5.4. Классификация служебных программных средств

1. Диспетчеры файлов.

2. Средства сжатия данных (архиваторы).

3. Средства диагностики.

4. Средства контроля (мониторы).

5. Мониторы установки.

6. Средства коммуникации (коммуникационные программы).

7. Средства обеспечения компьютерной безопасности.

6. Основные функции операционных систем

Операционная система (ОС) – комплекс системных и служебных программных средств. Она опирается на базовое программное обеспечение компьютера (BIOS) и является опорой для программного обеспечения прикладных и служебных приложений. Приложениями называются все программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Основная функция всех ОС – посредническая. Она обеспечивает:

1. интерфейс пользователя – взаимодействие между пользователем и аппаратными средствами компьютера;

2. аппаратно-программный интерфейс – взаимодействие между программным и аппаратным обеспечением;

3. программный интерфейс – взаимодействие между разными видами программного обеспечения.

Все ОС обеспечивают свой автоматический запуск.

6.1. Обеспечение интерфейса пользователя

Все ОС системы обеспечивают пакетный и диалоговый режим работы с пользователем. В пакетном режиме операционная система автоматически исполняет заданную последовательность команд. В диалоговом режиме операционная система находится в ожидании команды пользователя. Получив ее и исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды.

Различают неграфический и графический интерфейс пользователя ОС. Интерфейс неграфических ОС реализован в виде командной строки. Команды вводят в поле командной строки, исполнение команды начинается после нажатия клавиши ENTER. Это семейство ОС – MS-DOS (версии от 1.0 до 6.22).

Работа с графической ОС основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления. Активный элементом является указатель мыши, пассивные элементы управления – графические элементы управления приложениями (кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и т.д.).

6.2. Организация файловой системы

Все современные дисковые ОС обеспечивают создание файловой системы, для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT). Поскольку нарушение FAT приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, к ней предъявляются особые требования надежности, и она существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами ОС.

Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Поскольку размер FAT ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры.

Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.

Операционные системы MS-DOS, Windows 95 и Windows NT реализуют 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов. Такая файловая система называется FAТ16. Она позволяет разместить в FAT не более 2¹⁶ = 65536 записей. Соответственно, для дисков объемом от 1 до 2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайт (64 сектора). Это не вполне рациональный расход рабочего пространства – в конце любого файла образуется некий остаток, нерационально расходующий целый кластер.

Для современных жестких дисков потери, связанные с неэффективностью файловой системы, весьма значительны и могут составлять от 25% до 40% полной емкости диска, в зависимости от среднего размера хранящихся файлов. С дисками же размером более 2 Гбайт файловая система FAT16 вообще работать не может.

В настоящее время только операционная система Windows 98 обеспечивает более совершенную организацию файловой системы – FAT32 с 32-разрядными полями в таблице размещения файлов. Для дисков размером до 8 Гбайт эта система обеспечивает размер кластера 4 Кбайт (8 секторов).