Операционная система - это базовая составляющая программного обеспечения, она первая и самая главная программа, благодаря которой становится возможным общение человека с компьютером.

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Состав операционной системы:

Программный модуль, управляющий файловой системой (файловый менеджер), - в Windows - «проводник».

Командный процессор, выполняющий команды пользователя, - command.com

Драйверы устройств - специальные программы, которые обеспечи­вают управление и обмен информацией между устройствами.

Программные модули, обеспечивающие графический пользователь­ский интерфейс. При отсутствии такого интерфейса ввод команд производится в режиме командной строки с клавиатуры и требует специальных знаний. В системах с графическим интерфейсом даже начинающий пользователь может легко оперировать при помощи мыши.

Сервисные программы -утилиты. К ним относятся программы для обслуживания дисков, архиваторы, программы для работы в сети.

Справочная система входит в состав большинства операционных систем, разработанных в последние годы.

Именно благодаря красивой графической оболочке стала так популярна операционная система Windows.

Разработанная фирмой Microsoft система Windows реализует идею «поверхности письменного стола», когда все, что там находится, видно одновременно и достаточно протянуть руку, чтобы «взять» и использовать нужный предмет. С системой Windows пользователь общается не на языке слов и фраз, а на языке изображений (пиктограмм), т.е. в системе имеется графический интерфейс (интерфейс – это средство связи между объектами). При работе с графическим интерфейсом используется манипулятор мышь.

Windows – это программная среда, выполняющая многие функции операционной системы и облегчающая работу пользователя благодаря графическому интерфейсу. Чтобы запустить систему Windows, надо набрать команду win в командной строке операционной системы MS – DOS.При этом начинает работать Диспетчер программ системы и появляются окна с группами программ, называемые приложениями. Каждое окно имеет стандартную рамку, вверху которой находится его название и изображения специальных кнопок, а под названием располагаются строки меню. Окно, в котором работает пользователь, называется активным.

Активное окно расположено на переднем плане всего изображения экрана. Если за ним хотя бы частично видны другие окна, то любое из этих окон второго плана можно сделать активным, переведя тем самым его на передний план. Для этого следует подвести курсор к любой видимой части окна и щелкнуть кнопкой мыши. Активное окно можно перемещать по экрану и изменять его границы.

Подробно о работе с системой Windows написано в справочном руководстве. Чтобы познакомиться с ним, нужно войти в пункт меню Диспетчера программ Справка . Одна из команд этого пункта – учебник по системе Windows. В каждом приложении Windows имеется также подробная информация о работе с данным программным средством.

Первая версия Windows 1.0 появилась в конце 80–х годов и осталась совершенно незамеченной. Аналогичная участь постигла и следующую версию. Лишь версия 3.0 сумела стать «продуктом года». А еще через 2 года на свет появились системы версий 3.1 и 3.11. В последнюю версию была встроена полная поддержка мультимедиа.

Следующей системой, сошедшей с конвейера Microsoft, стала Windows 95. Проект назывался Chicago. Вышла эта операционная система в сентябре 1995 года. Она стала первой графической операционной системой для компьютеров. В отличие от предшественников, она была 32- разрядной, обладала улучшенным интерфейсом, в нее был впервые интегрирован комплекс DirectX, предоставляющий системе прямой доступ к устройствам. Также, новая система могла самостоятельно распознавать большое количество комплектующих.

Система Windows 95 ввела новый стандарт самоустанавливающихся устройств. Подключение таких устройств происходит автоматически. Операционная система сама «узнает», что установлено в компьютере, и настраивается на работу с новым оборудованием.

Выпуск программы также рассчитан на то, чтобы в первую очередь удовлетворить потребности пользователей Windows 95. Тем, кто работает с этой программой проще найти необходимую программу.

Windows 95 обладает значительной гибкостью. Она позволяет использовать не только программы, написанные для этой системы, но и программы, написанные ранее для операционной системы MS – DOS и для операционной среды Windows 3.1.

Windows 95 имеет очень удобный интерфейс пользователя. Большинство операций можно выполнять несколькими различными способами. Каждый использует тот способ, который удобен лично ему.

Но у Windows 95 есть и недостатки. Например, высокая гибкость Windows 95 иногда приводит к снижению надежности ее работы, поэтому эту систему не используют там, где надежность на первом месте. Другой недостаток системы состоит в том, что за многообразие ее возможностей приходится расплачиваться многими часами их изучения. Но это не бесполезные затраты времени. Хорошее знание операционной системы позволит в будущем сэкономить время при изучении программ, написанных для нее заранее.

К работе над новой версией Windows компания Microsoft приступила сразу же после выхода Windows 95. Ее рабочее название было Memphis. Закончилась работа над системой в первой половине 1998 года и называлась она Windows 98. В магазины новая операционная система попала 25 июня 1998 года. Также было выпущено несколько других систем для домашнего пользования. Она отличается более высокой надежностью, улучшенным оформлением, наличием специальных средств для «самозалечивания» и саморазвития системы. Основное отличие состоит в том, что эта система ориентирована на работу с компьютерами, подключенными к Интернет.

Операционные системы семействаWindows представляет собой 32-разрядные операционные системы, обеспечивающую многозадачную и многопоточную обработку приложений. Они поддерживает удобный графический пользовательский интерфейс, возможность работы в защищенном режиме, совместимость с программами реального режима и сетевые возможности. В Windows реализована технология поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug and Play, допускаются длинные имена файлов и обеспечиваются повышенные характеристики устойчивости.

32-разрядность означает, что операции над 32-разрядными данными здесь выполняются быстрее, чем над 16-разрядными. 32-разрядные Windows-приложения выполняются в собственном адресном пространстве, доступ в которое для других программ закрыт. Это защищает приложения от ошибок друг друга. При сбое в работе одного приложения другое продолжает нормально функционировать. Сбойное же приложение можно завершить.

Многозадачность предоставляет возможность параллельной работы с несколькими приложениями. Пока одно из них занимается, например, печатью документа на принтере или приемом электронной почты из сети Internet, другое может пересчитывать электронную таблицу или выполнять другую полезную работу.

Многопоточность позволяет определенным образом разработанным приложениям одновременно выполнять несколько своих собственных процессов. Например, работая с многопоточной электронной таблицей, пользователь сможет делать перерасчет в одной таблице в то время, как будет выполняться печать другой и загрузка в память третьей. Пока один поток находится в состоянии ожидания, например, завершения операции обмена данными с медленным периферийным устройством, другой может продолжать выполнять свою работу.

Отличительной чертой Windows является объектно-ориентированный подход к построению системы. На уровне пользователя объектный подход выражается в том, что интерфейс представляет собой подобие реального мира, а работа с машиной сводится к действиям с привычными объектами. Так, папки можно открыть, убрать в портфель, документы – просмотреть, исправить, переложить с одного места на другое, выбросить в корзину, факс или письмо – отправить адресату и т. д. Пользователь работает с задачами и приложениями так же, как с документами на своем письменном столе. Обьектно-ориентированный подход реализуется через модель рабочего стола – первичного объекта Windows. После загрузки Windows он выводится на экран. На рабочем столе могут быть расположены различные объекты: программы, папки с документами (текстами, рисунками, таблицами), ярлыки программ или папок.

Ярлыки обеспечивают доступ к программе или документу из различных мест, не создавая при этом нескольких физических копий файла. На рабочий стол можно поместить не только пиктограммы приложений и отдельных документов, но и папок. Папки - еще одно название каталогов.

Существенным нововведением в Windows стала панель задач . Несмотря на небольшие функциональные возможности, она делает наглядным механизм многозадачности и намного ускоряет процесс переключения между приложениями. Внешне панель задач представляет собой полосу, обычно располагающуюся в нижней части экрана, на которой размещены кнопки приложений и кнопка “Пуск”. В правой ее части обычно присутствуют часы и небольшие пиктограммы программ, активных в данный момент.

Windows обеспечивает работу с аудио и видеофайлами различных форматов. Значительным достижением Windows стали встроенные в систему программы для компьютерных коммуникаций. Коммуникационные средства Windows рассчитаны на обычных пользователей и не требуют специальных знаний. Эти средства включают в себя возможности работы в локальных сетях и глобальных сетях, настройку модемов, подключение к электронной почте и многое другое.

В операционной системе Windows при работе с окнами и приложениями широко применяется манипулятор мышь. Обычно мышь используется для выделения фрагментов текста или графических объектов, установки и снятия флажков, выбора команд меню, кнопок панелей инструментов, манипулирования элементами управления в диалогах, "прокручивания" документов в окнах.

В Windows активно используется и правая кнопка мыши. Поместив указатель над интересующем объекте и сделав щелчок правой кнопкой мыши, можно раскрыть контекстное меню , содержащее наиболее употребительные команды, применимые к данному объекту.

При завершении работы нельзя просто выключить компьютер, не завершив работу системы по всем правилам - это может привести к потере некоторых несохраненных данных. Для правильного завершения работы необходимо сохранить данные во всех приложениях, с которыми работал пользователь, завершить работу всех ранее запущенных DOS-приложений, открыть меню кнопки “Пуск” и выбрать команду “Завершение работы”.

Модуль 3 .

СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРА

Лекция 2. Операционная система Windows

Лекция 2. Операционная система Windows. 3

Особенности операционных систем Windows. 3

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности. 3

Технология Plug-and-Play. 4

Графический пользовательский интерфейс. 5

Концепция Windows XP. 5

Пользовательский интерфейс Windows XP. 7

Основные элементы экранного интерфейса. 7

Меню Пуск. 10

Панель задач. 15

Ярлыки для программ, файлов и папок. 19

Запуск программ.. 20

Начало и завершение работы Windows XP. 20

Окна в системе Windows. 22

Окно приложения и окно документа. 22

Диалоговое окно. 23

Управление окнами. 24

Дополнительные возможности Windows XP. 26

Работа с компакт-дисками. 26

Работа с цифровыми фотографиями. 28

Справочная система Windows XP. 29

Поисковая система Windows XP. 31

Встроенные приложения Windows XP. 34

Программа Калькулятор. 35

Графический редактор Paint 37

Текстовые редакторы Блокнот и WordPad. 39

Проигрыватель Windows Media. 40

Создание слайд-фильма с помощью Windows Movie Maker. 43

Особенности операционных систем Windows

Операционные системы семейства Windows, начиная с версии Windows 95, имеют общие особенности, ключевыми из которых являются:

· простота в работе, достигаемая использованием графического интерфейса, технологии поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug-and-Play, встроенной сетевой поддержки, усовершенствованной обучающей и справочной системы, допустимостью применения длинных имен файлов и др.;

· повышенная производительность, обусловленная такими свойствами Windows, как вытесняющая многозадачность и многопоточность, повышенная устойчивость к сбоям, ускоренная печать, наличие высокоэффективных мультимедийных компонентов и т.д.;

· совместимость с существующими приложениями MS-DOS и предыдущих версий Windows, поддержка любого оборудования и драйверов устройств, сетевая совместимость с другими сетевыми операционными системами (далее – ОС).

Рассмотрим основные принципы и технологии Windows более подробно.

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности

ОС Windows обеспечивает возможность выполнения одновременно нескольких задач. Каждая из разных по содержанию задач решается практически одновременно в своем окне (отсюда и происхождение самого названия windows – «окна»). Информация о вызванных программах в виде значков отображается на Панели задач . Однако, несмотря на производимое впечатление, в действительности обычные компьютеры (с одним центральным процессором) не могут выполнять большое количество разных приложений в один и тот же момент времени. Как правило, компьютеры одновременно работают с одной задачей. Правда при этом отдельные операции могут выполняться с очень большой скоростью. Таким образом, операционная система может очень быстро переключаться с одного приложения на другое, и у пользователя создается впечатление одновременной работы приложений.

Самые первые версии Windows (например, Windows 3.11) требовали от каждого приложения «добровольной» передачи контроля над центральным процессором в различные моменты выполнения задачи, что позволяло операционной системе передавать управление другой запущенной программе. Такой режим работы называется режимом кооперативной многозадачности . При этом каждое приложение могло захватить столько процессорного времени, сколько считало нужным, и часто то или иное приложение «не желало» делиться ресурсами центрального процессора, т.е. операционная система не могла «навести порядок».

Современные версии Windows поддерживают режим вытесняющей многозадачности , который более совершенен. Он основан на приоритетах . Приоритет - это величина, отражающая важность приложения.

Каждое приложение имеет некоторый приоритет. Операционная система выделяет выполняющемуся приложению процессорное время в соответствии с текущими приоритетами. Операционной системе не приходится ждать, пока приложение или какая-нибудь операция в нем не откажется от контроля за ресурсами центрального процессора, для того чтобы передать управление другой, более приоритетной программе. Говорят, что более приоритетное приложение вытесняет менее приоритетное. Это позволяет избегать так называемых зависаний системы.

В Windows для повышения эффективности системы используется также принцип многопоточности .

Многопоточность - это особый механизм, предусмотренный для 32-разрядных приложений, позволяющий создавать и выполнять несколько потоков в одном приложении. Поток ( thread) - часть программы, которой может быть выделено процессорное время и доля ресурсов наряду с другими частями программы для одновременного выполнения. Например, текстовый редактор, состоящий из нескольких потоков, способен существенно увеличить скорость обработки отдельных операций и упростить работу пользователя: один поток может управлять вводом текста с клавиатуры и отображением его на экране дисплея, другой одновременно выполнять какую-то фоновую операцию, например, проверку орфографии, а третий распечатывать документ на принтере.

Распределение времени между активными приложениями в Windows осуществляет ядро операционной системы, а поддержка вытесняющей многозадачности обеспечивает плавное переключение между одновременно выполняемыми приложениями и не позволяет одному приложению занять все системные ресурсы.

Технология Plug-and-Play

Технология Plug-and-Play («включай и работай»), которая используется в Windows, позволяет без ручной настройки подключать новые устройства к ЭВМ, например, принтер или лазерный проигрыватель. Она ориентирована на поддержку любого типа устройств, включая мониторы, видеоплаты, принтеры, звуковые карты, модемы, приводы CD-ROM, различные контроллеры жестких дисков.

ОС самостоятельно создаёт и изменяет файлы конфигурации, распознаёт конкретное техническое устройство и производит его автонастройку. Она автоматически подбирает драйвер для работы этого устройства.

Драйверы (driver – шофер, водитель) – системные программы, обеспечивающие работу принтеров, дисководов, дисплеев, клавиатуры и других внешних устройств ЭВМ.

Microsoft предоставляет 32-разрядные драйверы для всех основных устройств Plug-and-Play. Производители специального оборудования сами разрабатывают подобные программы. При установке устройства, которое требует наличия драйвера, отсутствующего в числе поставляемых в составе Windows, будет выдан запрос о необходимости вставить установочную дискету с нужным драйвером для этого устройства. Дополнительные устройства подключаются специальными программами-мастерами , которые либо сами распознают устройство, либо в диалоговом режиме запрашивают дополнительную информацию, благодаря чему процесс подключения устройств упрощается.

Лекция 2. Операционная система Windows 3

Особенности операционных систем Windows 3

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности 3

Технология Plug-and-Play 4

Графический пользовательский интерфейс 5

Концепция Windows XP 5

Пользовательский интерфейс Windows XP 7

Основные элементы экранного интерфейса 7

Меню Пуск 10

Панель задач 15

Ярлыки для программ, файлов и папок 19

Запуск программ 20

Начало и завершение работы Windows XP 20

Окна в системе Windows 22

Окно приложения и окно документа 22

Диалоговое окно 23

Управление окнами 24

Дополнительные возможности Windows XP 26

Работа с компакт-дисками 26

Работа с цифровыми фотографиями 28

Справочная система Windows XP 29

Поисковая система Windows XP 31

Встроенные приложения Windows XP 34

Программа Калькулятор 35

Графический редактор Paint 37

Текстовые редакторы Блокнот и WordPad 39

Проигрыватель Windows Media 40

Создание слайд-фильма с помощью Windows Movie Maker 43

Особенности операционных систем Windows

Операционные системы семейства Windows, начиная с версии Windows 95, имеют общие особенности, ключевыми из которых являются:

простота в работе, достигаемая использованием графического интерфейса, технологии поддержки самонастраивающейся аппаратуры Plug-and-Play, встроенной сетевой поддержки, усовершенствованной обучающей и справочной системы, допустимостью применения длинных имен файлов и др.;

повышенная производительность, обусловленная такими свойствами Windows, как вытесняющая многозадачность и многопоточность, повышенная устойчивость к сбоям, ускоренная печать, наличие высокоэффективных мультимедийных компонентов и т.д.;

совместимость с существующими приложениями MS-DOS и предыдущих версий Windows, поддержка любого оборудования и драйверов устройств, сетевая совместимость с другими сетевыми операционными системами (далее – ОС).

Рассмотрим основные принципы и технологии Windows более подробно.

Преимущества приоритетной многозадачности и многопоточности

ОС Windows обеспечивает возможность выполнения одновременно нескольких задач. Каждая из разных по содержанию задач решается практически одновременно в своем окне (отсюда и происхождение самого названия windows – «окна»). Информация о вызванных программах в виде значков отображается на Панели задач . Однако, несмотря на производимое впечатление, в действительности обычные компьютеры (с одним центральным процессором) не могут выполнять большое количество разных приложений в один и тот же момент времени. Как правило, компьютеры одновременно работают с одной задачей. Правда при этом отдельные операции могут выполняться с очень большой скоростью. Таким образом, операционная система может очень быстро переключаться с одного приложения на другое, и у пользователя создается впечатление одновременной работы приложений.

Самые первые версии Windows (например, Windows 3.11) требовали от каждого приложения «добровольной» передачи контроля над центральным процессором в различные моменты выполнения задачи, что позволяло операционной системе передавать управление другой запущенной программе. Такой режим работы называется режимом кооперативной многозадачности . При этом каждое приложение могло захватить столько процессорного времени, сколько считало нужным, и часто то или иное приложение «не желало» делиться ресурсами центрального процессора, т.е. операционная система не могла «навести порядок».

Современные версии Windows поддерживают режим вытесняющей многозадачности , который более совершенен. Он основан на приоритетах . Приоритет - это величина, отражающая важность приложения.

Каждое приложение имеет некоторый приоритет. Операционная система выделяет выполняющемуся приложению процессорное время в соответствии с текущими приоритетами. Операционной системе не приходится ждать, пока приложение или какая-нибудь операция в нем не откажется от контроля за ресурсами центрального процессора, для того чтобы передать управление другой, более приоритетной программе. Говорят, что более приоритетное приложение вытесняет менее приоритетное. Это позволяет избегать так называемых зависаний системы.

В Windows для повышения эффективности системы используется также принцип многопоточности .

Многопоточность - это особый механизм, предусмотренный для 32-разрядных приложений, позволяющий создавать и выполнять несколько потоков в одном приложении. Поток ( thread) - часть программы, которой может быть выделено процессорное время и доля ресурсов наряду с другими частями программы для одновременного выполнения. Например, текстовый редактор, состоящий из нескольких потоков, способен существенно увеличить скорость обработки отдельных операций и упростить работу пользователя: один поток может управлять вводом текста с клавиатуры и отображением его на экране дисплея, другой одновременно выполнять какую-то фоновую операцию, например, проверку орфографии, а третий распечатывать документ на принтере.

Распределение времени между активными приложениями в Windows осуществляет ядро операционной системы, а поддержка вытесняющей многозадачности обеспечивает плавное переключение между одновременно выполняемыми приложениями и не позволяет одному приложению занять все системные ресурсы.

Принципы организации операционной системы.

Понятие об операционной системе Windows.

Операционная система (ОС) – это главная программа ПК. Она позволяет запускать программы, организует их работу, распределяет между ними память, организует обращение к диску, позволяет нам работать с принтером, клавиатурой, мышью…

ОС персональных ПК делятся на многозадачные (Windows, OS/2, Mac OS, Unix и др. ) и однозадачные (MS-DOS, DR-DOS и др.).

Однозадачные – это вчерашний день компьютерных технологий. В них может в один момент работать ровно одна программа.

Многозадачные же позволяют параллельно работать с несколькими программами – количество этих программ зависит только от мощности системы, пока хватит памяти, можно запускать программы еще и еще…

Самая распространенная многозадачная ОС – Microsoft Windows. Из других ОС для ПК можно отметить набирающую популярность ОС Linux (Линукс) из семейства Unix, а также можно отметить системы BeOS (Биос) и OS/2 фирмы IBM. На ПК Макинтош – применяют систему MacOS.

Обычно ОС храниться на жестком диске. Системный диск – это диск, где хранятся основные модули операционной системы и сервисные программы, расширяющие ее возможности. При включении компьютера ОС автоматически осуществляет загрузку своих программ с системного диска в оперативную память и передает им управление.

Microsoft Windows – это многозадачная 32-разрядная сетевая операционная система c графическим интерфейсом и расширенными системными возможностями. Разработано два семейства ОС Windows.

Windows 95/98/Me – мощная настольная ОС, оптимизированная для использования мультимедиа-приложений.

Windows NT/2000 – мощная универсальная сетевая ОС для бизнес-вычислений. Существует в двух основных исполнениях:

• сервер – серверная ОС, оптимизированная для применения в качестве сервера файлов, печати и приложений;
• рабочая станция – настольная ОС, оптимизированная для использования в качестве высокопроизводительного защищенного сетевого клиента и корпоративной ОС.

Все ОС семейства Microsoft Windows имеют следующие общие свойства:

• имеют единый графический интерфейс пользователя Windows 95 ;
• поддерживают многозадачные и многопоточные вычисления;
• имеют встроенную поддержку мультимедиа .
• поддерживают различные аппаратные платформы: Intel-совместимые, на основе RISC-процессоров и на базе процессоров PowerPC;
• поддерживают файловую систему FAT.

Кроме этого, Windows NT/2000 имеют дополнительные свойства:

• Защита . Windows NT/2000 имеет более надежную защиту файлов папок, принтеров и других ресурсов компьютера на уровне пользователя, в то время как Windows 95/98/Me обеспечивает защиту только на уровне ресурса.
• Надежность . Каждое приложение в Windows NT/2000 работает в собственном адресном пространстве. Приложения, аварийно завершившие работу, не влияют на другие приложения или ОС в целом. Свойства архитектуры Windows NT/2000 защищают ОС некорректно работающих приложений.