38.Операционная система: структура, назначение

иосновные функции. Примеры ОС.

Операционная система (ОС) – комплекс программ системного уровня, предназначенный для функционирования всех устройств компьютера и поддержки работы его программ.

ОС выполняют следующие функции: обеспечивают выполнение программ (загружают в память, предоставляют процессор, обрабатывают системные вызовы); управляют оперативной памятью; управляют внешней памятью; управляют вводом-выводом; предоставляют пользовательский интерфейс; обеспечивают защиту от несанкционированного использования компьютера; обеспечивают сетевое взаимодействие.

В состав ОС входят подсистемы: управления процессами; управления памятью; управления файлами и внешними устройствами; защиты данных и администрирования; пользовательского интерфейса; ввода- вывода; файловая подсистема.

Примеры ОС: z/OS для мэйнфреймов; Microsoft Windows Server, IBM i для серверов; Windows, Linux для ПК и ноутбуков; Android. iOS для

смартфонов.

21

40. Файл, имя файла. Использование шаблона имен файлов.

Файл – это именованная область данных во внешней памяти компьютера, структура которой известна операционной системе. В файлах хранятся все программы и данные, используемые компьютером.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, изображение, текст и т.д.). Собственно имя дает файлу пользователь, а расширение чаще всего определяется программой, используемой для создания файла. Программы имеют расширения exe, com, app; текстовые файлы – txt, rtf, docx; графические файлы – bmp, gif, jpg, png, tif; Web-страницы – htm, html; звуковые файлы – wav, mp3, midi; видеофайлы – avi, mpeg; исходные коды программ – bas, pas, cpp.

В имени файла нельзя использовать специальные символы ? : . / \ > < |.

ОС может обращаться к более, чем одному файлу по имени с использованием специальных символов – шаблонов. Шаблон * обозначает любой символ или строку символов в имени файла. Шаблон ? обозначает ровно один символ. Имени *.txt удовлетворяет

текстовый файл с любым собственным именем. Имени ?.txt

23

удовлетворяет текстовый файл, собственное имя которого содержит

41. Назначение файловой системы. Структура

диска. Файлы и каталоги.

Файловая система – это система хранения и передачи информации в виде файлов. Основные компоненты файловой системы: диски, каталоги (папки) и файлы. Файловая система определяет общую структуру именования, хранения и организации файлов в операционной системе.

Каждый диск внешней памяти разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла и ссылку на начало его размещения на диске. В одноуровневой файловой

системе каталог (оглавление диска) представляет собой линейную

последовательность имен файлов. Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска используется многоуровневая иерархическая файловая система, которая имеет древовидную

структуру. Корневой каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, каждый из них может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и т.д. В каталогах всех уровней могут храниться файлы.

Для поиска файла на диске необходимо указать путь к файлу, в который входят записываемые через разделитель \ логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в

последнем из которых содержится нужный файл. Путь к файлу вместе с

именем файла образуют полное имя файла.

24

42. Физическая структура жесткого диска. Понятие кластера.

Жесткий диск – это несколько (от 1 до 5) стеклянных или металлических дисков, покрытых с двух сторон магнитным материалом. Данные записываются на жесткий диск в соответствии с физической структурой жесткого диска.

Элементы физической структуры диска: дорожка – концентрическая окружность, по которой движутся головки диска, нумеруются с внешней стороны, начиная с 0; сектор – отрезок дорожки емкостью 512 байт, минимальный адресуемый элемент диска, номера начинаются с 1; сторона диска – поверхность с магнитным носителем, нумеруются с 0; цилиндр – совокупность дорожек с одинаковыми номерами на разных сторонах диска.

Кластер – совокупность секторов, имеющих смежные номера. Является минимальным адресуемым элементом данных для ОС. Кластеры используются операционной системой для добавления данных к файлу: добавление очередной «порции» данных к файлу выполняется в объеме кластера независимо от того, что реальный объем добавляемых данных

43. Логическая структура жесткого диска. Дефрагментация диска.

Логическая структура жесткого диска – это разделение общего пространства секторов диска на фиксированные области для различных целей. Каждый жесткий диск содержит главный загрузочный сектор (MBR) и от 1 до 4 разделов.

Сектор MBR содержит программу начальной загрузки компьютера и таблицу разделов диска, в которой указаны адреса и размеры разделов, на которые разбит диск, тип файловой системы каждого раздела и признак типа раздела (загрузочный или нет).

Первый раздел называется первичным, служит для размещения

системных файлов и является загрузочным диском C:\. Первый сектор каждого раздела является загрузочным и содержит программу загрузки ОС. Каждый раздел содержит: таблицу размещения файлов (FAT);

корневой каталог логического диска, который содержит записи с

информацией о каждом файле (имя, тип, объём, дата и время создания, атрибуты файла) и хранит указатель на первый кластер файла; область

данных для хранения подчиненных каталогов и файлов.

44. Форматирование диска.

Форматирование диска – это процесс создания физической и логической структуры диска или логического раздела жесткого диска. Выполняется специальной программой, которую можно запустить из интерфейса ОС или из командного интерпретатора ОС.

Форматирование диска может быть полным и быстрым.

Полное форматирование создает физическую и логическую структуру диска. При создании физической структуры на диске расставляются магнитные метки дорожек и секторов. При создании логической структуры для диска (логического раздела жесткого диска) создаются таблица размещения файлов и корневой каталог. При полном форматировании все файлы, находившиеся на диске до форматирования, уничтожаются.

Быстрое форматирование выполняет очистку таблицы размещения файлов и корневого каталога. Файлы и подчиненные подкаталоги, хранящиеся в области данных, становятся недоступными ОС, но могут быть восстановлены специальной программой (при условии, что

соответствующие сектора не перезаписаны).

27

45. Работа с носителями информации. Хранение информации.

Информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти

человека. Для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи используются носители информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной: молекулы ДНК хранят генетическую информацию; бумага хранит тексты и изображения; магнитная лента хранит звуковую информацию; фото- и кинопленки хранят графическую информацию; микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски хранят программы и данные в компьютере, и т.д.

Носители информации характеризуются информационной емкостью, т.е. количеством информации, которое они могут хранить. Молекулы ДНК хранят огромное количество информации (до 1021 битов в 1 см3). Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см3 до 1010 битов информации.

Носители характеризуются надежностью и долговременностью

хранения информации. Большую устойчивость к возможным

повреждениям имеют молекулы ДНК, за ними следуют аналоговые

28

носители, наименьшая устойчивость у цифровых носителей.

46. Архивация данных. Назначение программ

архивации.

Архивация – это сжатие одного или более файлов с целью экономии

памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных – это уменьшение физических размеров файлов, в

которых хранятся данные, без значительных информационных потерь. Архиваторы – это программы, выполняющие архивацию и

восстановление сжатых файлов. Современные архиваторы WinRAR, WinZIP, 7-Zip, PowerArchiver, WinACE и др. отличаются используемыми

алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия.

Основные алгоритмы архивации: алгоритм RLE находит повторяющиеся последовательности данных и заменяет их кодом данных и коэффициентом повтора; алгоритм KWE использует словарь, в

котором каждому слову соответствует двухбайтовый код; алгоритм Хаффмана использует битовые коды разной длины.

При сжатии без потерь восстановление производится с точностью до бита. При сжатии графических, звуковых и видео файлов допускаются частичные потери качества при восстановлении.

Кроме сжатия и восстановления программы архивации могут объединять файлы в 1 архив, создавать многотомные, самораспаковывающиеся29 и зашифрованные архивы.

47.1. Вредоносное программное обеспечение.

Вредоносной программное обеспечение предназначенное для получения несанкционированного доступа к информации, хранимой на компьютере, с целью причинения вреда владельцу информации или

владельцу компьютера. К вредоносным программам относятся: вирусы, черви, троянские, шпионские и рекламные программы.

Компьютерный вирус – это программа, которая заражает другие

программы, копирует себя на компьютер и может выполнить вредоносные действия на компьютере. Вирусы бывают файловые, загрузочные, сетевые и макровирусы.

Черви и трояны распространяются по локальным и глобальным сетям. Они различаются по производимым действиям. Активизация червя может вызвать изменение или уничтожение программ и данных. Трояны

осуществляют сбор, изменение и передачу информации злоумышленнику. Бывают почтовые черви и веб-черви; трояны удаленного управления, трояны-шпионы и ворующие трояны.

Шпионские программы тайно устанавливаются и предоставляют доступ к хранящейся информации. Рекламные программы показывают