1.Базовая система ввода-вывода (bios - Basic Input Output System);

Базовая система ввода-вывода (BIOS) - это набор микропрограмм, реализующих основные низкоуровневые (элементарные) операции ввода-вывода, хранящихся в ПЗУ. Поэтому, она как бы "встроена" в компьютер и является одновременно аппаратной частью и частью операционной системы. Набор этих программ записывается в постоянную память компьютера при его изготовлении

2. загрузчик операционной системы (Boot);

Загрузчик операционной системы - это короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты или диска с операционной системой. Функция этой программы заключается в считывании в память основных дисковых файлов ОС и передачи им дальнейшего управления ЭВМ

3.Ядро ос;

Ядро ОС - реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. В ядре ОС выделяют несколько подсистем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи:

файловая система (отвечает за размещение информации на устройствах хранения);

система управления памятью (размещает программы в памяти);

система управления программами (осуществляет запуск и выполнение программ);

система связи с драйверами устройств (отвечает за взаимодействие с внешними устройствами);

система обработки ошибок;

службу времени (предоставляет всем программам информацию о системном времени).

4.Драйверы устройств;

Драйверы требуются в тех случаях, когда обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем определено в BIOS. Драйверы устройств – это программы, управляющие работой внешних (периферийных) устройств на физическом уровне. Они дополняют систему ввода-вывода ОС и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся. Они передают или принимают данные от внешних устройств ЭВМ и делают программы пользователя независимыми от особенностей аппаратных средств.

5.Командный процессор;

Командный процессор – это программа, функции которой заключаются в следующем:

- прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

- исполнение внутренних команд операционной системы;

- загрузка и исполнение внешних команд (реализованных в виде самостоятельных программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (файлы с расширением COM, EXE или BAT).

Внешние команды ОС - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде прикладных программ (отдельных файлов).

6. Внешние команды (файлы).

28. Краткая характеристика ОС (2 с. 141)

Операционная система - это комплекс программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера, исполнения других компьютерных программ и организации диалога между пользователем и компьютером.

Функции ОС :

создание операционной среды для функционирования всех программ, и взаимодействия их друг с другом и устройствами ПК;

управление устройствами компьютера и компьютерных сетей и поддержка их надежной и эффективной работы;

проведение диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и сетей;

выполнение вспомогательных технологических операций (копирование, архивирование, восстановление программ и данных и т.д.).

Классификация

По поддерживаемым архитектурным особенностям (платформе или типу) компьютера

IBM-совместимые (MsDos,Window, Linux, Lindows, OS/2,),

Macintosh (MacOS)

специальные ОС.

29. Общие сведения о файлах и файловой системе (2 с. 129)

Информация в компьютере хранится на компьютерных носителях информации (магнитных и лазерных дисках, флэшках и др. устройствах) в виде файлов.

За организацию хранения информации (файлов) на каких-либо носителях отвечает файловая система (ФС), которая является составной частью любой операционной системы

30. Организация дискового пространства, виды и основные характеристик файловых систем (2 с. 131)

Файловая система имеет два уровня организации: логический и физический. На логическом уровне описывается логическое расположение файлов на диске.

Логическое расположение файлов записывается в каталог, место на диске, содержащее служебную информацию (справочник дескрипторов) о зарегистрированных в нем файлах и других каталогов со ссылками на их расположение.

Дескриптор файла обычно содержит информацию об имени файла, дате и времени создания или последнего обращения к файлу, размере файла, атрибутах и адрес физического размещения на диске.

Виды файловых систем:

по видам носителей

для гибких дисков и флэшек (FAT)

для лазерных дисков (CDFS и UDF )

для жестких дисков

по разрядности (16, 32, 64)

по видам используемых ОС (для жестких дисков)

FAT (16) (MSDOS)

VFAT (Win95 (первой редакции))

FAT32 (Win 95-XP)

NTFS (Win NT, 2000, XP, 2003)

HPFS (OS/2)

HFS (MacOS)

Ext2fs, ReiserFS, Ext3fs, XFS (Linux (Unix))

и др.

Характеристика	FAT	VFAT	FAT32	NTFS
Максимальный размер тома	2 Гбайт	4 Гбайт	4 Тбайт	16 Эбайт
Максимальный размер файла	2 Гбайт	4 Гбайт	4Тбайт	16 Эбайт
Максимальное количество файлов в корневом каталоге	512	512	Неограничено	Неограничено
Максимальное количество файлов в некорневом каталоге	65535	Неограничено	Неограничено	Неограничено
Безопасность на уровне файлов	Нет	Нет	Нет	Да
Поддержка длинных имен файлов	Нет	Да	Да	Да
Самовосстановление	Нет	Нет	Да*	Да
Ведение журналов транзакций	Нет	Нет	Нет	Да
Сжатие на уровне файлов	Нет	Нет	Нет	Да
Поддержка файловых ветвлений (Macintosh)	Нет	Нет	Нет	Да
Соответствие стандарту POSIX	Нет	Нет	Нет	Да

31. Сервисные программы и их виды. (2 с. 148)

Сервисные программы (сервисное ПО) - это совокупность программ, предназначенных для тестирования устройств компьютера и их программного обслуживания.

по отношению к ОС

стандартные программы, входящие в состав ОС

специализированное сервисное ПО, не только дублирующее функции программ ОС в более удобном режиме, но и значительно расширяющее ее возможности в программном обслуживании устройств компьютера, хранении и защите данных (часто объединяют в комплексы, например, Norton Utilities (NU) или Acronis Power Utilities

по функциональному назначению

программы контроля и диагностики компьютера;

файловые менеджеры;

антивирусные программы;

программы обслуживания дисков;

программы работы с архивами;

программы обслуживания операционной системы;

программы обслуживания сети

32. Файловые менеджеры (2 с. 149)

Файловые менеджеры — это сервисные программы, предназначенные для управления файлами и папками на ВЗУ

Midnight Commander на OpenBSD

DOS

Total Commander

Особенности современных ФМ

FAR manager

для России бесплатный (freeware)

российский (Евгений Рошаль)

текстовый интерфейс

малотребовательный к ресурсам

33. Программы обслуживания магнитных дисков (2 с. 151)

Назначение программ обслуживания

Магнитные диски ПК в настоящее время являются основными носителями информации, предназначенными для длительного и надежного ее хранения. В процессе работы персо­нального компьютера непрерывно происходит обмен информацией между дисками и опера­тивной памятью, при этом наиболее интенсивно происходит обмен с жестким диском. Несмотря на высокое качество изготовления дисков и дисковых устройств, в практике регу­лярной работы на компьютере нередко возникают ситуации, когда не удается прочитать ин­формацию с дисков, происходят нарушения в работе файловой системы, значительно сокращается свободное пространство на дисках или диски оказываются переполненными. Нередко ошибочно удаляются нужные файлы.

Эти нарушения в работе дисков могут возникать по следующим причинам:

· при физическом повреждении диска;

· при загрязнении магнитной поверхности диска;

· при аварийном отключении компьютера;

· при несвоевременном извлечении дискет из дисководов;

· при перезагрузке операционной системы после аварийного завершения задания;

· при воздействии программных вирусов.

Кроме того, при интенсивной эксплуатации компьютера на дисках, главным образом на жестких, накапливаются такие изменения в расположении файлов, которые, если не принимать мер, могут привести к существенному замедлению обмена с ними информацией.

Фuзuческие дефекты возникают главным образом из-за механических по­вреждений, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска.

Наличие физического дефекта делает непригодными к использованию некоторые сектора и кластеры. Если оказывается, что какой-либо файл располагается в таких дефект­ных секторах или кластерах, то полностью спасти находящуюся в файле информацию не представляется возможным. Дефектные сектора диска должны быть исключены из дальней­шего использования.

Логuческие дефекты диска связаны с повреждениями системной области диска, включающей таблицу разделов диска (жесткого), таблицу размещения файлов (FАТ), загрузочный сектор, каталоги диска.

Такие нарушения могут возникать при аварийном отключении питания, сбоях, зависании ошибочно работающих программ, воздействии ком­пьютерных вирусов и других причинах. Во всех этих случаях оказываются незавершенны­ми процедуры работы с дисками, файлами или каталогом. В результате на диске образуются потерянные кластеры, которые или не принадлежат ни одному файлу, или, наоборот, при­надлежат сразу нескольким.

Логические дефекты приводят к разрушению файловой системы, "засорению" диско­вого пространства, когда кластеры считаются занятыми, но не принадлежат ни одному из файлов, а некоторые файлы оказываются "связанными" друг с другом общими кластерами.

Восстановление поврежденных файлов и дисков

Для восстановления поврежденных файлов и дисков используются специально разра­ботанные программы, такие, как CНКDSK, SCANDISK, входящие в состав операционной системы MS DOS, и программа NDD (Norton Disk Doctor), входящая в состав программ Nоrtоп Utilities.

Программы производят автоматическую диагностику и восстанавливает повреж­денные диски.

Диагностика диска - это проведение всестороннего анализа состояния диска и обнаружение на нем логических дефектов.

В процессе диагностики выполняется множество тестов, осуществляющих комплекс­ную проверку диска. Об обнаруженных дефектах выводятся сообщения на экран. Кроме того, программы могут напечатать подробный отчет о состоянии диска и обнаруженных дефектах и о всех действиях, предпринятых для их устранения.

Анализ структуры системной области диска предусматривает последовательное вы­полнение пяти тестов:

· анализ загрузочного сектора Boot Record ;

· анализ FАТ - таблицы размещения файлов;

· анализ структуры каталогов;

· анализ структуры файлов;

· анализ потерянных кластеров.

В том случае, когда жесткий диск разбит на логические диски, первым выполняется тест "анализ таблицы разделов".

При анализе загрузочного сектора тестируются правильность считывания и содержимое самого первого сектора на дискете или раздела жесткого диска. Этот сектор содержит пpoграмму начальной загрузки операционной системы и важнейшую информацию о диске.

Анализ таблицы размещения файлов (F АТ) состоит в проверке правильности ее счи­тывания и идентичности обеих копий таблицы.

При анализе структуры каталогов и файлов проверяются все дерева каталогов диска, связи между каталогами и их фактическое наличие, вхождение каждого файла в каждый ка­талог и обнаруживаются ошибочные вхождения.

При анализе потерянных кластеров проверяются цепочки кластеров, принадлежащих каждому файлу в соответствии с таблицей FАТ, проверяется, нет ли разорванных цепочек или каких-либо кластеров, принадлежащих сразу двум файлам.

Тестирование поверхности диска позволяет обнаружить на нем физические дефекты и исключить из дальнейшего использования дефектные сектора. При этом данные из дефект­ных кластеров перемещаются в свободные кластеры диска. Тестирование поверхности со­провождается отображением на экране карты-диаграммы диска, на которой показывается текущее состояние блоков (кластеров) диска, состоящих из группы смежных секторов. Со­стояние блока (кластера) определяется с помощью условных обозначений: тестируемый блок, используемый блок, неиспользуемый свободный блок, дефектный блок.

Проблема фрагментации дисков

Операционная система MS DOS записывает файлы на диск физическими блоками, называе­мыми кластерами. Кластер занимает один или несколько смежных секторов и может иметь размер в зависимости от емкости диска и версии операционной системы от 2 до 32 Кбайт для жестких дисков и 512 байт для гибких дисков.

После форматирования диска или в том случае, когда на нем имеется достаточно сво­бодного пространства, операционная система записывает файл в смежные, примыкающие друг к другу кластеры. Считывание информации из такого файла происходит при мини­мальном перемещении магнитных головок. По мере записи на диск новых файлов свобод­ное пространство на нем уменьшается.

При недостаточном размере непрерывного свободного пространства на диске опера­ционная система использует для размещения нового файла имеющиеся свободные участки, помещая в них отдельные цепочки кластеров файла - фрагменты файла. При этом фрагменты могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга, что приводит к существенному увеличению времени на перемещение магнитных головок и соответственно времени считывания или записи файла.

Файл, который занимает на диске более одного непрерывного участка, называется фрагментированным

Фрагментация диска - это появление на диске множества свободных участков, разделенных занятыми участками.

Для увеличения свободного пространства диска производят его чистку, т.е. удаление не используемых файлов. Однако удаление файлов еще больше способствует фрагментации, так как освободившиеся участки будут использоваться операционной системой для разме­щения фрагментов новых файлов. При этом может возникнуть ситуация, при которой сво­бодного пространства на диске много, но все оно состоит из множества разбросанных по диску мелких участков, недостаточных для размещения файлов целиком.

В процессе длительной эксплуатации диска, особенно жесткого, не принимать специальных мер, то фрагментированной окажется большая часть файлов и это может за­медлить работу диска и соответственно программ, взаимодействующих с ним, в несколько раз.

В настоящее время разработаны и широко применяются специальные программы, устраняющие фрагментацию дисков (Speed Disk, Defrag.exe).

Программы выполняет дефрагментацию, т.е. реорганизует физи­ческое расположение всех файлов и каталогов таким образом, чтобы минимизировать пере­мещение магнитных головок дисководов.

Программы выполняют две процедуры:

· объединяет фрагменты файлов, располагая все кластеры каждого файла в виде одного сплошного участка.

· изменяют местоположения файлов и каталогов на диске, перемещая их к началу диска

· объединяют все неиспользуемые участки диска и помещают их в конец диска,

Все эти опера­ции, которые программы производят с дисковой информацией, называют оптимизацией диска

34. Программы записи компакт дисков и программы обслуживания ОС (2 с. 154)

35. Архиваторы (2 с. 156, 3 с. 153)

Архиватор — программа, осуществляющая упаковку одного и более файлов в архив или серию архивов, для удобства переноса или хранения, а также распаковку архивов. Многие архиваторы используют сжатие без потерь для уменьшения размера архива.

Простейшие архиваторы просто последовательно объединяют содержимое файлов в архив. Архив должен также содержать информацию об именах и длине оригинальных файлов для их восстановления. Большинство архиваторов также сохраняют метаданные файлов, предоставляемые операционной системой, такие, как время создания и права доступа.

Программа, создавая архив, обрабатывает как текстовые файлы, так и бинарные файлы. Первые всегда сжимаются в несколько раз (в зависимости от архиватора), тогда как сжатие бинарных файлов зависит от их характера. Одни бинарные файлы могут быть сжаты в десятки раз, сжатие же других может и вовсе не уменьшить занимаемый ими объем.

Сжатие данных обычно происходит значительно медленнее, чем обратная операция.

Характеристики архиваторов:

По степени сжатия.

По скорости сжатия.

Характеристики архиваторов — обратно зависимые величины. То есть, чем больше скорость сжатия, тем меньше степень сжатия, и наоборот.

Нахождение для любого входного файла программы наименьшего возможного размера, печатающей этот файл, является алгоритмически неразрешимой задачей, поэтому «идеальный» архиватор невозможен

36. Вирусы и антивирусные программы. (2 с. 160, 3 с. 141)

Компьютерным вирусом называется специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам, создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и в вычислительные сети с целью нарушения работы программ, порчи файлов и каталогов, создания всевозможных помех в работе на компьютере.

37. Инструментальные программные средства: состав и назначение компонент (2 с. 167)