Самостійна робота №8

Операційна система – це набір управляючих програм, які забезпечують роботу обчислювальної системи, а саме:  здійснюють управління роботою апаратної і програмної складових обчислювальної системи, координують взаємодію окремих частин цих складових;  дають змогу користувачеві здійснювати загальне управління обчислювальною системою на рівні заздалегідь занесених до запам'ятовуючих пристроїв машини програм. Операційна система здійснює діалог з користувачем; керування комп'ютером, його ресурсами (оперативною пам'яттю, місцем на дисках), запускає інші (прикладні) програми на виконання; забезпечує взаємодію програм із зовнішніми пристроями та між собою; виявляє різні ситуації, що виникають у процесі виконання програм, повідомляючи про них. Загальне управління машиною здійснюється за допомогою спеціальної системи операцій (вказівок) операційної системи, таких як розмітка дисків, копіювання файлів, виведення каталогу імен файлів на екран, запуск будь–яких програм, встановлення режимів роботи монітора, принтера та інші дії. У різних моделях персональних комп'ютерів використовуються різні операційні системи. Для їх зберігання і роботи необхідні відповідні об’єми оперативної пам'яті, від них залежить ступінь зручності при розробці та використанні програм. Для комп'ютерів типу IBM PC найчастіше використовують операційну систему MS DOS фірми Mіcrosoft або сумісні PC DOS (фірми IBM) і DR DOS (фірми Dіgіtal Research). Іноді на IBM PC використовують OC: OS/2 і UNIX (фірма Apple Macіntosh). Розрізняють ОС пакетної обробки, які після загрузки пакету завдань виконують їх автоматично без втручання оператора, та діалогові ОС, які за допомогою видачі інформаційних повідомлень та прийому команд забезпечують контроль за процесом виконання завдань з боку оператора. Багатозадачні (багатокористувацькі) ОС забезпечують використання ресурсів ЕОМ одночасно декількома завданнями (користувачами). Серед багатозадачних ОС виділяють: ОС розподілу часу, які забезпечують можливість одночасного використання ЕОМ декількома користувачами за рахунок того, що ресурси машини – головний арифметичний пристрій, канали введення/виведення, запам'ятовуючі пристрої та ін. – протягом деякого невеликого проміжку часу знаходяться в повному розпорядженні певного користувача; ОС реального часу, які забезпечують доступ завдань до ресурсів машини так би мовити "в порядку живої черги". Більшість версій ОС, що були розроблені останнім часом, є ОС реального часу. Число типів ОС для персональних комп’ютерів мале – не більше кількох десятків, але їх значення дуже велике, оскільки вони забезпечують роботою всі програми на даному комп’ютері. У даний час дістали широке розповсюдження і фактично стандартизовані кілька “сімейств” ОС, орієнтованих на певні класи машин: CP/M, MSX, OS/2, UNIX і MS–DOS, MAC–OS, Nowel, Windows. Решту програмного забезпечення можна розділити на більші групи, які пов’язані з названими сімействами. У IBM–сумісних комп'ютерах базова система вводу–виводу – BIOS, що знаходиться в ПЗУ комп'ютера, є також складовою частиною операційної системи. Вона виконує тестування апаратних засобів та оперативної пам'яті при завантаженні комп'ютера та завантажує Boot Sector системного диску. Операційна система DOS складається з таких частин: Базова система введення–виведення (BIOS), що знаходиться в постійній пам'яті (постійному  запам'ятовуючому пристрої, ПЗУ) комп'ютера. Ця частина операційної системи є «вмонтованою» в комп'ютер. Її призначення полягає у виконанні найпростіших та універсальних послуг операційної системи, пов'язаних із введенням–виведенням. Базова система введення–виведення містить також тестуючи програми, що перевіряють правильність функціонування комп'ютера, роботу пам'яті та різноманітних комп'ютерних периферійних пристроїв при вмиканні електроживлення. Крім того, базова система введення–виведення містить програму виклику завантажувача операційної системи. Завантажувач операційної системи – це коротка програма, що знаходиться в першому секторі кожної дискети з операційною системою DOS. Функція цієї програми полягає у зчитуванні в пам'ять ще двох модулів операційної системи, які і завершують процес завантаження DOS. На жорсткому диску (вінчестері) завантажувач операційної системи складається з двох частин. Це пов'язано з тим, що жорсткий диск може бути розбитий на декілька частин (логічних дисків). Перша частина завантажувача знаходиться в першому секторі жорсткого диска, вона вибирає, з якого логічного диску варто продовжити завантажування. Друга частина завантажувача знаходиться в першому секторі цього логічного диску; вона зчитує у пам'ять модулі DOS і передає їм керування. Дискові файли І0.SYS і MSDOS.SYS (вони можуть називатися по–іншому, наприклад IВМВ.СОМ і IBMDOS.COM для PC DOS; URBIOS.SYS і DRDOS.SYS для DR DOS, – назви змінюються в залежності від версії операційної системи). Вони завантажуються в пaм’ять завантажувачем операційної системи і залишаються в пам'яті комп’ютера постійно. Файл I0.SYS являє собою доповнення до базoвої системи введення–виведення в ПЗП. Файл MSDOS.SYS реалізує основні високорівневі послуги DOS. Командний процесор DOS опрацьовує команди, що вводяться користувачем. Командний процесор знаходиться в дисковому файлі COMMAND.СОМ на диску, з якого завантажується операційна система. Деякі команди користувача, наприклад Type, Dir або СOPY) командний процесор виконує сам. Такі команди називаються внутрішніми. Для виконання інших (зовнішніх) команд користувача командний процесор шукає на дисках програму з відповідним ім'ям і якщо знаходить її, то завантажує в пам'ять і передає їй керування. По закінченні роботи програми командний процесор вилучає програму з пам'яті і виводить повідомлення про готовність до виконання команд (запрошення DOS). Зовнішні команди DOS – це програми, що постачаються разом з операційною системою у вигляді окремих файлів. Ці програми виконують дії обслуговуючого характеру, наприклад форматування дискет, перевірку дисків і т.д. Драйвери пристроїв – це спеціальні програми, які доповнюють систему введення–виведення DOS і забезпечують обслуговування нових або нестандартного використання наявних пристроїв. Драйвери завантажуються в пам'ять комп'ютера при завантаженні операційної системи, їхні імена вказуються в спеціальному файл CONFIG.SYS.  Однією з перших ОС для персональних комп’ютерів була СР\М (Control Programm For Microcomputer) – керуюча програма для мікроЕОМ). Вона розроблена в 1975 р. і встановлена на багатьох 8– і 16–розрядних ПЕОМ, зібраних на мікропроцесорах 8080 (вітчизняний аналог – К580ВМ80), Z80, 8086 (R\K181OBM86). Для цієї ОС створено потужне програмне забезпечення – транслятори практично всіх мов високого рівня, текстові редактори, системи керування базами даних , ігри. Рішення, які були прийняті при створенні СР\М, виявились настільки вдалими, що на її основі було створене ціле сімейство ОС для мікрокомп’ютерів з 8– і 16–бітними словами. Серед них виділяється ОС МР/М, яка призначена для роботи в мультипрограмному режимі в реальному часі, а також CP/NET –операційна система для локальних мереж мікрокомп’ютерів. Варіант CP/M є операційною системою і для персонального комп’ютера фірми ІВМ.    Першою розробкою MS–DOS можна вважати операційну систему для персональних ЕОМ, створену фірмою Seattle Computer Products у 1980 р. Наприкінці 1980 р. система, спочатку названа QDOS, була модифікована і перейменована в 86–DOS. Право на використання операційної системи 86–DOS було куплено Корпорацією Microsoft, що уклала контракт із фірмою IBM, зобов’язуючись розробити операційну систему для нової моделі персональних комп'ютерів, що випускаються фірмою. Коли наприкінці 1981 р. новий комп’ютер IBM PC набув широкої популярності, його операційна система являла собою модифіковану версію системи 86–DOS, названу PC–DOS, версія 1.0. Незабаром після випуску IBM–PC на ринку стали з'являтися персональні комп'ютери «схожі з PC». Операційна система цих комп'ютерів називалася MS–DOS, версія 1.0. Корпорація Microsoft надала в розпорядження фіpм, що виробляли ці машини, точну копію операційної системи PC–DOS, що на той час широко використовувалась – MS–DOS. Відмінні риси кожної системи міг виявити лише системний програміст, у чиї обов'язки входила робота по «підгонці» операційної системи до конкретної машини. Користувач, що працює на різних машинах, не відчував ніякої різниці між ними. В міру вдосконалювання комп'ютерів IBM PC випускалися і нові версії DOS, що враховували нові можливості комп'ютерів і надавали додаткові зручності користувачу. В 1987 р. фірма Microsoft розробила версію 3.3 (3.30) операційної системи MS DOS, яка стала фактичним стандартом на наступні 3–4 роки. Але на більш потужних комп'ютерах із декількома мегабайтами оперативної пам'яті бажано використовувати версії 5.0 або 6.0 операційної системи MS DOS. Ці версії мають засоби для ефективного використання оперативної пам'яті понад 640 Кбайт, дозволяють працювати з логічними дисками величиною в 32 Мбайт, переносити DOS і драйвери пристроїв у розширену пам'ять, звільняючи місце в оперативній пам'яті для прикладних програм, і т.д. Версія 6.0 MS DOS включає засоби стискання інформації на дисках (DoubleSpace), програми створення резервних копій, антивірусну програму та інші удосконалення. Проте в цій версії програми стискання інформації не завжди працювали коректно, що призводило до втрат даних у деяких користувачів. Для усунення цих проблем та інших помилок фірма Microsoft випустила версію MS DOS 6.20. Ця версія працює стійкіше, надійніше та швидше, ніж MS DOS 6.0 а також включає ряд невеликих удосконалень. Проте судове рішення з приводу порушення в MS DOS патентів фірми Stack Electronics змусило Microsoft випустити спочатку версію MS DOS 6.21, в якій була вилучена програма динамічного стискання дисків, що порушувала патент, DoubleSpace, а потім MS DOS 6.22 із «підправленою» версією DoubleSpace, що вже не порушувала патент.  Операційна система MS–DOS має розвинену командну мову. Вона має можливість організації багаторівневих каталогів, під’єднання драйверів додаткових зовнішніх пристроїв та інші можливості. Операційна система є програмою, яка повинна автоматично завантажуватись в пам’ять комп’ютера відразу після його увімкнення і залишатись в пам’яті протягом всього сеансу роботи. Компоненти операційних систем сімейства Windows доповнюють апаратну базову систему введення–виведення комп’ютера (Basic Input–Output System, BIOS) власним програмним BIOS, прикладним програмам середовище для їх виконання (так зване ядро операційної системи), а користувачу – середовище, що забезпечує діалогову роботу з системою за допомогою команд (оболонку операційної системи). Спосіб, за допомогою якого комп’ютер без участі користувача завантажує Windows, передбачає наявність системного диску (system disk). Системним повинне бути або жорсткий диск (звичайно С:), або флоппі –диск, що знаходиться в дисководі номер (з іменем А:). Після увімкнення апаратури виконується процедура автотестування, яка називається POST (Power On Self Test) –“самотестування при увімкненні живлення комп’ютера”. Активізується програма BIOS, яка перевіряє обладнання. Якщо знаходиться помилка, то виводиться відповідне повідомлення. Якщо помилка критична, то процес завантаження припиняється. Якщо помилка не критична, то користувачеві надається можливість продовжити процес завантаження. Після закінчення тестування програма BIOS завантажує до ОЗП програму–завантажувач (Boot Record) і передає їй управління. Ця програма міститься на системному диску. Якщо диск в дисководі А: не є системним, робота зупиняється, і комп’ютер видає повідомлення про помилку з жорсткого диска.