Понятие операционных систем, их классификация

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информатика»

Введение

На современном этапе развития рыночной экономики научно-технический прогресс находит своё выражение в качественных изменениях орудий труда, технологических управленческих процессов. Одним из основных факторов влияния научно-технического процесса на все сферы деятельности человека является широкое использование новых информационных технологий, под которыми понимается совокупность методов и средств получения и использование информации на базе вычислительной и коммуникационной техники и широкого применения математических методов. Под влиянием новых информационных технологий осуществляется переход от экстенсивного роста производства к интенсивному, происходят коренные изменения в разделение труда, существенные изменения претерпевает технология управления (процессы обоснования и принятия решений, а также организация их выполнения). Новые информационные технологии способствовали появлению научного и прикладного направления именуемого информатикой.

Совокупность программ и сопровождающей их документации, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением (ПО). Программное обеспечение делится на системное и прикладное.

Программное обеспечение, необходимое для управления компьютером, для создания и поддержки выполнения других программ пользователя, а также для предоставления пользователю набора всевозможных услуг, называется системным программным обеспечением.

Системное ПО можно классифицировать следующим образом: операционные системы, сервисные системы, программно-инструментальные средства и системы технического обслуживания.

В наборе системных программных продуктов главное место занимают операционные системы.

1. Теоретическая часть

1.1 Понятие операционных систем, их классификация

Операционная система (ОС) - это совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером.

Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д.

ОС загружается при включении компьютера. Она предоставляет пользователю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой. Интерфейс при этом может быть программным и пользовательским.

Программный интерфейс - это совокупность средств, обеспечивающих взаимодействие устройств и программ в рамках вычислительной системы.

Пользовательский интерфейс - это программные и аппаратные средства взаимодействия пользователя с программой или ЭВМ.

В свою очередь, пользовательский интерфейс может быть командным или объектно-ориентированным. Командный интерфейс предполагает ввод пользователем команд с клавиатуры при выполнении действий по управлению ресурсами компьютера.

Объектно-ориентированный интерфейс - это управление ресурсами вычислительной системы посредством осуществления операций над объектами, представляющими файлы, каталоги (папки), дисководы, программы, документы и т.д.

Каждый компьютер обязательно комплектуется операционной системой, для каждой из которых создаётся набор прикладных программ (приложений).

Большинство операционных систем модифицируются и совершенствуются в направлении исправления ошибок и включения новых возможностей. В целях сохранения преемственности новая модификация операционной системы не переименовывается, а приобретает название версии. Версии ОС обозначаются, как правило, «десятичной дробью» вида 6.00, 2.1, 3.5 и т.д. При этом увеличение цифры до точки отражает существенные изменения, вносимые в операционную систему, а увеличение цифр, стоящих после точки, - незначительные изменения (например, исправление ошибок). Чем больше номер версии, тем большими возможностями обладает система.

Классификация операционных систем.

Операционные системы классифицируются по:

· количеству одновременно работающих пользователей: однопользовательские, многопользовательские;

· числу процессов, одновременно выполняемых под управлением системы: однозадачные, многозадачные:

· количеству поддерживаемых процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные:

· разрядности кода ОС: 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные;

· типу интерфейса: командные (текстовые) и объектно-ориентированные (графические);

· типу доступа пользователя к ЭВМ: с пакетной обработкой, с разделением времени, реального времени;

· типу использования ресурсов: сетевые, локальные.

В соответствии с первым признаком классификации многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами.

Второй признак предполагает деление ОС на многозадачные и однозадачные. Понятие многозадачности означает поддержку параллельного выполнения нескольких программ, существующих в рамках одной вычислительной системы, в один момент времени. Однозадачные ОС поддерживают режим выполнения только одной программы в отдельный момент времени.

В соответствии с третьим признаком многопроцессорные ОС, в отличие от однопроцессорных, поддерживают режим распределения ресурсов нескольких процессоров для решения той или иной задачи.

Четвёртый признак подразделяет операционные системы на 8-, 16-, 32- и 64- разрядные. При этом подразумевается, что разрядность операционной системы не может превышать разрядности процессора.

В соответствии с пятым признаком ОС по типу пользовательского интерфейса делятся на объектно-ориентированные (как правило, с графическим интерфейсом) и командные (с текстовым интерфейсом).

Согласно шестому признаку ОС подразделяются на системы:

· пакетной обработки, в которых из программ, подлежащих выполнению, формируется пакет (набор) заданий, вводимых в ЭВМ и выполняемых в порядке очерёдности с возможным учётом приоритетности;

· разделения времени (TSR), обеспечивающих одновременный диалоговый (интерактивный) режим доступа к ЭВМ нескольких пользователей на разных терминалах, которым по очереди выделяются ресурсы машины, что координируется операционной системой в соответствии с заданной дисциплиной обслуживания;

· реального времени, обеспечивающих определённое гарантированное время ответа машины на запрос пользователя с управлением им какими-либо внешними по отношению к ЭВМ событиями, процессами или объектами.

В соответствии с седьмым признаком классификации ОС делятся на сетевые и локальные. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами компьютеров, объединённых в сеть с целью совместного использования данных, и предоставляют мощные средства разграничения доступа к данным в рамках обеспечения их целостности и сохранности, а также множество сервисных возможностей по использованию сетевых ресурсов.

В большинстве случаев сетевые операционные системы устанавливаются на один или более достаточно мощных компьютеров-серверов, выделяемых исключительно для обслуживания сети и совместно используемых ресурсов.

1. ОС семейство DOS

Первый представитель этого семейства - система MS-DOS (Microsoft Disk Operatinq System - дисковая операционная система фирмы Microsoft) была выпущена в 1981 году в связи с появлением IBM РС.

Операционные системы семейства DOS являются однозадачными и обладают следующими характерными чертами и особенностями:

· интерфейс с ЭВМ осуществляется с помощью команд, вводимых пользователем;

· модульность структуры, упрощающая перенос на другие типы ЭВМ;

· небольшой объём доступной оперативной памяти (640 Кбайт).

Существенным недостатком операционных систем семейства DOS является отсутствие средств защиты от несанкционированного доступа к ресурсам ПК и ОС.

2. ОС семейства ОS/2

ОС ОS/2 была разработана фирмой IВМ в 1987 году в связи с созданием нового семейства ПК РS/2. ОS/2 (Operatinq System 2) является многозадачной операционной системой второго поколения. Она является 32-разрядной графической многозадачной операционной системой для IВМ РС- совместимых компьютеров, позволяет организовать параллельную работу нескольких прикладных программ, обеспечивая при этом защиту одной программы от другой и операционной системы от работающих в ней программ. Для написания программ ОS/2 можно использовать уже готовые программные модули, которые содержатся в так называемом интерфейсе прикладного программирования - АРI (Application Proqramminq Interface).

ОС ОS/2 обладает удобным графическим пользовательским интерфейсом и совместима с файловой системой DOS, что даёт возможность использовать данные как в DOS, так и в ОС ОS/2 без каких-либо преобразований.

Имеется несколько модификаций ОС ОS/2:

· ОС ОS/2 Warp 3.0-усовершенствовано использование памяти и улучшен графический интерфейс;

· ОС ОS/2 Warp Connect-улучшена поддержка сетей;

· ОС ОS/2 Warp Server-предназначена для работы в качестве серверной ОС.

Главный недостаток ОС ОS/2 - малое число приложений для неё, что делает эту систему менее популярной, чем ОС MS-DOS и Windows.

3. Операционные системы семейства UNIX

Операционные системы семейства UNIX - это 32-разрядные многозадачные многопользовательские операционные системы. Сильная сторона UNIX состоит в том, что одна и та же система используется на различных компьютерах - от суперкомпьютера до ПК, что даёт возможность переноса системы с одной машины на другую с минимальными затратами.

UNIX объединяет в себе: доступ к распределенным базам данных, локальные сети, удалённую дистанционную связь и возможность выхода в глобальные сети, используя обычный модем. Почтовая служба в UNIX - одна из важнейших её компонент. В настоящее время существует большое количество приложений для UNIX. Большинство популярных приложений для DOS и Windows могут эксплуатироваться в UNIX.

Имеется несколько ОС семейства UNIX. Различные версии этого семейства имеют свои названия, но в общих чертах повторяют особенности базовой ОС UNIX. Файловая система ОС UNIX обеспечивает защиту файлов от несанкционированного доступа на уровнях пользователя и группы пользователей. В настоящее время из сетевых ОС семейства UNIX широкое распространение получила ОС для сетей предприятий Unix Ware 2.0 - 32-разрядная многопользовательская многозадачная ОС, поддерживающая приложения реального времени.

4. ОС семейства Windows

ОС семейства Windows разработаны фирмой Microsoft. Они являются многозадачными операционными системами, предоставляющими удобный графический интерфейс. Основными представителями данного семейства являются ОС Windows 95 и ОС Windows NT. Windows 95 разработана на базе ОС MS-DOS и операционных оболочек Windows 3.х.

Windows 95 является частично 32-разрядной, частично 16-разрядно операционной системой.

Операционная система Windows NT- одна из наиболее распространённых 32-разрядных сетевых ОС. Windows NT выпускается в двух модификациях: Windows NT Server и Windows NT WorkStation. Windows NT Server в первую очередь предназначен для управления сетевыми ресурсами. Система обеспечивает высокую мобильность и безопасность без потери производительности. Windows NT Server содержит средства для организации быстрого поиска информации и просмотра ресурсов глобальных сетей, обеспечивает возможность использования любых каналов связи (включая обычные телефонные линии), поддерживает до 256 одновременных подключений к одному серверу, а несколько серверов могут быть использованы для организации общедоступной сетевой службы.

Windows NT WorkStation- это версия ОС Windows NT, предназначенная для работы на локальных компьютерах и рабочих станциях. Она является полностью 32-разрядной операционной системой, наиболее защищённой и надёжной.

Все приложения в Windows NT работают в режиме многозадачности. Вместе с тем под Windows NT работают не все MS-DOS и 16-разрядные Windows- программы.

Windows NT WorkStation целесообразно использовать, когда необходима надёжная защита конфиденциальных данных или программ, а также при выполнении инженерных, научных, статистических и других работ, когда важна высокая производительность при анализе больших объёмов данных.

5. Семейство ОС реального времени

Термин реальное время в самом широком смысле можно применять к деятельности или системе по обработке информации в тех случаях, когда требуется, чтобы система имела гарантированное время реакции, то есть задержка ответа не превышала определённого времени.

Операционная система реального времени (ОС РВ) - операционная система, которая гарантирует определённое время реакции системы. Как правило, это время колеблется от нескольких микросекунд до нескольких десятых долей секунды.

ОС РВ в основном применяется в автоматизации таких областей, как добыча и транспортировка нефти и газа, управление технологическими процессами в металлургии и машиностроении, управление химическими процессами, водоснабжение, энергетика, управление роботами. Применяют ОС РВ и в банковском деле. Среди наиболее известных ОС РВ для IВМ РС используются: RTMX, АМХ, OS-9000, FLEX OS, QNX и др. Из них выгодно выделяется ОС РВ QNX своим полным набором инструментальных средств, к которым пользователь привык, работая с ОС семейства DOS или ОС семейства UNIX. ОС QNX - это полностью 32-разрядная ОС, которая эффективно выполняет 32-разрядные приложения.

1.2 Структура операционной системы, выполняемые функции

Windows NT имеет модульную архитектуру (приложения, рис. 8). Выделяют 2 крупных модуля (уровня), каждый из которых состоит из более мелких модулей.

Первый уровень - режим пользователя предоставляет возможность пользователю вступать во взаимодействие с системой. На этом уровне расположены подсистемы среды и подсистема безопасности.

Подсистемы среды - это набор инструментальных подсистем, поддерживающих разнотипные пользовательские программы.

Подсистема безопасности отвечает за легальный вход пользователя в систему.

Второй уровень - режим ядра обеспечивает безопасное выполнение приложений (программ) пользователя. На втором уровне выделяют три укрупнённых модуля: исполняющие службы, ядро, уровень аппаратных абстракций.

Исполняющие службы отвечают за взаимодействие между ядром подсистемы и подсистемами среды приложений. В состав этих служб включены системный сервис и службы режима ядра.

Системный сервис является интерфейсом между подсистемами среды приложений и службами режима ядра.

К службам режима ядра относятся следующие программные модули:

· диспетчер ввода-вывода, обеспечивающий управление процессами ввода-вывода информации;

· диспетчер объектов, управляющими системными операциями, производимыми над объектами, такими, как использование, переименование, удаление, обеспечение защиты объекта;

· диспетчер контроля безопасности, обеспечивающий модель безопасности системы;

· средства вызова локальных процедур, поддерживающие работу пользовательских приложений и подсистем среды и обеспечивающие обмен информацией;

· диспетчер виртуальной памяти - служба, управляющая физической и виртуальной памятью;

· диспетчер процессов, управляющий действиями процессов: созданием, удалением, протоколированием; распределением адресного пространства и других ресурсов между процессами.

Ядро Windows NT управляет всеми системными процессами, обеспечивает оптимальное функционирование системы.

Уровень аппаратных абстракций - часть системы, обеспечивающая независимость верхних уровней операционной системы от особенностей и различий конкретной аппаратуры. В этом модуле хранится вся аппаратно-зависимая информация.

По мере развития ОС определялись их основные функции:

· организация передачи информации между различными внутренними устройствами (например, процессором или процессорами в случае многопроцессорной системы и оперативной памятью) (оперативной памятью и устройствами ввода-вывода);

· поддержка работы периферийных устройств в ПЭВМ - внешних запоминающих устройств (НГМД (накопитель на гибком магнитном диске), НМД (накопитель на магнитном диске) типа «винчестер», НМЛ (накопитель на магнитной ленте)), видеомонитора или видеомониторов в сложных системах (например, совместно с ПЭВМ могут использоваться два видеомонитора: один - для взаимодействия с ОС и ввода и вывода текстовой информации, другой - для вывода графических изображений), клавиатуры, печатающего устройства;

· обеспечения выполнения прикладных программ пользователей и системных программ;

Перечисленные функции реализуются системными программами, составляющими ядро операционной системы. Окружением ядра ОС являются утилиты, редакторы, компиляторы и другие программные средства, составляющие обслуживающую часть ОС. Ядро ОС обеспечивает Базовые функции для окружающего программного обеспечения и допускает (в развитых микропроцессорных ОС) расширение обслуживающей части ОС, например, поддержку СУБД, графических интерфейсов, средств сетевой обработки и т.д. Ядро постоянно находится в оперативной памяти. Остальное программное обеспечение располагается на ВЗУ (внешнее запоминающее устройство).

1.3 Работа Windows в сетевой среде

Возможности Windows по работе в локальной вычислительной сети значительно расширились с переходом от версии Windows 3.1. к версии Windows 3.11. Работа Windows 3.1. в сетевой среде обеспечивает пользователям сети ряд преимуществ, типичных при объединение компьютеров в сеть:

· совместное использование ресурсов файлового сервера, принтеров, факс-модемов;

· использование электронной почты и других средств коммуникации.

Для использования этих преимуществ предлагается достаточно большое количество сетевых решений с созданием выделенного сервера в сети или предлагающих обойтись без него (одноранговая сеть).

Независимо от выбранного решения оболочка Windows 3.1. может затем устанавливаться на компьютеры, объединённые в локальную сеть и работающие под управлением какой-либо сетевой ОС. Необходимость установки Windows 3.1. на сетевую платформу объясняется тем, что версия Windows3.1. не имеет своих средств управления сетевыми режимами и ресурсами.

Новым сетевым решением стало появление версии Windows для рабочих групп 3.11. фирмы Microsoft. Данная версия предлагает набор своих средств для того, чтобы легко и быстро связать компьютеры в одноранговую сеть. Прежде всего, это наличие собственных сетевых драйверов для поддержки распространённых сетевых протоколов, что позволяет теперь обойтись без предварительной установки какой-либо платформы.

Пользователь такой сети может по своему усмотрению или по согласованию с другими членами рабочей группы назначать им доступ к ресурсам своего компьютера.

Ниже рассматриваются функциональные возможности Windows 3.1. и Windows для рабочих групп 3.11 при работе в локальной сети.

Коммуникационные средства рабочей группы Windows 3.11 позволяют членам группы оперативно обмениваться между собой не только краткими сообщениями, но и любыми документами, файлами. Такой обмен способствует более эффективной работе группы в повседневной деятельности, а также при выполнение совместных проектов.

Электронная почта Mail. Электронная почта позволяет членам рабочей группы Windows 3.11 выполнять следующие действия:

· посылать и принимать сообщения;

· присоединять файлы различных приложений к почтовым сообщениям и тем самым пересылать их вместе;

· искать в своём «почтовом ящике» необходимые сообщения по заданному критерию;

· распечатывать полученные и переданные сообщения;

· упорядочивать принятые сообщения по папкам.

Для использования электронной почты Mail необходимо на одном из компьютеров рабочей группы создать почтовое отделение.

Электронный телефон Chat. Денное приложение позволяет установить связь наподобие телеграфной с любым членом рабочей группы. Прежде всего, программа предлагает выбрать абонента и вызвать его на связь, а после ответа абонента следует ввести текст в выводном окне приложения; этот текст тут же появляется во вводном окне абонента. Ответный текст абонента передаётся аналогичным образом.

2. Практическая часть

2.1 Общая характеристика задачи

Условие задачи:

1. Построить таблицы по приведенным данным.

2. Определить средний балл экзаменационной сессии по курсам и по факультету.

3. Результаты округлить до одного десятичного знака после запятой, используя функцию ОКРУГЛ ().

4. Определить рейтинг (место по уровню успеваемости) каждого курса, используя функцию РАНГ ().

5. Результаты вычислений представить в графическом виде.

6. Используя табличные данные на рис. 3, сформировать и заполнить ведомость итогов экзаменационной сессии по факультету.

Целью данной задачи является ознакомление с возможностями работы табличного процессора со списком данных, обучение построения таблиц по исходным данным, определение среднего балла экзаменационной сессии; а также научиться представлять вычисления в графическом виде, сформировывать и заполнять ведомости итогов; приобретение навыков пользоваться определёнными формулами и с их помощью округлять до необходимого десятичного знака, а также определять рейтинг (место успеваемости).

Применение данной задачи используется в высших и средних профессиональных учебных заведениях.

2.2 Описание алгоритма решения задачи

1. Строим таблицы по приведенным данным:



Рис. 1. Сведения о результатах экзаменационной сессии.

Рис. 2. Средний балл по курсам и факультету.

2. Определим средний балл экзаменационной сессии по курсам и факультету.

Для определения среднего балла по курсам воспользуемся формулами:

1 курс: ;

2 курс: ;

3 курс: ;

4 курс: ;

5 курс: .

Для того чтобы определить средний балл по факультету необходимо:

· активировать любую ячейку списка;

· выбрать в строке меню команды Данные \ Итоги;

· в окне Промежуточные итоги задать нужные параметры;

· нажать кнопку ОК.



Рис. 3

3. Для округления результатов до одного десятичного знака воспользуемся функцией ОКРУГЛ ():

· активируем нужную ячейку списка;

· выбираем в строке меню команды Вставка \ Функция;

· находим функцию ОКРУГЛ;

· нажимаем ОК;

· задаём необходимые параметры;

· нажимаем ОК.



Рис. 4

4. Для определения рейтинга (места по уровню успеваемости) каждого курса необходимо воспользоваться функцией РАНГ ():

· активируем нужную ячейку списка;

· выбираем в строке меню команды Вставка \ Функция;

· находим функцию РАНГ;

· нажимаем ОК;

· задаём необходимые параметры;

· нажимаем ОК.



Рис. 5

5. Для предоставления результатов вычислений в графическом виде, необходимо:

· активировать необходимые ячейки списка;

· выбрать в строке меню команды Вставка \ Диаграмма;

· шаг 1: из списка предлагаемых диаграмм выбрать строку График, а затем его вид, нажать кнопку далее;

· шаг 2: нажать кнопку далее;

· шаг 3: написать название диаграммы, подписать оси, нажать кнопку далее;

· шаг 4: нажать кнопку готово.



Рис. 6

6. Используя табличные данные, сформировываем и заполняем ведомость итогов экзаменационной сессии. Для этого:

· активируем любую ячейку таблицы;

· выбираем в строке меню команды Данные \ Сводная таблица;

· в окне Мастер сводных таблиц и диаграмм шаг 1 нажимаем кнопку Далее;

· в окне Мастер сводных таблиц и диаграмм - шаг 2 нажимаем кнопку Далее;

· в окне Мастер сводных таблиц и диаграмм - шаг 3 нажимаем кнопку Макет;

· в окне Мастер сводных таблиц и диаграмм - Макет перетаскиваем поля так, как необходимо;

· нажимаем кнопку ОК;

· нажимаем кнопку Готово.

Рис. 7

Заключение

операционный интерфейс windows ведомость

В настоящее время имеется большое количество операционных систем, и перед пользователем стоит задача определить, какая операционная система лучше других (по тем или иным критериям). Очевидно, что идеальных систем не бывает, любая из них имеет свои достоинства и недостатки. Выбирая операционную систему, пользователь должен представлять, насколько та или иная ОС обеспечит ему решение его задач.

Чтобы выбрать ту или иную ОС, необходимо знать:

· на каких аппаратных платформах и с какой скоростью работает ОС;

· какое периферийное аппаратное обеспечение ОС поддерживает;

· как полно удовлетворяет ОС потребности пользователя, то есть каковы функции системы;

· каков способ взаимодействия ОС с пользователем, т.е. насколько нагляден, удобен, понятен и привычен пользователю интерфейс;

· существуют ли информативные подсказки, встроенные справочники и т.д.;

· какова надёжность системы, т.е. её устойчивость к ошибкам пользователя, отказам оборудования и т.д.;

· какие возможности предоставляет ОС для организации сетей;

· обеспечивает ли ОС совместимость с другими операционными системами;

· какие инструментальные средства имеет ОС для разработки прикладных программ;

· осуществляет ли в ОС поддержка различных национальных языков;

· какие известные пакеты прикладных программ можно использовать при работе с данной системой;

· как осуществляется в ОС защита информации и самой системы.

Определить тенденции в области развития операционных систем и строить долговременные прогнозы в этой области сложно, так как это достаточно динамичная область компьютерного рынка. Поэтому можно определить лишь наметившиеся тенденции и возможные направления развития операционных систем.

Первое направление - усложнение операционных систем. Современные ОС превращаются в огромный набор программ, утилит и т.п., занимая иногда больше места на диске, чем программы, которые используют сервис, предоставляемый этими операционными системами.

Второе направление - развитие объектно-ориентированной технологии создания операционных систем, позволяющей компьютеру манипулировать различными объектами (программными модулями или блоками данных) независимо от способа их представления на экране.

Третье направление связано с тем фактом, что операционные системы и программное обеспечение всегда отражают архитектурные решения аппаратной части компьютера. Следовательно, чтобы определить тенденции развития ОС, надо представлять, куда пойдёт развитие самих персональных компьютеров. Основная ставка в области ОС - полноценная 32-разрядная ОС, в которой в полной мере будут использоваться возможности, предоставляемые современными микропроцессорами, а в дальнейшем - переход на 64-разрядную операционную систему.

Список литературы

1. Информатика: Учебник / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2007г.

2. Экономическая информатика: Учебник / Под ред. В. П. Косарева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2005г.

3. Экономическая информатика: Учебник д/вузов Под ред. д.э.н. проф. В.В.Евдокимова. - СПб.: Питер, 2007г.

4. Евсюков В.В.Экономическая информатика: Учеб. пособ. - Тула: Издательство «Гриф и К», 2007г.

5. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. - М.: Лаборатория Базовых знаний, 2008г.

Приложение

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8. Модульная структура Windows NT

Размещено на Allbest.ru