Реферат: Программное обеспечение

Операционные системы характеризуются признаками:

количество пользователей, одновременно обслуживаемых системой (однопользовательские и многопользовательские);

число одновременно выполняемых процессов (однозадачные и многозадачные);

тип используемой вычислительной системы (однопроцессорные, многопроцессорные, сетевые, распределённые).

Пример

Операционная система Windows98 является многозадачной, ОС Linux – многопользовательской, MS-DOS однозадачной и, следовательно, однопользовательской. Операционные системы WindowsNT и Linux могут поддерживать многопроцессорные ЭВМ с 16 процессорами. Операционная система NovellNetWare является сетевой, однако, встроенные сетевые средства имеют также WindowsNT и Linux.

Пользовательский и программный интерфейсы

Для упрощения доступа к ресурсам ЭВМ операционные системы поддерживают пользовательский и программный интерфейсы.

Пользовательский интерфейс [userinterface] – это набор команд и сервисных услуг, которые упрощают пользователю работу с ЭВМ.

???. 3. ?????????? ???????????? ???????.

Источник [2].

Программный интерфейс [programinterface] – это набор процедур, которые упрощают для программиста управление ЭВМ.

Пример

Операционная система Windows98 предоставляет пользователю графический интерфейс, который представляет собой (с точки зрения пользователя) набор правил для наглядного управления ЭВМ. Кроме графического интерфейса пользователю предоставляется также командный интерфейс, то есть набор команд определённого формата. Для этого в системном меню имеется пункт «Выполнить». Например, чтобы скопировать файл на дискету, нужно набрать:

copy file a:\.

Основной упор в Windows98 сделан на графическом интерфейсе. В операционной системе Linux также имеются две возможности для управления ЭВМ, но, как правило, предпочтение отдаётся командам.

Наборсистемныхфункцийв Windows98 носитназвание API (Application Programming Interface). В этом наборе имеются более тысячи процедур для решения разных системных задач. Например, если в программе на языке Си написать

MessageBox (wnd, “Форматирование винчестера, вы уверены?”,” ”, MB_OK);

то, дойдя до этого места, программа высветит небольшое окно с данным сообщением и кнопкой ОК и будет ожидать нажатия этой кнопки.

Процессорное время и организация памяти

Для организации многозадачного режима операционная система должна некоторым образом распределять время работы процессора между одновременно работающими программами. Обычно используется так называемый вытесняющий режим многозадачной работы. При вытесняющем режиме каждая программа непрерывно работает в течение строго определённого промежутка времени кванта времени, по истечении которого процессор переключается на другую программу. Так как квант времени очень небольшой, то при достаточной производительности процессора создаётся иллюзия одновременной работы всех программ.

Одной из главных задач операционной системы является управление памятью. Когда основной памяти не хватает, все данные, которые не используются в данный момент, записываются в особый файл подкачки. Память, представленная файлом подкачки, называется внешней страничной памятью [external page storage]. Совокупность основной и внешней страничной памяти называется виртуальной памятью [virtualmemory]. Однако для программиста виртуальная память выглядит как единое целое, то есть рассматривается как неупорядоченный набор байтов. В этом случае говорят, что используется линейная адресация памяти.

Пример

Операционные системы Windows98 и Linux используют линейную адресацию виртуальной памяти. В операционной системе MS-DOSиспользовалась нелинейная адресация основной памяти. Основная память имела сложную структуру, которую приходилось учитывать при программировании. Файлы подкачки системой MS-DOS не поддерживались.

Структура операционной системы

Современные операционные системы, как правило, имеют многоуровневое строение (см. рис. 3.4).

Непосредственно с аппаратурой работает ядро операционной системы. Ядро [kernel] – это программа или совокупность связанных программ, которые используют аппаратные особенности ЭВМ. Таким образом, ядро является машинно-зависимой частью операционной системы.

???. 4. ?????? ???????????? ??????? Linux.

Ядро определяет программный интерфейс. На втором уровне находятся стандартные программы операционной системы и оболочка, которые работают с ядром и предоставляют пользовательский интерфейс. Программы второго уровня стараются делать машинно-независимыми. В идеале замена ядра равнозначна замене версии операционной системы.

Файловая система

Любые данные хранятся во внешней памяти ЭВМ в виде файлов. Файлами нужно управлять: создавать, удалять, копировать, изменять и др. Такие средства пользователю в виде пользовательского и программного интерфейсов предоставляет операционная система. Способ организации файлов и управления ими называется файловой системой [filesystem]. Файловая система определяет, например, какие символы могут использоваться для имени файла, каков максимальный размер файла, каково имя корневого каталога и др. Способ организации файлов влияет на скорость доступа к нужному файлу, на безопасность хранения файлов и др.

Одна и та же операционная система может работать одновременно с несколькими файловыми системами. Как правило, функции файловой системы реализуются средствами ядра операционной системы.

Пример

Для ПЭВМ используется несколько видов файловых систем:

FAT16 [File Allocation Table] – используетсявОС Windows95, OS\2, MS-DOS;

FAT32 и VFAT [Virtual FAT] – используетсявОС Windows95;

NTFS [NT File System]– используетсявОС Windows NT;

HPFS [High Performance File System]– используетсявОС OS\2;