2.1.5.Структура зберігання інформації

Мал. 2.1.

На магнітних носіях (дисках, дискетах) вся інформація розташовується в каталогах. Каталоги магнітного носія ут­во­­­­рю­­ють ієрархічну деревоподібну структуру (мал. 2.1).

Найстаршим каталогом магнітного носія є кореневий ката­лог (як стовбур дерева), котрий відображується автоматично при звертанні до носія. У кореневий каталог можуть записуватися як файли, так і каталоги першого рівня (великі гілки дерева). Щоб відразу можна було відрізнити файли від каталогів, ОС пише назви каталогів великими літерами, а назви файлів – малими. Крім того, кожний файл пишеться з розширенням імені (якщо його автор вказав це розширення при утворенні файла).

Якщо носій, що переглядається (або, як кажуть, поточний), є системним (тобто він дозволяє загрузити ОС в ОЗП ЕОМ), то у кореневому його каталозі обов’язково повинні бути три файли ядра ОС (Msdos.sys, Іо.sys і Command.com), файл автозавантажування (Autoexec.bat) і файл конфігурації (Config.sys). Причому файли Іо.sys і Msdos.sys помічені як hidden – сховані файли. На мал. 2.1 у кореневому каталозі розміщені каталоги NC, TB, LEXICON, DOS, SYS.

Як видно з мал. 2.1, каталоги, що поміщені у кореневий каталог, можуть містити в собі інші каталоги. Їх називають каталогами 2-го рівня або підкаталогами. На мал. 2.1 показано, що у каталозі SYS міститься підкаталог VFORMAT і просто файли en-drv, park та інші; у каталозі LEXICON містить­ся підкаталог 1. Кількість входжень у каталоги 1-го, 2-го і всіх інших рівнів не обмежено нічим, тобто кількість фай­лів і підкаталогів у цих каталогах необмежена.

При звертанні до магнітного носія завжди розкрива­ється зміст тільки кореневого каталогу. Для відображення всього дерева каталогів необхідно подати команду Tree OC MS DOS або вибрати функцію Tree системної оболонки NC. У даному випадку на екрані монітора буде зображено все де­рево каталогів, що дозволяє від­шукати потрібний файл або каталог.

2. Операційна система

2.2.1.Загальні відомості

Матеріальна частина комп’ютера нічого не варта, якщо до неї не додана операційна система (ОС). Операційна систе­ма – такий засіб, що робить матеріальну частину комп’ю­те­ра розумним пристроєм. Те, що елементи ком­п’юте­ра під дією операційної ситеми стають розумним пристроєм, не помилка, оскільки японці вже продемонстрували ЕОМ, яка думає, як людина. Їй голосом дають логічну задачу, вона підраховує і голосом видає результат. При цьому відповідає логічно і правильно. За рахунок чого їм вдалося зроби­ти таку ЕОМ? Завдяки великій кількості комірок пам’яті в її ОЗП і за рахунок оригінальної операційної системи.

У комп’ютерах IBМ можуть використовуватися операційні системи трьох типів: MS DOS, UNIX i PS/2. MS DOS – однозадачна операційна система, а UNIX i PS/2 – багатозадачні. Багатозадачні системи дозволяють виконувати де­кілька операцій (друкувати текст і розраховувати будь-яку функцію). Так як операційна система MS DOS розроблена раніше інших, то вона отримала найбільше розповсюдження. Що являє собою операційна система? Операційна система MS DOS містить в собі комплект програм, що виконують наступні операції:

1. Керують всіма елементами ЕОМ.

2. Перетворюють програми з символьного виду в послі­дов­ність двоїчних кодів.

3. Забезпечують діалоговий режим роботи користувача й ЕОМ.

Усі файли операційної системи можна розділити на три гру­пи. (Під поняттям ФАЙЛ розуміють програму або вихід­ні дані, оформлені визначеним способом. У даному випадку файл – це системна програма, тобто програма, що стосують­ся операційної системи).

Першу групу файлів називають керуючими файлами. Це во­ни керують всіма елементами ЕОМ. До вказаної групи належать:

1. Базова система вводу-виводу (BIOS). BIOS має дві частини, одна з яких розташована в ПЗП (постійний запам’ято­вуючий пристрій) ЕОМ, а друга – в файлі розширення базової системи вводу-виводу (Io.sys).

2. Файл початкового завантаження (Boot Record).

3. Файл обробки переривань (Msdos.sys).

4. Командний процесор (Command.com) – головний керуючий файл ОС.

5. Файл конфігурації ОС (Config.sys).

6. Файл автозавантаження ОС (Autoexec.bat).

Другу групу файлів називають основними системними файлами.

Серед різноманітності цих файлів можна виділити чотири підгрупи:

1. Драйвери.

2. Редактори (текстові та графічні).

3. Транслятори алгоритмічних мов.

4. Системні оболонки.

Третю групу файлів називають допоміжними системними файлами (утилітами). До них можна віднести:

1. Утиліти операційної системи MS DOS.

2. Утиліти системних оболонок (Norton Commander, Pc Tools, Pc Shell, Dos Shell, MS Windowsта інші).

3. Архіватори.

4. Антивірусні програми.

Дамо стислу характеристику файлів операційної системи. Почнемо з керуючих файлів. Керуючі файли забезпечують виконання наступних функцій:

1. Забезпечують автоматичне завантаження ОС в ОЗП ЕОМ.

2. Виконують всі внутрішні команди операційної системи МS DOS.

3. Запускають будь-які зовнішні команди ОС, запускають команди, що виконуються за допомогою великої кількості утилітів ОС MS DOS, кожна з яких призначена для виконання однієї функції.

Головним керуючим файлом ОС MS DOSє Command.com, який на­зивають командним процесором. Це ім’я з’явилося внаслідок того, що командами цього файла можна керувати машиною. Але керува­ти машиною командами файла Command.com дуже важко, тому що:

1. Кількість їх понад 100.

2. При подачі їх необхідно дуже суворо дотримуватися вимог синтаксиса, не можна помилятися в жодному символі.

3. При запусканні будь-яких програм необхідно знати ім’я диску, ім’я каталогу, ім’я підкаталогу та ім’я файла, не спотворивши при цьому жодного символу.

Командний процесор має дві частини: резидентну і нерезидентну (транзитну). Резидентна частина займає в пам’я­ті мало місця (74 Кбайтдля операційної системи MS DOS версії 6.2) і виконує:

переривання 22Н (34) – завершення програм;

23Н (35) – переривання командою Ctrl + Break,

24Н (36) – завантажує в ОЗП ЕОМ нерезидентну частину командного процесора, що виконує всі внутрішні команди і запускає потрібну утиліту при подачі зовнішніх команд.

Другим керуючим елементом ОС MS DOS є базова система вводу-виводу (BIOS). BIOS має дві частини, одна з них розташована в ПЗП, а інша (файл розширення базової системи вводу-виводу – Io.sys) – на диску (дискеті). Таке розмежування BIOS на дві частини дуже розумне, тому що при появі нових ОС або їх версій достатньо замінити тільки файл Io.sys.

BIOS, що зберігається в ПЗП ЕОМ, складає:

1. Драйвери стандартних зовнішніх приладів.

2. Текстові програми для перевірки придатності елементів ЕОМ.

3. Інтерпретатор алгоритмічної мови BASIC.

Файл розширення базової системи вводу-виводу (Іо.sys) дозволяє:

1. Організувати інтерфейс із BIOS.

2. Підключити (якщо необхідно) нові (зовнішні) драйвери за допомогою файла конфігурації (Config.sys).

Базова система вводу-виводу (BIOS) керує зовнішніми пристроями ЕОМ за допомогою переривань ООН-1FH (від першого до тридцять першого).

Крім керування зовнішніми пристроями, BIOS керує таймером, вимикає ЕОМ під час падіння напруги, зупиняє процесор при переповненні арифметичного пристрою.

Третім керуючим файлом є файл обробки переривань (Msdos.dos). У цьому файлі записана таблиця векторів переривань верхнього рівня (від 32-го до 53-го). Для кожного переривання є програми для їх виконання. Переривання цьо­го рівня забезпечують виконання всіх функцій ОС MS DOS (за винятком перерахованих вище).

Четвертим керуючим файлом є файл конфігурації (Config.sys). За допомогою цього файла є змога підключати до ОС зовнішні драйвери і завантажувати у розширену ді­лян­ку ОЗП (окремий запам’ятовуючий пристрій) ЕОМ будь-які програми або бази даних.

П’ятим керуючим файлом є файл автозавантаження (Autoexec.bat), в якому записуються: маршрути для пошуку ви­­ко­ну­ючих файлів, вид запрошення до роботи з комп’ю­тером, команди завантаження в ОЗП ЕОМ драйверів (миші, термінала тощо), команди завантаження в ОЗП ЕОМ системної оболонки.

Три керуючі файли Command.com, Io.sys і Msdos.sys мають назву ядра операційної системи. При цьому файлиIo.sys і Msdos.sys мають суворо визначене положення на системному диску.Положення решти файлів ОС не має ніякого значення.

Основні системні файли підтримують наступні функції:

1. Модифікують зовнішні прилади ЕОМ (принтери, накопичувачі і монітори) для створення, відображення або запам’ятовування інформації вибраним шрифтом.

2. Полегшують керування комп’ютером за допомогою комплекту програм, які мають назву “системні оболонки”.

3. Дозволяють створювати будь-які текстові або гра­фіч­ні документи.

4. Перетворюють програми з символьного виду у послі­довність двоїчних кодів.

Перейдемо до характеристики основних систем файлів. Серед цих файлів можна виділити чотири підгрупи: драйвери, текстові і графічні редактори, транслятори алгоритміч­них мов і системні оболонки.

Перша підгрупа (драйвери) управляють роботою зов­ніш­ніх пристроїв ЕОМ. Текстові редактори дозволяють створювати будь-які текстові документи. Під текстовими документами розуміють нотатки, статті, дисертації, книги тощо. Текстових редакторів відомо велика кількість. Най­більш поширені – це MS Word, Lexicon, Style та інші. Графічні редактори дозволяють створювати будь-які малюнки.

Транслятори алгоритмічних мов перетворюють програми з символьного виду у послідовність двоїчних кодів. Транс­лятори всіх алгоритмічних мов поділяються на два класи: інтерпретатори і компілятори. Чим відрізняються інтер­претатори від компіляторів?

Інтерпретатори читають кожний рядок програми, а потім дають команду машині на її виконання. Така програма буде виконуватися досить повільно.

Компілятори аналізують логіку побудови всієї програми і вставляють у неї необхідну службову інформацію. Такою службовою інформацією можуть бути відомості про те, скільки разів необхідно виконувати будь-який рядок або блок програми.

Наведені особливості, що відрізняють інтерпретаторів від компіляторів, дозволяють зробити два дуже корисних висновки:

1. Компільовані програми працюють приблизно в 100 разів швидше. Компільовані програми – це програми, що виконуються за допомогою компіляторів, а працюють вони швидше програм, виконаних за допомогою інтерпретаторів.

2. Компільовані програми готові до негайного застосування, тому що вони в двоїчних кодах і вся службова інфор­мація розташовується всередині цих програм.

Стисло пояснимо ці твердження. Якщо Ви самі або хтось інший зробив для Вас програму за допомогою інтер­пре­татора, то в оперативну пам’ять (ОЗП) ЕОМ необхідно спочатку завантажити файл інтерпретатора, а потім – Вашу робочу програму. Інакше не буде кому читати рядки програми та подавати команди на їх виконання. Таким чином, вся ОЗП ЕОМ поділяється на дві частини, одна з котрих зайнята інтерпретатором (системним файлом), а інша – Вашою робочою програмою. І може настати момент, коли єм­нос­ті ОЗП ЕОМ не вистачить і для файла інтерпретатора, і для робочої програми.

Саме тому відмовляються від роботи з інтерпретатором і переходять до роботи з компілятором. Відкомпільована програма буде коротшою, ніж інтерпретатор і робочі програми разом. Крім того, відкомпільована програма готова до негайного застосування.

Кожна алгоритмічна мова має свій транслятор, що являє со­бою цілий пакет програм. До складу цього пакету обов’яз­ково повинен входити компілятор (або інтерпрета­тор), від­лад­чики програм, системні бібліотеки, редактори. Відомі десятки алгоритмічних мов.

Найбільш потужними з відомих алгоритмічних мов є СI, Паскаль, Фортран, Бейсік та ряд інших. Переходимо до останньої підгрупи основних системних файлів – системних оболонок. Системні оболонки – це пакет програм, які:

1. полегшують процес керування машиною;

2. дозволяють виправити будь-який файл;

3. дозволяють виправити дефекти магнітних носіїв;

4. дозволяють легко і швидко відновити будь-який файл.

Ці пакети програм названі системними оболонками тому, що при запуску будь-якої програми автоматично заводиться новий шлях до файла, що запускають. Виходить так, що виконання команд ОС MS DOS відбувається не шляхом набору їх у командному рядку з наступним запуском, а в результаті виконання функції системної оболонки.

Декілька слів з історії виникнення системних оболонок. Програміст Пітер Нортон (США) випадково вилучив з він­чес­тера свою програму. Так як в ОС MS DOS немає команди відновлення вилучених файлів, то на відновлення втраченої інформації він затратив багато часу. Це і стало приводом для створення системної оболонки.

На честь ініціатора створення оболонки вона була названа NortоnCommander. Ця системна оболонка отримала найбільше поширення. Вже відомо більше десятка системних оболонок, серед котрих Pc Tools, Pc Shell, Dos Shell, Volkov Commander, Dos Navigator та інші. Найбільш досконалими з них є Norton Commander (NC) і Dos Navigator. Незважаючи на те, що Volkov Commander займає менше місця в ОЗП ЕОМ, у ній спотворені декотрі функції оболонки Norton Commander. Dos Navigator не спотворює жодної з функцій оболонки NC, а можливості цієї оболонки досить розширені. Зараз великою популярністю користується пакет програм під назвою Windows, що містить у собі системну оболонку, текстові та графічні редактори, утиліти системної оболонки. Допоміжні системні файли (утиліти) виконують функції:

1. Розширюють можливості основних системних фай­лів, тобто дозволяють розширити кількість функцій ОС або системної оболонки.

2. Захищають файли як системних, так і прикладних програм від дії вірусів. Одним з методів охорони програм від вірусів є стиснення програм за допомогою архіваторів. При цьому системні або прикладні програми займають менше місця на дисках (дискетах).

3. Виявляють та лікують заражені файли за допомогою антивірусних програм.

Перейдемо до короткої характеристики допоміжних сис­тем­них файлів (утилітів).

До таких відносять утиліти DOS (в OC MS DOS 5.0 їх більше ніж 60), утиліти системних оболонок (в Norton Com­mander версії 4.0 їх більше 40), архіватори та антивірусні програми.

Архіватори дозволяють стискати файли (коефіцієнт стиску досягає 10) та одночасно захищають файли від попадан­ня до них вірусів. Інформація з вінчестера може зникнути в будь-який момент часу при появі дефектів окремих частин диска або внаслідок дії віруса. Тому вміст вінчестера повинен бути продубльований на дискеті. Але на одній дискеті діаметром 5.25 дюймів можна помістити не більше ніж 1.1 Мбайтінформації. Таким чином, для дублювання інформа­ції з вінчестера ємністю 80Мбайтзнадобиться 80 дискет. З метою зменшення кількості дискет були розроблені архіва­то­ри. При цьому для зберігання інформації достатньо буде не більше двох десятків дискет. Це перша перевага архівато­рів. А тепер те, що стосується інших його властивостей. Як Ви не можете втиснутися у переповнений автобус, так і ві­рус не може записатися в архівований файл. Таким чином, файли, що зберігаються в архівованому вигляді, ніколи не будуть заражені. Це друга перевага архіваторів. Відомо до де­сят­ка типів архіваторів. Найбільшпоширенимиз них є Arj, Rar,Zip.

Коротко охарактеризуємо антивірусні програми. Відо­мо, що для комп’ютерів IBM створено багато вірусів. Комп’ютерний вірус – це спеціально створені програми- вандали, що порушують нормальну роботу ЕОМ. При цьому ЕОМ може грати яку-небудь мелодію, безперервно перезавантажувати операційну систему або ЕОМ постійно “зави­сає”. Заражена ЕОМ не може нормально функціонува­ти. Тому необхідно вигнати вірус із ЕОМ. Для цього розробляють спеціальні антивірусні програми, що розподіляються на детектори та поліфаги. Детектори знаходять віруси і визначають їх типи. Поліфаги поділяють на резидентні і нерезидентні. Резидентні антивірусні програми постійно знаходять­ся в ОЗП ЕОМ і призначені для захисту як ОЗП, так і будь-яких файлів, що записані на вінчестері ЕОМ. При знаходженні вірусу ці програми сигналізують про це і також не дозволяють запустити з чужої дискети програму, що заражена вірусом. Нерезидентні поліфаги запускаються для від­нов­лення вже заражених вірусом файлів, що можуть знахо­дитись на дискетах або на вінчестері.

Як немає універсальних ліків від всіх хвороб, так немає і універсальної антивірусної програми. Однак серед них є й такі, що можуть нейтралізовати велику кількість типів віру­сів. Найбільш поширений пакетDR Weber надає можли­вість нейтралізувати понад 7000 типів вірусів (на кінець 1998 р.).