Лабораторная работа N1

1

Лабораторный практикум

1. Знакомство с операционной системой Windows и основным программным обеспечением

Цель работы: получение необходимых навыков и знаний для работы с операционной системой, прикладным и системным ПО персонального компьютера.

1.1. Прикладное и системное ПО

Современные прикладные задачи часто требуют от машины

с несколькими терминалами или рабочими станциями, с которых разные пользователи одновременно запрашивают выполнение какихлибо действий. Даже в вычислительных системах индивидуального пользования, таких, как персональный компьютер, пользователь может потребовать выполнения не связанных друг с другом действий воспроизведения музыки с компакт-диска во время редактирования документа или даже распечатывание другого документа. Для осуществления всех этих действий необходима высокая степень координации, чтобы быть уверенным, что несвязанные действия не мешают друг другу и что взаимодействие между связанными действиями эффективно и надежно. Эта координация выполняется пакетом программ, который называется операционной системой (operation system).

Âпервом приближении каждая программа, в зависимости от реализуемых функций, может быть отнесена в той или иной мере к двум большим классам: системное (общее) программное обеспечение (ПО) и прикладное (специальное) ПО. К системному программному обеспечению относятся операционные системы, их оболочки и среды, системы программирования, программы технического обслуживания (рис. 1).

Âотличие от прикладного программного обеспечения, системное программное обеспечение выполняет задачи, общие для всех вычислительных

Рис. 1. Классификация программного обеспечения

систем. В целом фактически системное программное обеспечение формирует среду, в которой функционирует прикладное программное обеспечение, аналогично тому, как государственная инфраструктура создает фундамент, на котором ее граждане основывают свой индивидуальный стиль жизни. Внутри класса системного программного обеспечения также есть две категории: одна собственно операционная система, вторая элементы программного обеспечения, объединяемые понятием обслуживающие программы, или утилиты (utility software).

Операционная система (ОС) (operatting system) организованная совокупность программ, целевое назначение которых управлять работой ПЭВМ с момента включения до выключения питания. Эта часть ПО обеспечивает функционирование ПЭВМ как некоторого универсального средства ввода, хранения, обработки и документирования информации. Техническое обеспечение во многом определяет возможную ОС, а ОСвозможности технического обеспечения. На практике чем большие удобства и возможности в работе дает ОС, тем большие требования предъявляются к техническому обеспечению.

Прикладное ПО обеспечивает эффективное решение задач пользователя. Ключевым понятием здесь является пакет прикладных программ.

Пакет прикладных программ (ППП) - комплекс программ для решения определенного круга задач. Различают следующие типы ППП:

¦общего назначения;

¦методо-ориентированные;

¦проблемно-ориентированные.

ÏÏÏобщего назначения ориентированы на автоматизацию широкого

Рис. 2. Оболочка как интерфейс между пользователем и операционной системой

класса функциональных задач пользователя. К тому классу ППП

относятся: текстовые процессоры (например, Word); графические процессоры (Corel DROW); издательские системы (PageMaker); табличные процессоры (Excel); системы управления базами данных (Access); оболочки экспертных систем, систем поддержки принятия решений и т.д. В основе методоориентированных ППП лежит реализация того или иного метода решения задачи. Проблемно-ориентированные ППП, как это и определено названием, ориентированы на решение определенной задачи (проблемы) в конкретной предметной области. Это наиболее широкий класс пакетов прикладных программ. Среди них можно выделить, например, ППП

правовых справочных систем и др.

1.2. Компоненты операционной системы

Часть операционной системы, которая обеспечивает интерфейс операционной системы с пользователями, часто называют оболочкой (shell). Назначение оболочки организация взаимодействия с пользователем (или пользователями) системы. Современные оболочки выполняют эту задачу с помощью графического интерфейса пользователя (graphical user interface GUI), в котором объекты манипуляции, подобные файлам и программам, представлены на экране монитора в виде небольших рисунков пиктограмм. Подобные системы позволяют пользователям вводить команды, указывая на эти пиктограммы и щелкая на них с помощью управляемого рукой приспособления, называемого мышью. Прежние оболочки поддерживали общение с пользователями посредством текстовых сообщений, вводимых с клавиатуры и отображаемых на экране монитора.

В отличие от оболочки операционной системы, ее внутренняя часть обычно называется ядром (kernel), которое включает компоненты программного обеспечения, выполняющие основные функции в процессе приведения компьютера в рабочее состояние. Одним из этих компонентов

является система управления файлами, или просто файловая система ( le manager), в задачу которой входит координация использования запоминающих устройств. Точнее говоря, эта подсистема поддерживает записи обо всех файлах, содержащихся в массовой памяти, включая информацию о том, где каждый из файлов находится, каким пользователям разрешен доступ к различным файлам и какой объем массовой памяти может быть использован для записи новых и расширения уже имеющихся файлов.

Другой компонент ядра операционной системы представляет собой набор драйверов устройств (devices drivers), т.е. элементов программного обеспечения, взаимодействующих с контроллерами устройств (или же непосредственно с устройствами) в целях выполнения различных операций в периферийных устройствах машины. Каждый драйвер устройства специально разрабатывается для конкретного типа устройства (например, принтера, дисковода, накопителя на магнитных лентах или монитора). Он преобразует поступающие запросы в последовательность команд выполнения отдельных физических операций, которые требуется выполнить устройству, связанному с этим драйвером. В результате разработка других элементов программного обеспечения может вестись независимо от специфических особенностей конкретных устройств. Все это позволяет создать обобщенную операционную систему, которая будет настраиваться на использование определенных периферийных устройств с помощью простой установки соответствующих драйверов.

Еще один компонент ядра операционной системы - система управления памятью (memory manager), которая решает задачу координации использования машиной ее основной памяти. В среде, где машина выполняет только одно задание в каждый момент времени, обязанности этой программы минимальны. В этом случае необходимая текущему заданию программа помещается в основную память, выполняется, а затем заменяется программой для последующего задания. Однако многопользовательской среде или в среде со многими задачами, когда машина должна обрабатывать множество запросов, поступающих в одно и то же время, у подсистемы управления памятью обширные обязанности.

В этой ситуации в основной памяти одновременно должно находиться множество программ и блоков данных, причем каждая из программ занимает собственную область памяти, отведенную ей программой управления памятью. По мере того как возникает необходимость в выполнении различных действий и после их окончания, подсистема управления памятью должна находить области памяти для удовлетворения возникающих потребностей в памяти, а также отслеживать информацию о тех участках памяти, которые уже освободились.

Планировщик компонент ядра операционной системы, ведет пул записей о процессах, присутствующих в вычислительной системе, вводит в

него сведения о новых процессах и удаляет информацию о завершившихся. Для отслеживания состояния всех процессов планировщик организует в основной памяти блок информации, называемый таблицей процессов (process table). Каждый раз, когда машине дается новое задание, планировщик создает процесс для этого задания посредством занесения новой записи в таблицу процессов. Эта запись содержит сведения об объеме выделенной процессу памяти (эта информация поступает от модуля управления памятью), о присвоенном ему приоритете, а также о том, находится процесс

âсостоянии готовности или ожидания. Процесс находится в состоянии готовности (ready), если его развитие может продолжаться, и переводится

âсостояние ожидания (waiting), когда его развитие приостанавливается до тех пор, пока не произойдут некоторые внешние события, например, завершится процедура доступа к диску или поступит сообщение от другого процесса.

Также в состав ядра операционной системы входит диспетчер, который контролирует распределение временных квантов для них. Диспетчер - это компонент ядра, отвечающий за то, чтобы запланированные процессы действительно выполнялись. В системе с разделением времени эта задача решается посредством разбиения времени процессора на короткие интервалы, называемые квантами (обычно продолжительностью около 50 миллисекунд). По истечении этого времени происходит принудительное переключение центрального процессора от одного процесса к другому; так что каждому процессу предоставляется

Рис. 3. Рабочий стол ОС Windows

возможность непрерывного выполнения лишь в течение одного кванта времени. Процедура смены одного процесса другим называется переключением процессов (process switch).

1.3. Практическая часть

Для включения компьютера нужно:

- включить монитор и все устройства, требующие инициализации ОС (например, модем);

© включить системный блок.

После включения компьютера запускается его операционная система. Запуск операционной системы осуществляется т.н. BIOS (базовой системой ввода-вывода информации). Основа BIOS микросхема со сравнительно небольшим объемом памяти, знающая как и умеющая запускать операционную систему. При включении отображается различная информация. Сообщается о составе компьютера, в том числе о наличии жесткого диска и CDROM'а устройств хранения и чтения информации.

Необходимо ввести логин и пароль для дальнейшей работы с операционной системой Windows XP.

В результате загрузки ОС на экране отображается рабочий стол и компьютер готов для выполнения работы (рис. 3).

Рабочий стол операционной системы Windows, это виртуальный интерактивный пульт управления компьютером и установленными на нем программами. Это и есть графический интерфейс операционной системы, который дает возможность человеку общаться с компьютером с помощью мыши, управлять им, запускать программы, просматривать содержимое памяти компьютера и др.

Работа с блокнотом.

Блокнот это простейший текстовый редактор программа, позволяющая набирать текст с клавиатуры, изменять его (редактировать), сохранять текст в памяти компьютера в виде текстового файла, который можно с помощью дискеты переносить на другие компьютеры, а также распечатывать текст на бумаге. Необходимо создать текстовый документ, сформулировать в нем тему, цели лабораторной работы и сохранить в личную папку. Продемонстрировать знания горячих клавиш.

/* Отчет по лабораторной работе •1 название

Студента группы АСО(ИВТ, ИСТ)-081 Ф.И.О. дата. Цель работы Ход работы

Работа в блокноте.

Задание: вычислить значения тригонометрических функций и занести их в таблицу 1.

*/

Работа с калькулятором.

Программа Калькулятор позволяет пользоваться виртуальным калькулятором так же, как и обычным, только нажимать на клавиши калькулятора приходится с помощью мышки, устанавливая на нужные клавиши курсор и щелкая левой клавишей мыши.

Рис. 4. Внешний вид программы Paint

Для запуска калькулятора следует щелкнуть по кнопке ¾Пуск¿ слева внизу экрана, выбрать Программы - Стандартные - Калькулятор, щелкнув по последнему пункту левой клавишей мыши. В появившемся окне Калькулятора выбрать пункт меню ¾Вид¿ и Щелкнуть по пункту ¾Инженерный¿. Вычислите значения синусов, косинусов и занесите их в таблицу в Блокноте. Сохраните введенную информацию.

Работа с программой Windows Paint.

Программа Paint позволяет проводить на ее рабочем экранном пространстве с помощью мышки линии, окружности, строить фигуры различных цветов, стирать ненужное, дуплицировать фрагменты рисунка и др., а также сохранять рисунки в файлах различных форматов и открывать такие файлы.

Программа позволяет воспроизводить и сохранять снимки экрана, что очень полезно при составлении отчетов. При создании отчетов по лабораторным и курсовым работам требуется по возможности минимизировать размер файлов. Это также позволяет делать программа Paint.

Откройте программу (рис. 4). Охарактеризуйте назначение основных клавиш.

Нарисуйте рисунок, заданный преподавателем, и сохраните изображение в файл в различных форматах. Сделайте вывод о размерах получившихся

2. Основы работы в текстовом процессоре OpenO ce.org Writer

Целью данной работы является приобретение навыков создания и редактирования текстовых документов с использованием текстового процессора OpenO ce.org Writer:

/работа с текстом;

/применение шаблонов, стилей и программ мастеров;

/создание собственных стилей;

/создание таблиц;

/использование встроенного графического редактора;

/печать документов.

2.1. Краткие сведения

OpenO ce.org это свободный набор офисных программ, доступный каждому.

Âего состав входят следующие компоненты:

1.Writer (текстовый процессор и редактор HTML).

2.Calc (электронные таблицы).

3.Draw (графический редактор).

4.Impress (система презентаций).

5.Base (база данных)

6.Редактор формул.

По своим возможностям OpenO ce.org вполне сопоставим с известным MS O ce, но имеет отличительные преимущества:

} Полнофункциональный офисный пакет с многоязыковой поддержкой,

работающий под всеми основными операционными системами, такими как MS Windows, GNU/Linux, Free BSD, Sun Solaris, что обеспечивает комфорт пользователям независимо от среды использования за сч¼т единообразного интерфейса.