2. Операционные системы

   1. Что такое операционная система?

Греческое слово «syste;´ma» означает целое, составленное из частей и единое.

Операционная система (ОС) – это базовые программы, которые загружаются в оперативную память при включении компьютера, постоянно присутствуют в ней и отвечают за управление аппаратными и программными ресурсами компьютера и осуществляют взаимодействие с пользователем.

Под ресурсом понимают любой логический или физический компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности. Основными ресурсами являются процессор, основная память и периферийные устройства. Управление ресурсами сводится к выполнению следующих функций:

– упрощению доступа к ресурсам;

– распределению ресурсов между конкурирующими за них процессами.

Любая операционная система представляет собой комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы.

Основная функция всех операционных систем – посредническая. Она заключаются в обеспечении нескольких видов интерфейса:

– между пользователем и программно-аппа­ратными средствами компьютера (интерфейс пользователя);

– между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс);

– между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс).

2. Обеспечение интерфейса пользователя

   1. Режимы работы с компьютером

Все операционные системы способны обеспечивать как пакетный, так и диалоговый режим работы с пользователем.

В пакетном режиме операционная система автоматически исполняет заданную последовательность команд.

Суть диалогового режима состоит в том, что операционная система находится в ожидании команды пользователя и, получив ее, приступает к исполнению, а исполнив, возвращает отклик и ждет очередной команды. Диалоговый режим работы основан на использовании прерываний процессора и прерываний BIOS (которые, в свою очередь, также основаны на использовании прерываний процессора). Опираясь на эти аппаратные прерывания, операционная система создает свой комплекс системных прерываний. Способность операционной системы прервать текущую работу и отреагировать на события, вызванные пользователем с помощью управляющих устройств, воспринимается нами как диалоговый режим работы.

Набор средств, с помощью которых пользователь взаимодействует с операционной системой, называется интер­фейсом пользователя.

2. Виды интерфейсов пользователя

Неграфические операционные системы и оболочки данных операционных систем работают в текстовом режиме. В текстовом режиме все элементы, выводимые на экран, ограничены определенными наборами букв, цифрами и псевдографическими символами. При помощи этих символов можно, например, строить таблицы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно и редактировать (команда машинной программы или машинная коман­да – элементарная инструкция машине, выполняемая ею автоматически без каких-либо дополнительных указаний и пояснений). Исполнение команды начинается после ее утверждения, например, нажатием клавиши ENTER. Для компьютеров платформы IBM PC интерфейс командной строки обеспечивается семейством операционных систем под общим названием MS-DOS (версии от MS-DOS 1.0 до MS-DOS 6.2).

Для облегчения работы пользователя с операционной системой были созданы специальные программы, получившие название программ-оболочек, например, Norton Commander. Эти программы предоставляют пользователю табличный или менюпо­добный интерфейс. Пользователь нажимает одну из клавиш, назначение которой описано в меню, а программа-оболочка формирует соответствующую управляющую команду и передает ее операционной системе для исполнения.

В графическом режиме изображение на экране строится при помощи точек, что позволяет создавать любые изображения, в том числе различные шрифты, рисунки или фотографии.

Для того чтобы сделать работу с компьютером более приятной, создатели операционных систем начали разработку графи­ческих операционных систем.

Корпорация Microsoft вначале выпустила графическую оболочку для DOS, которую назвала Windows. С версии 1.0 до версии 3.11 Windows оставалась графической оболочкой и работала под управлением DOS. Начиная с версии Windows 95, MS Windows стала полноценной операционной системой со своим собственным операционным ядром.

Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса – графический, в котором в качестве органа управления кроме клавиатуры может использоваться мышь или адекватное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления.

В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши – графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши.

В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие).

Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. В его распоряжении приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.

Одним из важных объектов графической системы является окно. Идею окна (WINDOW) предложил Дуглас Энгельбарт в 1968 г. Реализация оконного интерфейса заключается в том, что программа выводит информацию не на весь экран, а только на его часть. Эта часть экрана, имеющая четкие границы, и называется окном.

В графических операционных системах появилась многозадачность – способность выполнять одновременно несколько пользовательских программ.

Здесь надо отметить, что многозадачность не является свойством графической операционной системы, просто по времени совпало, что многозадачность для персональных компьютеров была реализована именно в этих системах.

Каждая программа многозадачной системы выполняется как бы на отдельном экране – в окне. Окна имеют стандартный набор инструментов управления ими. Для ограничения информации, находящейся в окне, от другой информации на дисплее окно имеет границу – четко выраженные линии по его краям.

В настоящее время все новые операционные системы являются графическими и используют идею окна.