющаяся на всех форматированных дисках, вклю­чает в себя блок параметров BIOS. В нем содержится информация о физических характеристиках диска, необходимая драйверам устройств.

В загрузочную запись также входит программа начальной загрузки, которая используется для пуска компьютера после системного сброса или включения питания.

Затем программа начальной за­грузки, расположенная в ПЗУ, загружает в память компьютера содер­жимое сектора начальной загрузки.

Загрузочная запись занимает на диске один сектор и включает в себя ВРВ: программу начальной загрузки и оставшуюся неиспользованной часть сек­тора.

Программа начальной загрузки проверяет наличие на диске систем­ных файлов. Если системные файлы не найдены, компьютер выдает на дисплей сообщение об ошибке.

Таблица разделов

Таблица разделов, присутствующая на любом жестком диске, делит его на области (называемые разделами), воспринимаемые ОС как от­дельные диски. С помощью таблицы разделов резервируется простран­ство для различных операционных систем, которые вы можете уста­новить и использовать затем для создания собственных разделов. Например, Windows и UNIX могут быть запущены на одном компьютере. Жесткий диск может содержать до четырех первичных разделов, но только один из них может быть активным в каждый момент времени.

Таблица разделов начинается с главной загрузочной записи, которая содержит сведения о том, какой из разделов является активным и ис­пользуется при загрузке системы. В главной загрузочной записи хранит­ся также информация о расположении загрузочных записей как опера­ционной системы активного раздела, так и всех остальных опера­ционных систем, установленных на диске. При запуске компьютер использует эту информацию для загрузки операционной системы, соот­ветствующей активному разделу. Если на жестком диске нет других операционных систем кроме Windows, вы можете сделать так, чтобы раздел Windows занимал весь диск.

Дискеты не имеют таблицы разделов и не могут быть поделены между несколькими операционными системами.

Рис.2 Таблица размещения файлов

Таблица размещения файлов

Следующую часть системной области диска занимает таблица размеще­ния файлов, которая также создается при форматировании диска. ОС использует файловую таблицу для хранения информации, необходимой для доступа к файлам, записанным на диске. Файловая таблица FAT настолько важна, что ОС обычно создает две ее копии. FAT можно представить как таблицу, состоящую из двух колонок: в первой размещен последовательный список кластеров из области данных диска, а во второй -список чисел, дающих специальную информацию о каждом кластере. Если кластер используется для хранения данных некоторого файла, во второй колонке содержится номер следующего кластера этого файла.

Помните, что данные, принадлежащие файлу, не обязательно хранятся в последовательных кластерах. В противном случае строка второй колонки может содержать одну из следующих записей:

На рис.2 показано, как записи в FAT объединяются в логические цепочки. Файл А начинается в кластере 2, затем перескакивает на кластер 8. Следующий использованный этим файлом кластер-11. За ним следует кластер 12, где, согласно FAT, файл кончается. Файл А расщеплен на 4 кластера, два из которых отделены друг от друга. Это называется фрагментацией.

Windows NT поддерживает несколько файловых систем, самые важные из которых — NTFS (NT File Sysytem — файловая система Windows NT) и FAT (File Allocation Table — таблица размещения файлов). Первая была разработана специально для NT. Вто­рая является старой файловой системой для MS-DOS, которая также использует­ся в Windows 95/98 (хотя и с длинными именами файлов). FAT-32 начала использоваться с NT 5.0. Она поддерживалась и в более поздних версиях Windows 95 и Windows 98.

В файловой системе NTFS длина имени файла может быть до 255 символов. Име­на файлов написаны в коде Unicode, благодаря чему люди в разных странах, где не используется латинский алфавит, могут писать имена файлов на их родном языке. В файловой системе NT заглавные и строчные буквы в именах файлов считаются разными (то есть foo отличается от FOO).

Корневой каталог

В следующих за FAT секторах размещен корневой каталог, который является третьей частью системной области на форматированном диске. Величина этой области не может быть изменена, но она пропорциональна общему объему диска. Например, на дискете емкостью 360 Кбайт корневой каталог может содержать до 112 записей, тогда как на жестком диске-512 либо 1024 в зависимости от типа диска.

Если диск системный, первые два файла в корневом каталоге со­держат интерфейсную программу BIOS. Программа на­чальной загрузки использует эти файлы, когда она загружает опера­ционную систему в память и передает ей управление.

Каждая запись в каталоге имеет длину 32 байта и может содержать информацию о файле или подкаталоге. Запись имеет следующий формат:

Имя файла представляет собой запись длиной в 259 байт, разделенную на 8 или 255 байтовое основное имя и 3-байтовое расширение, которое отделено от основного имени точкой. Точка не хранится в отдельном байте, но, вводя имя файла с клавиатуры и желая присвоить ему расширение, вы должны поставить точку перед 257 символом.

Байт атрибутов может иметь один или несколько установленных одновременно битов атрибутов, например, системный файл может быть также и скрытым. Атрибут будет установлен, если в соответствующем ему бите записана единица. Если в байте атрибутов все биты установ­лены в нуль, то это соответствует обычному файлу с программой или данными, который можно модифицировать или уничтожить. Могут быть установлены следующие атрибуты:

§ Файлы «только для чтения» можно использовать, но нельзя изменить их содержимое.

§ Скрытые файлы не выводятся в листинги каталогов

§ Системные файлы предназначены только для чтения.

§ Архивные файлы хранятся в сжатом виде.

§ Метка тома -это короткая запись, используемая для идентификации диска. Метка может включать до 11 символов. В записи каталога метка выглядит как файл, не имеющий длины.

§ Имя подкаталога имеет тот же формат, что и имя файла.

§ Бит архивации используется при архивации данных.

Подкаталоги

Корневой каталог имеет фиксированный размер и точно установленное место на диске. В отличие от него подкаталоги могут быть любой величины и размещаться где угодно в области данных диска. Вы не можете уничтожить корневой каталог, но подкаталог можно создать, уничтожить и переименовать, а также изменить его размер. Подката­логи обычно называют просто каталогами или директориями.

 

1.3.2 Файловая структура диска

Остальная часть раздела (или другие разделы жесткого диска) представляет собой область данных, в которой хранятся файлы и подкаталоги. Это наибольшая часть диска, где хранятся все ваши программы, включая электронные таблицы, тексто­вые процессоры, компиляторы языков программирования и файлы данных.

Файлы

Один из способов организации виртуального ввода-вывода — использование абстракции под названием файл. Файл – это поименованная последовательность байтов, записанных на носитель с помощью устройства ввода-вывода. Если устройство ввода-вывода является устройством хранения информации (например, диск), то файл можно считать обратно. Если устройство не является устройством хранения информации (напри­мер, это принтер), то файл оттуда считать нельзя. На диске может храниться много файлов, в каждом из которых содержатся данные определенного типа, на­пример картинка, крупноформатная таблица или текст. Файлы имеют разную длину и обладают разными свойствами. Эта абстракция позволяет легко органи­зовать виртуальный ввод-вывод.

Для операционной системы файл является просто последовательностью бай­тов, как описано выше. Ввод-вывод файла осуществляется с помощью сис­темных вызовов для открытия, чтения, записи и закрытия файлов. Перед тем как считывать файл, его нужно открыть.

Характеристики файла

1. Все файлы можно классифицировать:

§ файлы-данные;

§ файлы-программы;

§ файлы-документы

2. Имя файла состоит из имени собственного и расширения.

Правила записи и длина имени собственного варьирует в зависимости от типа ОС.

Для MS - DOS: длина – до 8 символов; символы – буквы латинского алфавита, цифры, знак подчеркивания.

Для Windows:длина – до 255 символов; символы – любые из таблицы кодов ASCI, кроме точки.

3. Имя собственное отделяется от расширения точкой.

Длина расширения может составлять 3 символа латинского алфавита или цифры.

Расширение определяет тип и формат файла. Тип файла указывает на его принадлежность к какой-либо группе. Например, текстовые файлы, графические, исполняемые и др. Формат файла определяет форму хранения содержимого файла на диске.

Пример1, файл с расширением.doc – текстовый файл, для его хранения использован алгоритм сжатия; файл с расширением.jpg – растровый файл, в котором хранится растровое изображения в сжатой форме.

Расширение файлу присваивается, чаще всего, автоматически при его создании в приложении.

Пример 2: file.txt – текстовый файл, хранит неформатированный текст;

Курсовая работа.cdr – векторный файл, хранит векторные параметры.

 

Иерархия данных на диске

1. Для обращения к диску или корневому каталогу диска необходимо указать его имя. Имена дисков стандартны.

§ Накопитель на гибком магнитном диске - А:

§ Накопитель на жестком магнитном диске - С:, остальные логические диски именуются в соответствии с последовательностью латинского алфавита

§ Приводы CD, CD-RW, DVD, DVD-RW - следующая латинская буква после последнего имени жесткого диска

2. Каталог

§ Корневой каталог(папка) – список всех каталогов и файлов на диске (имеет имя диска)

Каталог – это файл, содержащий информацию обо всех файлах и подкаталогах, включенных в него.

§ Вложенные каталоги (подкаталоги)

Корневойè1 уровеньè2 уровеньè3 уровеньè…

§ Для определения местоположения файла или каталога в иерархической структуре диска необходимо указать путь к файлу или каталогу.

Путь – имя корневого каталога (диска) и последовательность вложенных каталогов, разделенных между собой «\»

Пример 1. На рис.3 изображена иерархическая структура диска С:, в которой ясно видны каталоги разного уровня и вложенные каталоги.

Корневой каталог – С:\

Каталоги 1 уровня вложенности - Program Files, Мои документы, Игры

Каталоги 2 уровня вложенности – Adobe, Office, Мои рисунки, Моя музыка, Моя музыка, NFS5, Chess

Каталоги 3 уровня вложенности – Photoshop, Illustrator

Каталогами, вложенными в каталог Program Files (подкаталогами) являются Adobe, Office.

Пример 2. записать путь к файлу photoshop.exe

С:\ Program Files\ Adobe\ Photoshop

§ Полное имя файла состоит из пути к файлу и имени файла

Например: записать полное имя файла photoshop.exe

С:\ Program Files\ Adobe\ Photoshop\ photoshop.exe

 

Иерархическая файловая структура на диске может оказаться достаточно разветвленной и глубокой. Её глубина ограничивается типом носителя или операционной системы.

 Рис.3 Иерархическая файловая структура диска С:

 

Контрольные вопросы

1. Можно ли назвать тождественными понятия «сектор» и «кластер»? Обоснуйте свой ответ.

2. Можно ли назвать тождественными понятия «файл» и «каталог»? Обоснуйте свой ответ.

 

Задания для самоконтроля

@

1. Запишите каталоги, вложенные в каталог Мои документы (на рис.3)

2. Запишите полные имена файлов обои.bmp, track1.mp3, Chess.exe (на рис.3)

3. На диске D: в каталоге Diss находится каталог Win98, в котором находится файл setup.exe. Запишите полное имя файла setup.exe.

4. Сколько кластеров будет занимать файл размером 1540 байт, хранящийся на дискете 1,44 Мб

5. Сколько кластеров будет занимать файл размером 2548 байт, если размер кластера на диске равен 1024 байта.

 

1.4. Операционная система MS-DOS

1.4.1 Назначение, состав и загрузка MS-DOS

1. Одна из популярнейших дисковых ОС для IBM совместимых компьютеров. Выпущена компанией Microsoft в 1981 году. Широко применяется до сих пор как стартовая подсистема для WIN9X и как основная ОС для работы с компьютерами с минимальными ресурсами. Используется для устранения неполадок и установки ОС WIN9X.

Операционная система MS DOS хранится на внешнем носителе, обычно на жестком, реже на гибком диске. После включения компьютера в сеть начинается процесс перезаписи операционной системы MS DOS с диска в оперативную память. Этот процесс получил название загрузка операционной системы.