zaochnoe_informatika_2013 / информатика заочное 2012 / ДОПОЛНЕНИЕ К ЛЕКЦИИ1

При активной работе с магнитными дисками на них неизбежно возникают дефекты, которые нужно своевременно исправлять. Это делается достаточно просто с помощью специальных утилит. В общем случае дефекты, возникающие в процессе эксплуатации магнитных дисков, можно разделить на физические и логические.

Физические дефекты связаны в первую очередь с механическими повреждениями или старением магнитного слоя дисков. Логические дефекты - это повреждение целостности информации в системной области диска. Они могут возникнуть вследствие сбоя программ, внезапного (аварийного) отключения питания, а также в результате действия компьютерных вирусов. Чаще всего это дефекты, связанные с появлением потерянных кластеров (lost clasters) - кластеров, которые считаются занятыми, но не принадлежат ни одному файлу (на них нет ссылки ни из одного элемента каталога).

Для обнаружения, фиксирования и исправления описанных дефектов существуют специальные утилиты, позволяющие сканировать и корректировать дисковое пространство. В состав MS Windows XP входит программа Проверка диска, позволяющая проверять магнитные диски. Работа утилиты заключается в следующем:

-проверка файловой структуры на наличие логических дефектов и их исправление;

-тестирование магнитной поверхности дисков для обнаружения и фиксирования физических дефектов.

Запуск программы в MS Windows XP осуществляется по схеме: Пуск / Программы / Стандартные / Служебные / Проверка диска. Далее вы можете выбрать имя диска для проверки, указать тип проверки - стандартная (только

поиск и устранение логических дефектов) или полная (физические и логические дефекты), установить режим автоматического исправления ошибок. Выбрав кнопку Дополнительно..., можно уточнить дополнительные параметры проверки: выводить ли результате работы, что делать с потерянными кластерами и файлами с общими кластерами и т.д. В режиме полной проверки после выбора кнопки Настройка... можно уточнить зоны проверки (весь диск целиком, только системную область или только область данных).

Запуск утилиты также может быть осуществлен следующим образом: вызовите контекстное меню для диска в приложениях Мой компьютер или Проводник / Свойства / вкладка Сервис / раздел Проверка диска, кнопка

Выполнить проверку.

Рекомендуется проводить процедуру поиска и устранения логических дефектов на винчестере не реже одного раза в неделю, либо перед установкой нового программного обеспечения. Проверка дисков на наличие и фиксирование физических дефектов обычно проводится в случае, если возникают серьезные проблемы при попытке записи или чтения информации.

Как правило, после аварийного отключения питания, MS Windows при последующем включении ПК автоматически запускает утилиту проверки дисков.

61

Фрагментация дисков. Программа Дефрагментация диска.

В процессе записи нового файла на диск операционная система ищет любой свободный кластер. Это означает, что со временем файлы могут физически размещаться на разных дорожках, то есть быть фрагментированы. Следствием этого является увеличение времени доступа к файлам и преждевременное изнашивание диска. Для исправления ситуации разработаны специальные утилиты, называемые дефрагментаторами. Результатом их работы является переразмещение файлов таким образом, чтобы они располагались в смежных кластерах (вариант полной дефрагментации).

Дефрагментация диска — служебное приложение, предназначенное для повышения эффективности работы жесткого диска путем устранения фрагментированности файловой структуры

Наименьшей единицей хранения данных на диске является кластер. Если свободного места на диске достаточно, то файлы записываются так, что кластеры, в которые происходит запись, располагаются последовательно. В

этом случае обращения к файлу происходят достаточно быстро, поскольку затраты времени на поиск очередныхкластеров минимальны.

Если диск заполнен до отказа, запись на него возможна только после освобождения некоторого количества кластеров путем удаления файлов. При этом свободные области, образующиеся на диске, в общем случае не образуют одну большую непрерывную область. При попытке записать длинный файл на диск, имеющий прерывистую структуру свободных областей, файл делится на фрагменты, которые записываются туда, где для них нашлось место. Длительная работа с заполненным жестким диском приводит к постепенному увеличению фрагментированности файлов и значительному замедлению работы.

Программа Дефрагментация диска выполняет перекомпоновку файлов таким образом, что длинные файлы собираются из коротких фрагментов. В результате доступ к файлам заметно упрощается и эффективность работы компьютера возрастает.

Пуск/Программы/Стандартные/Служебные/Дефрагментация диска

Далее в MS Windows Me нужно выбрать диск для дефрагментации, далее настроить параметры по кнопке Настройка.... Здесь можно установить флажок

Переместить файлы программ для ускорения их запуска. В этом случае утилита разместит файлы приложений в начало диска, что ускорит их дальнейшую загрузку.

Программа-утилита Speed Disk аналогично дефрагментации, но более мощная.

62

10. ПОНЯТИЕ ОБ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ.

Назначение и основные функции ОС. Классификация ОС.

Операционная система – совокупность программных средств, обеспечивающих управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

ОС – это наиболее машинно-зависимый вид ПО, ориентированный на конкретные модели компьютеров, поскольку они напрямую управляют их устройствами. При включении ПК ОС автоматически загружается с диска в ОП и занимает определенное место.

Основное назначение ОС заключается в предоставлении пользователю удобства для работы с ПК.

ОС выполняет следующие функции:

Взаимодействие пользователя с компьютером.

Управление выполнением программ. Для запуска программы требуется выполнить ряд действий. Следует загрузить в основную память команды и данные, инициализировать устройства ввода-вывода и файлы, а также подготовить другие ресурсы. Операционная система выполняет всю эту рутинную работу вместо пользователя.

Управление работой каждого блока ПК и их взаимодействием;

Доступ к устройствам ввода-вывода. Для управления работой каждого устройства ввода-вывода нужен свой особый набор команд или контрольных сигналов. Операционная система предоставляет пользователю единообразный интерфейс, который скрывает все эти детали, и обеспечивает программисту доступ к устройствам ввода-вывода с помощью простых команд чтения и записи.

Общее управление файлами (создание, удаление, копирование, корректировка, анализ). При работе с файлами управление со стороны операционной системы предполагает не только глубокое понимание природы устройств ввода-вывода (дисковода, лентопротяжного устройства), но и знание структур данных, записанных в файлах. Многопользовательские операционные системы, кроме того, могут обеспечивать работу механизмов защиты при обращении к файлам.

Системный доступ. Операционная система управляет доступом к совместно используемой или общедоступной вычислительной системе в целом, а также к отдельным системным ресурсам. Она должна обеспечивать защиту ресурсов и данных от несанкционированного использования, а также разрешать конфликтные ситуации.

Обнаружение ошибок и их обработка. При работе компьютерной системы могут происходить разнообразные сбои. К их числу относятся внутренние и внешние ошибки, возникшие в аппаратном обеспечении (например, ошибки памяти, отказ или сбой устройств). Возможны и различные программные ошибки, такие, как арифметическое переполнение, попытка обратиться к ячейке памяти, доступ к которой запрещен, или невозможность выполнения запроса приложения. В каждом из этих случаев операционная система должна

63

выполнить действия, минимизирующие влияние ошибки на работу приложения. Реакция операционной системы на ошибку может быть различной

— от простого сообщения об ошибке до аварийного останова программы, вызвавшей ее.

Учет использования ресурсов. Хорошая операционная система должна иметь средства учета использования различных ресурсов и отображения параметров производительности. Эта информация крайне важна в любой системе, особенно в связи с необходимостью дальнейших улучшений и настройки вычислительной системы для повышения ее производительности.

организация хранения информации во внешней памяти;

управление гибкими и жесткими дисками (форматирование, работа с каталогами);

Кроме того, ОС обеспечивает изменение функций периферийных устройств, данных независимо от их физических носителей и задач, допускающих последующее развитие аппаратных и программных средств.

ОС как система управления ресурсами. Основной функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

планирование ресурса, т.е. определение, кому, когда и в каком количестве (для делимых ресурсов) необходимо выделить данный ресурс;

отслеживание состояния ресурса, т.е. поддержание оперативной информации о том, занят он или нет, какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.

Для решения задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.

ОС обеспечивает несколько видов интерфейса:

Интерфейс между пользователем и программно-аппартными средствами ПК (интерфейс пользователя)

Интерфейс между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс).

Интерфейс между различными видами ПО (программный интерфейс).

В составе ОС можно выделить некоторую часть, которая является основой и называется ядром.

В состав ядра входят наиболее часто используемые модули, такие как модуль управления системы прерываний, средства по распределению основных

64

ресурсов (ОП, процессор). Программы, входящие в состав ядра при загрузке ОС помещаются в ОП, где находятся постоянно и используются при функционировании ЭВМ. Такие программы называются резидентными.

Крезидентным относятся также и программы-драйверы, управляющие работой периферийных устройств.

Важной частью ОС является командный процессор – программа, отвечающая за интерпретацию и исполнение простейших команд, подаваемых пользователем и его взаимодействие с ядром ОС.

КОС относится базовый набор утилит – небольших программ, обслуживающих различные устройства компьютера (форматирование магнитных дисков, восстановление необдуманно удаленных файлов и др.).

Любая ОС для ПК содержит следующие основные компоненты:  базовую систему ввода-вывода (BIOS);

 загрузчик операционной системы;  драйверы устройств;

Базовая система ввода-вывода — это часть ОС, находящаяся в постоянном запоминающем устройстве компьютера и предназначенная для выполнения следующих функций:

 вызова программы загрузчика ОС;  тестирования памяти и других устройств компьютера при

включении электропитания;  выполнения операций, связанных с осуществлением ввода-вывода.

Загрузчик операционной системы — это программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой и предназначенная для считывания в память оставшихся модулей операционной системы, завершающих процесс ее загрузки.

Каждый компьютер может иметь довольно большой набор внешних устройств. Кроме того, даже одно и то же устройство (принтер и т.д.) может иметь несколько режимов работы и считаться разными устройствами. Каждое внешнее устройство характеризуется своей пропускной способностью и структурой передаваемых данных. Поддержка широкого набора внешних устройств — одна из важнейших функций ОС. Для реализации этих функций создаются специальные программы (драйверы устройств (drive)). Драйверы дополняют систему ввода-вывода ОС. В локальных вычислительных сетях это программа, обслуживающая узел устройства на передающем конце цепи и осуществляющая ввод последовательности двоичных цифровых сигналов. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке ОС.

Классификация ОС.

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

65

В зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором операционные системы классифицируются следующим образом:

1.Однозадачные (MS-DOS, MSX). Включают средства управления периферийными устройствами, файлами и общения с пользователем.

2.Многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 2000). Управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства при одновременном решении нескольких задач.

При многозадачном режиме:

в оперативной памяти находятся несколько заданий пользователя.

Время работы процессора разделено между программами, находящимися в ОП.

Параллельно с работой процессора происходит обмен информацией с различными внешними устройствами.

3.Однопользовательские (MS DOS, ранние версии OS/2).

4.Многопользовательские (UNIX, Windows NT). Отличаются наличием средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

5.Однопроцессорные системы.

6.Многопроцессорные системы (Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x

компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы

Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell). Имеют средства поддержки многопроцессорной обработки — мультипроцессирование.

В настоящее время получили широкое распространение и фактически стандартизованы несколько «семейств» операционных систем, ориентированных на определенные типы микропроцессоров. Это системы типа

CP/M, MS DOS, UNIX, OS/2, Windows.

Структура файловой системы

Файловая система – часть ОС, управляющая размещением и доступом к файлам и каталогам на диске.

Файловая система обеспечивает возможность доступа к конкретному файлу и позволяет найти свободное место при записи файла

С понятием файловой системы тесно связано понятие файловой структуры диска, под которым понимают, как размещаются на диске: корневой каталог, подкаталоги, файлы, ОС, а также какие для них выделены объемы памяти.

Правила формирования файловой структуры диска:

Файл или каталог могут быть зарегистрированы под одним и тем именем в разных каталогах, но в одном и том же каталоге только один раз;

Порядок следования имен файлов и подкаталогов в родительском каталоге произвольный;

Файл может быть разбит на несколько частей, для которых выделяются участки дискового пространства одинакового объема на разных дорожках и секторах.

66

Объект — это отдельный элемент, которым можно управлять на экране (значок, диск, папка, файл и т.д.).

Под файлом понимается логически связанная совокупность данных или программ, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область. Файл служит учетной единицей информации в ОС.

Имена файлов обычно состоят из двух частей: имени и расширения имени. Например:

command.com, где command - имя, .com - расширение.

Обычно имя и расширение вместе также называются именем.

Расширение имени начинается с точки, за которой следуют от 1 до 3 символов. Расширение имени файла является необязательной, но полезной частью имени. Расширение обычно используется для описания содержания файла, поэтому использование расширения весьма удобно. Многие программы устанавливают расширение имени файла, и, следовательно, по расширению можно узнать, какая программа создала файл. Кроме того, многие программы позволяют по расширению имени файла вызвать соответствующую программу

исразу загрузить в нее данный файл - это позволяет экономить время.

Вимени и расширении имени файла прописные и строчные латинские буквы являются эквивалентными.

Имя и расширение могут состоять из латинских букв, цифр и символов

- _ $ # & @ ! % ( ) { } ` ' ~ ^.

В современных операционных системах допускается использование длинных имен файлов - до 254 символов. При этом расширен список используемых символов, допускается использование в имени русских букв и пробелов.

Типы файлов.

Для обозначения типа файла и его принадлежности к какой-либо программе, используется буквенное сочетание, стоящие в названии файла, после точки, следующей за его именем. Визуально принадлежность файла к программе определяется по его значку.

Исполняемый файл - файл, предназначенный для запуска программы (для запуска программы следует выполнить двойной щелчок по файлу)

С общими свойствами файла можно ознакомиться, вызвав контекстное меню и выбрав команду Свойства.

Параметры, отображающие общие свойства файла:

Тип, свидетельствующий о характере хранимых данных, причем информация о типе в окне встречается дважды: 1 – косвенно, через указание среды, где создавался этот файл; 2 – тип указывается непосредственно в имени как расширение;

Размер файла, т.е. занимаемый им объем дискового пространства;

Дата и время создания файла;

Дата и время внесения последних изменений в файл;

Атрибуты файла: архивный, только для чтения, системный, скрытый. Атрибуты – это дополнительные параметры, определяющие свойства файлов. Основных атрибутов четыре: «только для чтения» (геаd-оn1у), «скрытый»

67

(hidden), «системный» (system) и «архивный» (archive). Каждый из этих атрибутов может быть либо установлен, либо нет.

Назначение этих атрибутов таково:

атрибут файла «только для чтения» предохраняет файл от изменений: для изменения или удаления файла с этим атрибутом требуется предварительно снять данный атрибут;

атрибут «скрытый» сигнализируют ОС о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против случайного повреждения файлов.

атрибут «системный», помечает файлы, обладающие важными функциями для работы самой ОС. Его отличительная особенность в том, средствами ОС его изменить нельзя.

атрибут файла «архивный» устанавливается при создании файла и сбрасывается программами резервного копирования для обозначения того, что копия файла помещена в архив. Поэтому наличие атрибута «архивный» обычно значит, что для файла не было сделано резервной копии.

Таким образом, большинство файлов имеет установленным только атрибут «архивный». Остальные атрибуты («только для чтения», «скрытый» или «системный»), как правило, не установлены.

Над файлом можно выполнить определенный набор действий, которые переводят его из одного состояния в другое: открыть файл; заархивировать или разархивировать файл; отправить файл; вырезать файл; копировать файл; удалить файл с диска; переименовать файл; создать ярлык.

Папка (каталог) – справочник файлов с указанием месторасположения на диске. Каталог позволяет упорядочить хранение документов. Помимо файлов папка может содержать и другие объекты. Папке присваивается имя, которое записывается по тем же правилам, что и имя файла.

Различают два состояния каталога – текущее (активное) и пассивное. Текущий (активный) каталог – каталог, в котором работа пользователя

производится в текущее машинное время.

Пассивный каталог – каталог, с которым в данный момент времени не имеется связи.

Со свойствами папки можно ознакомиться, открыв контекстное меню и выбрав команду Свойства.

Параметры, отображающие общие свойства папки:

Имя данной папки для Windows и соответствующее имя для MS DOS,

атакже стандартный значок папки;

Тип объекта, который служит указанием на то, что рассматриваемый объект является папкой;

Имя папки, в которой содержится данная папка с указанием пути;

Размер папки, определяющийся суммарным размером всех хранящихся в ней файлов и папок;

Количество хранящихся в ней файлов и папок;

Дата и время создания;

68

Атрибуты: архивный, только для чтения, системный, скрытый.

Над папками, как над объектами, можно выполнить определенный набор действий, аналогичный тем, которые производятся с файлами: создать папку; переместить папку; скопировать папку; удалить папку; переименовать папку. Помимо них предусмотрены действия по открытию или закрытию папки. В программе проводник в панели структуры открытая папка отмечается специальным значком, в то время как остальным (закрытым) папкам соответствует стандартный значок.

Ярлык – это ссылка на какой либо объект, вторичное (дополнительное) изображение этого объекта, указывающая на его местоположение.

Ярлык изображается значком с черной стрелкой в левом нижнем углу. Он служит для ускорения запуска программ или документов. Объект и его ярлык обычно находятся в разных местах. Ярлык хранится в файле размером 1 Кбайт. Действия, которые можно производить с ярлыком, аналогичны действиям над файлами. Открыть ярлык – значит открыть, связанный с этом ярлыком объект. В окне Свойства можно узнать, с каким объектом этот ярлык связан, где находится этот объект, перейти к этому объекту, сменить значок ярлыка.

Иерархическая структура организации каталогов. На каждом диске всегда имеется единственный главный (корневой) каталог. Он находится на 0-м уровне иерархической структуры и обозначается символом «\». В корневой каталог могут входить другие каталоги и файлы.

Родительский каталог – каталог, имеющий подкаталоги. Подкаталог – каталог, который входит в другой каталог.

Принцип организации доступа к файлу через каталог является основой файловой системы.

Указание пути к файлу. Полное имя файла

Путь – это последовательность из имен каталогов, разделенных символом «\». Этот путь задает маршрут от текущего каталога к тому каталогу, в котором находится нужный файл.

Если путь начинается с символа «\», то маршрут вычисляется от корневого каталога диска, иначе - от текущего каталога. Каждое имя каталога в пути соответствует входу в подкаталог с таким именем, «..» соответствует входу в надкаталог.

Полное имя файла имеет следующий вид (скобками [,] обозначаются необязательные элементы):

[диск:] [путь] имя файла, т.е. полное имя состоит из пути к файлу и имени файла, разделенных

символом «\». Если дисковод не указан, то подразумевается текущий дисковод. Если путь не указан, то подразумевается текущий каталог.

Обеспечение интерфейса пользователя. Виды интерфейсов пользователя.

Интерфейс – это совокупность средств и правил, которые обеспечивают взаимодействие устройств, программ и человека.

69

Пользовательский интерфейс – взаимодействие пользователя с компьютером.

Интерфейсы отличаются между собой по удобству управления программным обеспечением, то есть по способу запуска программ.

Существуют универсальные интерфейсы, допускающие все способы запуска программ, например Windows 3.1, Windows-95 и выше. Пример: Windows-95 имеет все способы запуска, в том числе позволяет запускать программы при помощи меню кнопки Пуск. Ряд важнейших программ, например все виды DOS, запускаются автоматически при включении компьютера, другие с помощью файлов autoexec.bat или config.sys (различные драйверы).

Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ.

Интерфейс командной строки (символьный интерфейс).

Используется при работе видеосистемы в текстовом режимке.

Для управления компьютером в командную строку вводится с клавиатуры команда, специально зарезервированные операционной системой служебные слова. Команда может быть при необходимости отредактирована. Затем для исполнения команды нажимается клавиша Enter. Данный тип интерфейса в качестве основного имеют все разновидности операционных систем, например MS-DOS Как дополнительное средство данный тип интерфейса имеют все виды программных оболочек (Norton Commander, DOS Navigator и др.). Интерфейс командной строки неудобен, так как надо помнить имена многих команд, ошибка в написании даже одного символа недопустима.

Он применяется редко в сеансе непосредственной работы с операционной системой или при сбоях, когда другие способы невозможны.

Графический интерфейс.

Используется когда видеосистема может работать в графическом режиме, т.е. выводить информацию на экран монитора поточечно. Переход к графическому пользовательскому интерфейсу стал возможен благодаря улучшению технических средств персонального компьютера. Пользовательский графический интерфейс использует графические средства.

Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек.

Программа-оболочка Total Commander. Назначение и основные возможности.

См. лабораторные работы

11. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS

Операционная система WINDOWS 98/2000/XP/Vista краткий обзор возможностей, принципы работы.

Windows 1.01, выпущенная 20 ноября 1985 года, была первой попыткой Microsoft реализовать многозадачную операционную среду для персонального компьютера на основе графического интерфейса.

70