ОБРАЩАЮ ВАШЕ ВНИМАНИЕ НА СЛЕДУЮЩИЕ ОБСТОЯТЕЛЬСТВА
Мы с Вами работаем по дистанционной форме, мы в аудитории, вы дома.
Вы обязаны выполнять задания в рамках учебного времени в соответствии с расписанием.
Мы осуществляем проверку выполненных вами заданий и оформляем соответствующий отчет.
Выполняйте полученные задания в указанные сроки, нарушение данных сроков может принести Вам неприятные сюрпризы после окончания сроков дистанционного обучения.
При систематическом нарушении сроков выполнения заданий, работы, присланные после указанных сроков выполнения будет необходимо защищать в обычном режиме.
Работы, выполненные в срок и в полном объеме от дополнительных защит освобождены.
Если возникает необходимость в дополнительной консультации возможна консультация в учебном заведении в соответствии с расписанием.
Соблюдайте правила оформления имен файлов, которые Вы отправляете (образец оформления Вам представлен. Файлы без имени не рассматриваю)
В КОНЦЕ ЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ, НА КОТОРЫЕ НЕОБХОДИМО ОТВЕТИТЬ
Форма отчета скриншоты лекционного материала и ответов на контрольные вопросы, написанных от руки. ВНИМАНИЕ!!!!! Записываем номер вопроса, текст вопроса и ТОЛЬКО ОТВЕТ, КОТОРЫЙ ВЫСЧИТАЕТЕ ВЕРНЫМ.
Имя файла должно содержать следующую информацию. ФИО, Тема, дата получения задания (в соответствии с расписанием).
Например. Иванов Иван Понятие, назначение, типы и основные функции ОС С7118 23 марта
Файлы с отчетами отправлять на адрес: sveta18_06@mail.ru
Срок выполнения задания до 23 марта 2020 года до 13 - 00
Ниже представлен лекционный материал.
|
|
ВВЕДЕНИЕ Цели и задачи дисциплины.
ТЕКСТ, ВЫДЕЛЕННЫЙ ЖЕЛТЫМ ЦВЕТОМ ПЕРЕПИСЫВАТЬ НИ НАДО. ОН ДЛЯ ОЗНАКОМЛЕНИЯ С ДИСЦИПЛИНОЙ
Учебная дисциплина «Операционные системы и среды» является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 09.02.05 Прикладная информатика (отраслям),
Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
− использовать средства операционных систем и сред для обеспечения работы вычислительной техники;
− работать в конкретной операционной системе;
− работать со стандартными программами операционной системы;
− устанавливать и сопровождать операционные системы;
− поддерживать приложения различных операционных систем;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
− состав и принципы работы операционных систем и сред;
− понятие, основные функции, типы операционных систем;
− машинно-зависимые свойства операционных систем: обработку
прерываний, планирование процессов, обслуживание
ввода-вывода, управление виртуальной памятью;
− машинно-независимые свойства операционных систем:
работу с файлами, планирование заданий, распределение ресурсов;
− принципы построения операционных систем;
− способы организации поддержки устройств, драйверы оборудования;
− понятие, функции и способы использования программного
интерфейса операционной системы, виды пользовательского интерфейса;
|
|
Тема 1.1. Общие понятия и классификация операционные системы
1. Понятие, назначение, типы и основные функции ОС. Классификация операционных систем
Операционная система (ОС) – это совокупность программных средств, осуществляющая управление ресурсами компьютера, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающая диалог пользователя с ЭВМ. Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная и внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д. ОС загружается в оперативную память при включении компьютера и предоставляет пользователю удобный способ общения (интерфейс) с вычислительной системой.
Основные функции классических операционных:
¾ Планирование заданий и использования процессора.
¾ Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации.
¾ Управление памятью.
¾ Управление файловой системой.
¾ Управление вводом-выводом.
¾ Обеспечение безопасности
Каждая из приведенных функций обычно реализована в виде подсистемы, являющейся структурным компонентом ОС. В каждой конкретной операционной системе эти функции, конечно, реализовывались по-своему, в различном объеме. Они не были придуманы как составные части деятельности операционных систем изначально, а появились в процессе развития, по мере того, как вычислительные системы становились удобнее, эффективнее и безопаснее.
Основные понятия ОС
¾ Системные вызовы
¾ Прерывания
|
|
¾ Исключительные ситуации
¾ Файлы
¾ Процессы, нити
¾ Системные вызовы
В любой операционной системе поддерживается некоторый механизм, который позволяет пользовательским программам обращаться за услугами ядра ОС. Эти средства общения с ядром часто назывались экстракодами или системными макрокомандами. В ОС UNIX такие средства называются системными вызовами.
Системные вызовы (system calls) интерфейс между операционной системой и пользовательской программой. Они создают, удаляют и используют различные объекты, главные из которых процессы и файлы. Пользовательская программа запрашивает сервис у операционной системы, осуществляя системный вызов. Имеются библиотеки процедур, которые загружают машинные регистры определенными параметрами и осуществляют прерывание процессора, после чего управление передается обработчику данного вызова, входящему в ядро операционной системы. Цель таких библиотек сделать системный вызов похожим на обычный вызов подпрограммы.
Основное отличие состоит в том, что при системном вызове задача переходит в привилегированный режим или режим ядра (kernel mode). Поэтому системные вызовы иногда еще называют программными прерываниями в отличие от аппаратных прерываний, которые чаще называют просто прерываниями.
В этом режиме работает код ядра операционной системы, причем он исполняется в адресном пространстве и в контексте вызвавшей его задачи. Таким образом, ядро операционной системы имеет полный доступ к памяти пользовательской программы, и при системном вызове достаточно передать адреса одной или нескольких областей памяти с параметрами вызова и адреса одной или нескольких областей памяти для результатов вызова.
В большинстве операционных систем системный вызов осуществляется командой программного прерывания (INT). Таким образом, программное прерывание — это синхронное событие.
Прерывания
Прерывание (hardware interrupt) событие, генерируемое внешним (по отношению к процессору) устройством. Посредством аппаратных прерываний аппаратура либо информирует центральный процессор о том, что возникло какое-либо событие, требующее немедленной реакции (например, пользователь нажал клавишу), либо сообщает о завершении асинхронной операции ввода-вывода (например, закончено чтение данных с диска в основную память).
Важный тип аппаратных прерываний - прерывания таймера, которые генерируются периодически через фиксированный промежуток времени. Прерывания таймера используются операционной системой при планировании процессов. Каждый тип аппаратных прерываний имеет собственный номер, однозначно определяющий источник прерывания.
Аппаратное прерывание — это асинхронное событие, то есть оно возникает вне зависимости от того, какой код исполняется процессором в данный момент. Обработка аппаратного прерывания не должна учитывать, какой процесс является текущим.
Исключительные ситуации
Исключительная ситуация (exception) событие, возникающее в результате попытки выполнения программой недопустимой команды, доступа к ресурсу при отсутствии достаточных привилегий или обращения к отсутствующей странице памяти.
Исключительные ситуации так же, как и системные вызовы, являются синхронными событиями, возникающими в контексте текущей задачи. Исключительные ситуации можно разделить на исправимые и неисправимые. К исправимым относятся такие исключительные ситуации, как отсутствие нужной информации в оперативной памяти. После устранения причины исправимой исключительной ситуации программа может продолжить выполнение.
Возникновение в процессе работы операционной системы исправимых исключи-тельных ситуаций является нормальным явлением. Неисправимые исключительные ситуации обычно возникают в результате ошибок в программах. Обычно операционная система реагирует на такие ситуации завершением программы, вызвавшей исключительную ситуацию.
Файлы
Файлы предназначены для хранения информации на внешних носителях, то есть, принято, что информация, лежащая, например, на диске, должна находиться внутри файла. Обычно под файлом понимают часть пространства на носителе информации, имеющую имя.
Главная задача файловой системы (file system) скрыть особенности ввода-вывода и дать программисту простую абстрактную модель файлов, независимых от устройств. Для чтения, создания, удаления, записи, открытия и закрытия файлов также имеется обширная категория системных вызовов (create, delete, open, close, read, write).
Пользователям хорошо знакомы такие понятия, связанные с организацией файловой системы, как каталог, текущий каталог, корневой каталог, путь, для манипулирования которыми в операционной системе имеются системные вызовы.
Классификация ОС
Существует несколько схем классификации операционных систем. Ниже приведена классификация по некоторым признакам с точки зрения пользователя:
¾ Реализация многозадачности
¾ Поддержка многопользовательского режима.
¾ Многопроцессорная обработка
¾ Системы реального времени
¾ Реализация многозадачности
По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:
¾ многозадачные (Unix, OS/2, Windows).
¾ однозадачные (например, MS-DOS)
Многозадачная ОС, решая проблемы распределения ресурсов и конкуренции, полностью реализует мультипрограммный режим
Приблизительность классификации очевидна из приведенных примеров. Так в ОС MS-DOS можно организовать запуск дочерней задачи и одновременное сосуществование в памяти двух и более задач. Однако эта ОС традиционно считается однозадачной, главным образом из-за отсутствия защитных механизмов и коммуникационных возможностей
Поддержка многопользовательского режима
По числу одновременно работающих пользователей ОС можно разделить на:
• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x);
• многопользовательские (Windows NT, Unix).
Наиболее существенно отличие заключается в наличии у многопользовательских систем механизмов защиты персональных данных каждого пользователя.
Контрольные вопросы
| Компетенции | Задание | Варианты ответа |
| ПК 1.2 ОК 1 | Операционная система – это: | а) комплекс взаимодействующих системных программ б) комплекс взаимосвязанных системных программ в) комплекс хранения программ во внутренней памяти г) система, состоящая из взаимно работающих прикладных программ |
| ПК 1.2 ОК 2 | Что не относится к дополнительным функциям операционной системы (ОС): | а) многозадачность б) разграничение прав доступа в) защита системы г) загрузка приложений в оперативную память и их выполнение |
| ПК 1.7 ОК 4 | Прерывание – это: | а) комплекс взаимодействующих системных программ б) комплекс взаимосвязанных системных программ в) событие, состоящее из взаимно работающих прикладных программ г) событие генерируемое внешним устройством |
| ПК 1.10 ОК 3 | Что не входит в состав предъявляемых требований к ОС: | а) многозадачность б) совместимость в) безопасность г) расширяемость |
| ПК 1.2 ОК 1 | Исключительные ситуации – это: | а) события, возникающие в результате попытки выполнения программой команды, которая не может быть выполнена б) комплекс взаимосвязанных системных программ в) комплекс событий, которые возникают в результате попытки прервать выполняемый процесс г) события, возникающие в результате вызова процесса для удаления другого процесса |
| ПК 1.2 ОК 2 | Что не относится к основным функциям операционной системы (ОС): | а) стандартизированный доступ к периферийным устройствам б) управление оперативной памятью в) форматирование не выполненных процессов г) загрузка приложений в оперативную память и их выполнение |
1. Основными функциями операционных систем являются:
1. диалог с пользователем;
2. управление ресурсами компьютера;
3. разработка программ для ЭВМ;
4. запуск программ на выполнение;
5. вывод информации на принтер.
2. К операционным системам относятся:
1. MS – OFFICE, Clipper;
2. MS-Word, WordPad, PowerPoint;
3. MS-DOS, Windows.
3. Операционная система — это:
1. совокупность основных устройств компьютера
2. система программирования на языке низкого уровня;
3. набор программ, обеспечивающий работу всех аппаратных устройств компьютера и доступ пользователя к ним;
4. совокупность программ, используемых для операций с документами;
5. программа для уничтожения компьютерных вирусов.
4. Операционные системы входят в состав:
1. прикладного программного обеспечения;
2. системного программного обеспечения;
3. системы управления базами данных;
4. систем программирования;
5. уникального программного обеспечения.