Виртуальные машины являются ценным средством при разработке и тестировании кросс-платформенных приложений. Реже они используются для отладки модулей ядра или самой ОС.
Такие системы отличаются высокими накладными расходами и сравнительно низкой надежностью, поэтому относительно редко находят промышленное применение.
Билет №3 Понятие операционной системы. Основные функции операционной системы
Операционная система — программа, которая загружает ПК и работает напрямую с аппаратными частями ПК, является транслятором (переводчиком) с человеческого языка на машинный.
Без Операционной системы ПК функционировать не может.
Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств ПК и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.
WINDOWS 95, WINDOWS 98, WINDOWS ME, WINDOWS XP.
Состав Операционной системы:
7) Программный модуль, управляющий файлами.
8) Командный процессор (выполняет команды пользователя).
9) Программы, обеспечивающие управление работой различных устройств (ввода, вывода, хранения).
10) Графический модуль.
11) Справочная система.
12) Приложения.
Этапы загрузки Операционной системы:
7) Включение ПК.
8) Процессор обращается к ПЗУ за командами начальной загрузки.
9) Тестирование подключенных устройств.
10) Вывод характеристик найденных устройств.
11) Загружается Операционная система из внешней памяти (HDD) в оперативную.
12) Операционная система готова принимать задания от пользователя (Рабочий Стол).
К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением ОС:
- создание файлов и присвоение им имён;
- создание каталогов (папок) и присвоение им имён;
- переименование файлов и каталогов (папок);
- копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
- удаление файлов и каталогов (папок);
- навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
- управление атрибутами файлов и каталогов (папок).
Функции операционной системы.
Операционная система обеспечивает доступ пользователя и прикладных программ к аппаратным средствам компьютера. Основные функции операционной системы включают:
управление файлами и защита данных
обеспечение взаимодействия программ
управление системными ресурсами: процессор, память, жесткий диск и другие.
(иконка аппаратного средства) – Процессор, память, жесткий диск, видеоадаптер, периферийные устройства являются системными ресурсами. Доступ к любому системному ресурсу осуществляется через операционную систему. Операционная система регулирует использование всех аппаратных средств с целью обеспечения максимальной производительности компьютера.
(программа Word)- В тех случаях, когда программе требуется несколько ресурсов, операционная система разбивает ее на несколько параллельных процессов. Каждый из процессов взаимодействует с одним системным ресурсом (процессор, память, жесткий диск, принтер, видеоадаптер и др.). Операционная система отслеживает и синхронизирует выполнение процессов внутри одной программы.
(иконка программы) - Каждая прикладная программа использует определенные аппаратные средства: процессор, память, жесткий диск, принтер, клавиатура, мышь. Чтобы программа смогла получить доступ к устройству необходимо разрешение операционной системы. Операционная система регулирует использование всех аппаратных ресурсов с целью обеспечения максимальной производительности компьютера.
Билет № 4 Понятие вычислительного процесса и ресурса. Основные виды ресурсов компьютера
Понятие «вычислительный процесс» (или просто – «процесс») является одним из основных при рассмотрении ОС. Как понятие, процесс является определенным видом абстракции. Последовательный процесс (иногда называемый «задачей») – это выполнение отдельной программы с её данными на последовательном процессоре. Концептуально процессор рассматривается в двух аспектах:
- он является носителем данных;
- он (одновременно) выполняет операции, связанные с их обработкой.
В качестве примеров можно назвать следующие процессы (задачи):
- выполнение прикладных программ пользователей;
- выполнение утилит;
- выполнение других системных обрабатывающих программ;
- редактирование какого-либо текста;
- трансляция исходной программы;
- компоновка исходной программы;
- исполнение исходной программы.
Ресурсы могут быть разделяемыми, когда несколько процессов могут их использовать одновременно (в один и тот же момент времени) или параллельно (в течение некоторого интервала времени процессы используют ресурс попеременно), а могут быть и неделимыми
Билет № 5 Понятие вычислительного процесса и ресурса. Прерывание
Понятие «вычислительный процесс» (или просто – «процесс») является одним из основных при рассмотрении ОС. Как понятие, процесс является определенным видом абстракции. Последовательный процесс (иногда называемый «задачей») – это выполнение отдельной программы с её данными на последовательном процессоре. Концептуально процессор рассматривается в двух аспектах:
- он является носителем данных;
- он (одновременно) выполняет операции, связанные с их обработкой.
В качестве примеров можно назвать следующие процессы (задачи):
- выполнение прикладных программ пользователей;
- выполнение утилит;
- выполнение других системных обрабатывающих программ;
- редактирование какого-либо текста;
- трансляция исходной программы;
- компоновка исходной программы;
- исполнение исходной программы.
Прерывания представляют собой механизм, позволяющий координировать параллельное функционирование отдельных устройств вычислительной системы и реагировать на особые состояния, возникающие при работе процессора. Таким образом, прерывание – это принудительная передача управления от выполняемой программы к системе (а через нее – к соответствующей программе обработки прерывания), происходящая при возникновении определенного события.
Механизм прерываний реализуется аппаратно-программными средствами. Структуры систем прерывания (в зависимости от аппаратной архитектуры) могут быть самыми разными, но все они имеют одну общую особенность – прерывание непременно влечет за собой изменение порядка выполнения команд процессором.
Механизм обработки прерываний независимо от архитектуры вычислительной системы включает следующие элементы:
1. Установление факта прерывания (прием сигнала на прерывание) и идентификация прерывания (в операционных системах иногда осуществляется повторно, на шаге 4).
2. Запоминание состояния прерванного процесса. Состояние процесса определяется, прежде всего, значением счетчика команд (адресом следующей команды, который, например, в i80x86 определяется регистрами CS и IP – указателем команды), содержимым регистров процессора и может включать также спецификацию режима (например, режим пользовательский или привилегированный) и другую информацию.
3. Управление аппаратно передается подпрограмме обработки прерывания. В простейшем случае в счетчик команд заносится начальный адрес подпрограммы обработки прерываний, а в соответствующие регистры – информация из слова состояния. В более развитых процессорах, например в том же i80286 и последующих 32-битовых микропроцессорах, начиная с i80386, осуществляется достаточно сложная процедура определения начального адреса соответствующей подпрограммы обработки прерывания и не менее сложная процедура инициализации рабочих регистров процессора.
4. Сохранение информации о прерванной программе, которую не удалось спасти на шаге 2 с помощью действий аппаратуры. В некоторых вычислительных системах предусматривается запоминание довольно большого объема информации о состоянии прерванного процесса.
5. Обработка прерывания. Эта работа может быть выполнена той же подпрограммой, которой было передано управление на шаге 3, но в ОС чаще всего она реализуется путем последующего вызова соответствующей подпрограммы.
6. Восстановление информации, относящейся к прерванному процессу (этап, обратный шагу 4).
7. Возврат в прерванную программу.
Шаги 1-3 реализуются аппаратно, а шаги 4-7 – программно.
Билет № 6 Классификация программного обеспечения. Системное программное обеспечение
Классификация ПО
Традиционно программное обеспечение подразделяют на два класса:
1) системное программное обеспечение (СПО) и
2) прикладное (пользовательское) программное обеспечение (ППО)
Системное программное обеспечение (System Software) - совокупность программ и программных комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.
СПО управляет ресурсами компьютерной системы и позволяет пользователям программировать в более выразительных языках, чем машинный язык компьютера. Состав СПО мало зависит от характера решаемых задач пользователя.
Системное программное обеспечение предназначено для:
создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения программ);
автоматизации разработки (создания) новых программ;
обеспечения надежной и эффективной работы самого компьютера и вычислительной сети;
проведения диагностики и профилактики аппаратуры компьютера и вычислительных сетей;
выполнения вспомогательных технологических процессов (копирование, архивирование, восстановление файлов программ и баз данных и т.д.).
Данный класс программных продуктов тесно связан с типом компьютера и является его неотъемлемой частью.