Состав операционной системы. Ядро операционной системы. Состав ядра ос.
В состав операционной системы входит специальная программа — командный процессор, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать, например, команду выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), команду вывода документа на печать и т. д.
Операционная система должна эти команды выполнить.
. Объекты ядра ОС
Процессы
Файлы
События
Потоки
Семафоры
Мьютексы
Каналы
Файлы, проецируемые в память.
Ядро́ — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.
Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.
5 . Файлы и каталоги
В большинстве операционных систем (включая систему Linux) используется понятие файла (file). Файл -- это некоторый "кусок" информации, которому дано имя, называемое именем файла (filename). Примерами файлов могут служить работа по истории, послание, пришедшее по электронной почте, а также исполняемая программа. Нужно знать, что на диске информация сохраняется только в виде отдельных файлов.
Файлы различаются по своим именам. Например, свой файл с работой по истории вы можете назвать history-paper. В этих случаях имя файла выбирается таким, чтобы оно каким-то образом характеризовало содержимое данного файла. Для имен файлов нет такого стандартного формата, какой есть в системе MS-DOS и в некоторых других операционных системах. В принципе, имя файла может содержать любые символы (за исключением символа / -- смысл этого символа будет разъяснен ниже). Длина имени файла ограничена 256 знаками.
Понятие файла тесно связано с понятием каталога (directory). Каталог -- это набор файлов. Каталог может рассматриваться как "папка", в которой содержится много различных листов. Каталогам даются имена, по которым их можно распознавать. Кроме этого, каталоги образуют структуру типа дерева; иными словами, каталоги могут содержать внутри себя другие каталоги.
Как следствие, к файлу можно обращаться, указывая путь (path) к этому файлу. Путь состоит из имени каталога, за которым пишется имя файла. Пусть, например, пользователь Лэрри имеет каталог papers, в которой содержится три файла: history-final, english-lit, masters-thesis. Каждый из этих трех файлов содержит информацию о трех работах, которыми в данный момент занимается Лэрри. Чтобы обратиться к файлу english-lit, Лэрри может указать путь к файлу, например, следующим образом:
papers/english-lit
При указании пути, как можно увидеть, имена каталога и файла разделяются символом /. По этой причине имена файлов не могут содержать этот символ. Пользователям системы MS-DOS будет знакома эта система обозначений, хотя в системе MS-DOS вместо символа / используется так называемый "обратный слэш" (\).
Как указывалось выше, каталоги могут быть вложены друг в друга. Пусть, например, в одном каталоге papers имеется другой каталог с именем notes. Каталог notes содержит файлы math-notes и cheat-sheet. Путь к файлу cheat-sheet представляется следующим образом:
papers/notes/cheat-sheet
Мы видим, что путь к файлу напоминает описание пути в лабиринте. Каталог, который содержит данный подкаталог, обычно называется родительским каталогом (parent directory). В данном примере каталог papers является родительским для каталога notes.
6. Bit ( бит, б ) — Разряд двоичного числа. Это минимальная порция информации, которую хранит или обрабатывает компьютер. Один разряд в двоичном числе, принимающий значения 0 или 1, называется битом.
Byte ( байт ) — Единица данных, равная 8 двоичным цифрам (битам). Одного байта достаточно для кодирования одного символа, например, буквы алфавита (a) или амперсанта (&). Емкости накопительных устройств, таких как диски, измеряются в байтах. В байтах измеряется также и объём переданной информации.
bps ( бит/с ) — bits per second (бит в секунду). Бит/с является единицей измерения скорости передачи данных в системах связи.
Bps ( байт/с ) — Bytes per second (байт в секунду). Байт/с является единицей измерения объёма переданных данных.
Дальше начинаются производные единицы — килобиты ( кб ), килоБайты ( кБ ), Мегабиты ( Мб ), МегаБайты ( МБ ) и единицы скорости, полученные их передачей за 1 секунду. Обратите внимание на тонкость в обозначениях между единицами, отличающимися друг от друга в тысячу раз.
Как вы наверняка заметили, Байт равен 8 битам, то есть, при подключении на скорости 48 кб/с расчётная скорость скачки файлов должна быть 48000 : 8 = 6000 или 6 кБ/с. На практике, однако, при работе в Интернете передаётся и служебная информация, около 5 % и поэтому скорость скачки файлов бывает несколько меньше теоретической ( без учёта работы алгоритмов сжатия ) и удобнее ( реалистичнее ) оценивать скорость делением на 10 для упрощения счета. Всё что получится выше этого результата будет приятным сюрпризом. Итак, при подключении на скорости 48 кб/с практически получим скорость скачивания 4,8 кБ/с.
Вот и определились. Скорость подключения измеряем в килобитах в секунду, а количество полученной или переданной информации — в килобайтах в секунду. Причём, теоретическое соотношение между ними — 1:8, а на практике приблизительно — 1:10.
7 ).Основная статья: MicrosoftWindows NT
Текстовый логотип Windows® XP (обычно используется вместе с графическим)Операционные системы этого семейства в настоящее время работают на процессорах с архитектурами x86, x64, и Itanium,ARM. Ранние версии (до 4.0 включительно) также поддерживали некоторые RISC-процессоры: Alpha, MIPS, и Power PC. Все операционные системы этого семейства являются полностью 32- или 64- битными операционными системами, и не нуждаются в MS-DOS даже для загрузки.Только в этом семействе представлены операционные системы для серверов. До версии Windows 2000 включительно они выпускались под тем же названием, что и аналогичная версия для рабочих станций, но с добавлением суффикса, например «Windows NT 4.0 Server» и «Windows 2000 DatacenterServer». Начиная с WindowsServer 2003, серверные операционные системы называются по-другому.
Windows NT 3.1 (1993)
Windows NT 3.5 (1994)
Windows NT 3.51 (1995)
Windows NT 4.0 (1996)
Windows 2000 (2000) — Windows NT 5.0
Windows XP (2001) — Windows NT 5.1
Windows XP 64-bit Edition (2006) — Windows NT 5.2
Windows Server 2003 (2003) — Windows NT 5.2
Windows Vista (2006) — Windows NT 6.0
Windows Home Server (2007) — Windows NT 5.2
Windows Server 2008 (2008) — Windows NT 6.0
Windows Small Business Server (2008) — Windows NT 6.0
Windows 7 — Windows NT 6.1 (2009)
Windows Server 2008 R2 — Windows NT 6.1 (2009)
Windows Home Server 2011 — Windows NT 6.1 (2011)
Windows 8 — Windows NT 6.2 (2012)
В основу семейства Windows NT положено разделение адресных пространств между процессами. Каждый процесс имеет возможность работать с выделенной ему памятью. Однако он не имеет прав для записи в память других процессов, драйверов и системного кода.СемействоWindows NT относится к операционным системам с вытесняющей многозадачностью. Разделение процессорного времени между потоками происходит по принципу «карусели». Ядро операционной системы выделяет квант времени (в Windows 2000 квант равен примерно 20 мс) каждому из потоков по очереди при условии, что все потоки имеют одинаковый приоритет. Поток может отказаться от выделенного ему кванта времени. В этом случае система перехватывает у него управление (даже если выделенный квант времени не закончен) и передаёт управление другому потоку. При передаче управления другому потоку система сохраняет состояние всех регистров процессора в особой структуре в оперативной памяти. Эта структура называется контекстом потока. Сохранение контекста потока достаточно для последующего возобновления его работы.
Семейство ОС для карманных компьютеров
Логотип Windows® CE
Это семейство операционных систем реального времени было специально разработано для мобильных устройств. Поддерживаются процессоры ARM, MIPS, SuperH и x86. В отличие от остальных операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как смартфоны, карманные компьютеры, GPS навигаторы, MP3 проигрыватели, и другие.В настоящее время под термином «Windows CE» понимают только ядро операционной системы. НапримерWindowsMobile 5.0 включает в себя ядро Windows CE 5.0, хотя в некоторых устройствах ядро Windows CE используется и без WindowsMobile.
Windows CE
WindowsMobile
WindowsPhone
[править]
Семейство встраиваемых ОС WindowsEmbedded
Основная статья: WindowsEmbedded
WindowsEmbedded — это семейство операционных систем реального времени, было специально разработано для применения в различных встраиваемых системах. Ядро системы имеет общее с семейством ОС Windows CE и поддерживает процессоры ARM, MIPS, SuperH и x86. WindowsEmbedded включает дополнительные функции по встраиванию, среди которых фильтр защиты от записи (EWF и FBWF), загрузка с флеш-памяти, CD-ROM, сети, использование собственной оболочки системы и т. п.В отличие от операционных систем Windows, операционные системы этого семейства продаются только в составе готовых устройств, таких как: банкоматы, медицинские приборы, навигационное оборудование, «тонкие» клиенты, VoIP-терминалы, медиапроигрыватели, цифровые рамки (альбомы), кассовые терминалы, платёжные терминалы, роботы, игровые автоматы, музыкальные автоматы, и другие.
В настоящее время выпускаются следующие варианты ОС WindowsEmbedded[10]:
Windows Embedded CE,
Windows Embedded Standard,
Windows Embedded POSReady,
Windows Embedded Enterprise,
Windows Embedded NavReady,Windows Embedded Server.
8. Графи́ческий интерфе́йс по́льзователя (ГИП), графический пользовательский интерфейс (ГПИ) (англ. Graphical user interface, GUI; сленг. ГУИ, ГУЙ) — разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п.), представленные пользователю на дисплее, исполнены в виде графических изображений.
В отличие от интерфейса командной строки, в ГИ пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода — клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) ко всем видимым экранным объектам (элементам интерфейса) и осуществляет непосредственное манипулирование ими. Чаще всего элементы интерфейса в ГИ реализованы на основе метафор и отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программ неподготовленными пользователями.
9. Окна Windows
Окно – основной объект Windows. В операционной системе Windows можно выделить 4 вида окон:
· окна папок;
· диалоговые окна;
· окна приложений;
· окна справочной системы.
Окна папок применяют для поиска, выбора и загрузки приложений и документов. Окна папок содержат значки других объектов Windows и элементы управления окном.
Окна приложений используют для работы с документами. Окна приложений содержат информацию, загруженную в приложение в виде документа, а также элементы управления приложением.
Диалоговые окна отличаются тем, что содержат только элементы управления. С их помощью управляют операционной системой и ее приложениями. Большинство настроек выполняется с помощью диалоговых окон.
Окна справочной системы содержат вспомогательную справочную информацию по работе с операционной системой и приложениями, а также элементы управления справочной системой.
Структура окна папки
Окно папки имеет рабочую область, в которой размещаются значки объектов, содержащихся в папке.
Строка заголовка - это строка, в которой записано название окна, за нее окно можно перемещать по экрану. В строке заголовка располагаются: системный значок, название окна, кнопки управления размерами окна: Свернуть, Развернуть/Восстановить, Закрыть.
Строка меню содержит все команды, необходимые для работы в данном окне. Команды для удобства отсортированы по категориям.
Панели инструментов – строка, содержащая командные кнопки для выполнения наиболее часто встречающихся операций. В работе удобнее, чем строка меню, но ограничена по количеству команд. Панель инструментов часто бывает настраиваемой. Пользователь может сам разместить на ней те командные кнопки, которыми пользуется наиболее часто. Количество панелей инструментов в каждом окне разное.
Список задач. В каждой папке Windows предлагается удобный доступ к наиболее общеупотребительным задачам управления файлами и папками. Можно выбрать файл или папку, а затем выбрать задачу, позволяющую переименовать, скопировать, переместить или удалить этот файл или папку. Можно также отправить файл по электронной почте или опубликовать его в Интернете.
Рабочая область окна, в которой отображаются значки объектов, хранящихся в папке.
Строка состояния – информационная строка в нижней части окна папки. Обычно в ней отображается информация о том, сколько объектов представлено в окне папки. Объекты могут быть и скрытыми.
Полосы прокрутки не являются обязательным элементом окна. Полосы прокрутки появляются по необходимости в том случае, если содержимое окна не умещается. По концам полосы прокрутки имеются кнопки прокрутки. Каждая полоса прокрутки имеет ползунок для быстрой прокрутки. Прокрутку выполняют перетаскиванием ползунка с помощью мыши.
Диалоговые окна Windows
Диалоговыми окнами пользуются, когда надо что-то настроить или изменить. Содержимое диалоговых окон составляют элементы управления Windows и ее приложений.
Основные источники диалоговых окон
В отличие от окон папок, которые стандартны, диалоговые окна не стандартны, хотя в них применяют типовые элементы управления. Несмотря на многообразие диалоговых окон, существует всего три основных их источника.
Первый источник – специальная папка Windows, которая называется Панель управления. Ее нетрудно найти в окне Мой компьютер, а если доступ к значку Мой компьютер закрыт другими окнами, то доступ к этой папке осуществляется через главное меню: Пуск – Настройка – Панель управления.
Второй источник – контекстное меню. Контекстное меню любого объекта имеет пункт Свойства. Щелчок на этом пункте приводит к открытию диалогового окна для настройки данного объекта.
Третий источник – строка главного меню приложения. Если среди команд приложения, выполняемых через строку меню, есть команды Параметры, Настройка, Сервис, то, скорее всего, они приведут к открытию диалогового окна для настройки работы программы. Особое внимание обращайте на наличие многоточия (…) после команды, например «Найти…». Это верный признак того, что за командой скрывается диалоговое окно.
Структура диалогового окна
Строка заголовка. Диалоговые окна, как и окна папок, имеют строку заголовка.
Закрывающая кнопка служит для закрытия диалогового окна без сохранения результатов проведенных настроек. Если же настройки необходимо сохранить, то закрывать диалоговое окно следует другим способом – с помощью специальных командных кнопок.
Кнопка контекстной подсказки. Позволяет узнать, для чего предназначены элементы управления диалоговых окон. При щелчке на данной кнопке указатель мыши принимает форму стрелки с вопросительным знаком. Если теперь навести его на какой-нибудь элемент управления диалогового окна и щелкнуть кнопкой мыши, рядом с элементом управления открывается всплывающая подсказка.
Кнопка «Что это такое?» Это «невидимый» элемент управления. При щелчке правой кнопкой мыши на каком-либо элементе управления появляется кнопка «Что это такое?». При щелчке на данной кнопке можно получить всплывающую подсказку.
Вкладка – отдельная страница диалогового окна. Диалоговое окно может содержать несколько вкладок. Вкладка состоит из корешка, на котором написано название вкладки, и страницы, на которой располагаются элементы управления. Чтобы выбрать определенную вкладку, достаточно щелкнуть на ее корешке.
Командные кнопки представляют собой прямоугольник с надписью. Кнопки используют для таких команд, которые сопровождаются закрытием диалогового окна, изменением его содержания или открытием нового диалогового окна.
Кнопка ОК служит для закрытия окна с сохранением всех выполненных в нем настроек.
Кнопка Применить позволяет выполнить проведенные настройки, но без закрытия диалогового окна, т.е. после использования этой команды можно продолжить выполнять настройки.
Кнопка Отмена позволяет закрыть окно без сохранения внесенных изменений.
Кнопка Обзор… Если при проведении настроек требуется разыскать или указать какой-то объект, хранящийся на диске, щелчок на этой кнопке открывает специальное диалоговое окно Обзор, с помощью которого удобно выполнить поиск и выбор объекта.
Кнопка Далее > и Кнопка < Назад типичны для диалоговых окон программ-мастеров. Щелчком на данной кнопке завершается этап работы мастера и выполняется переход к следующему этапу или возврат к предыдущему этапу работы программы-мастера.
Кнопка Готово приводит к завершению работы.
Элементы управления в диалоговых окнах
Текстовое поле – область ввода текстовой информации с клавиатуры.
Поле со списком отличается от обычного текстового поля наличием раскрывающейся кнопки. Данные в поле можно вводить с помощью клавиатуры или выбирать из списка с помощью мыши.
Список позволяет выбрать один параметр из заданного набора. Если список не умещается полностью в отведенной для него области, радом с ним отображаются полосы прокрутки.
Раскрывающийся список служит для выбора одного параметра из заданного набора. От поля со списком отличается тем, что данные вводить в данном случае нельзя.
Переключатели – это группа элементов управления, которая позволяет выбрать один (и только один) вариант настройки из нескольких. Переключатели включаются щелчком левой кнопки мыши. При включении нового переключателя ранее включенный выключается. Включенный переключатель помечается черной точкой.
Флажки – элементы управления, похожие на переключатели. Могут применяться как в группе, так и по отдельности. Флажок имеет два состояния: установлен или сброшен. В отличие от переключателей в группе флажков могут быть одновременно установлены несколько флажков или вообще ни одного.
Палитра – графическая разновидность списка. Раскрывающаяся палитра – разновидность раскрывающегося списка.
Счетчик – элемент управления для ввода числовых параметров. Он состоит из поля счетчика и кнопок счетчика. Число в поле счетчика можно ввести с помощью клавиатуры или установить серией последовательных щелчков на кнопках счетчика.
Позиционируемый движок перетаскивают с помощью мыши, позволяет наглядно осуществлять изменение регулируемых параметров.
10. В операционной системе Windows имя файла может иметь до 255 символов, причем допускается использование русского алфавита, например:
Единицы измерения информации.doc
Файловая система. На каждом носителе информации (гибком, жестком или лазерном диске) может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется установленной файловой системой.
Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) удобно применять одноуровневую файловую систему, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов.
Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска файлы организуются в многоуровневую иерархическую файловую систему, которая имеет «древовидную» структуру.
Начальный, корневой, каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, в каждом из них бывают вложенные каталоги 2-го уровня и т. д. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.
Операции над файлами. В процессе работы на компьютере над файлами чаще всего производятся следующие операции: копирование (копия файла помещается в другой каталог); перемещение (сам файл перемещается в другой каталог); удаление (запись о файле удаляется из каталога); переименование (изменяется имя файла).
Графическое представление файловой системы. Иерархическая файловая система MS-DOS, содержащая каталоги и файлы, представлена в операционной системе Windows с помощью графического интерфейса в форме иерархической системы папок и документов. Папка в Windows является аналогом каталога MS-DOS.
Однако иерархические структуры этих систем несколько различаются. В иерархической файловой системе MS-DOS вершиной иерархии объектов является корневой каталог диска, который можно сравнить со стволом дерева — на нем растут ветки (подкаталоги), а на ветках располагаются листья (файлы).
В Windows на вершине иерархии папок находится папка Рабочий стол (рис. 10). Следующий уровень
11.
Меню в Windows
В ОС Windows применяются четыре типа меню (меню – это список команд, выводимых на экран и предлагаемых пользователю для выбора):
Главное меню (открывается кнопкой Пуск)
Строка меню в окнах приложения (все программы, входящие в стандартный пакет поставки Windows, имеют строку меню)
Системное меню в окнах приложения (для изменения размеров окна и его положения)
Контекстное меню