Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Июня 2015 в 20:08, курсовая работа
Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней.
Назначение ОС - организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач
Москва, 2015
СОДЕРЖАНИЕ:
Операционная система (ОС) - комплекс системных и управляющих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы (ВС) (Вычислительная система - взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации) и удобства работы с ней.
Назначение ОС - организация вычислительного процесса в вычислительной системе, рациональное распределение вычислительных ресурсов между отдельными решаемыми задачами; предоставление пользователям многочисленных сервисных средств, облегчающих процесс программирования и отладки задач. Операционная система исполняет роль своеобразного интерфейса ( Интерфейс - совокупность аппаратуры и программных средств, необходимых для подключения периферийных устройств к ПЭВМ) между пользователем и ВС, т.е. ОС предоставляет пользователю виртуальную ВС. Это означает, что ОС в значительной степени формирует у пользователя представление о возможностях ВС, удобстве работы с ней, ее пропускной способности. Различные ОС на одних и тех же технических средствах могут предоставить пользователю различные возможности для организации вычислительного процесса или автоматизированной обработки данных.
В программном обеспечении ВС операционная система занимает основное положение, поскольку осуществляет планирование и контроль всего вычислительного процесса. Любая из компонент программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС.
В соответствии с условиями применения различают три режима ОС: пакетной обработки, разделения времени и реального времени. В режиме пакетной обработки ОС последовательно выполняет собранные в пакет задания. В этом режиме пользователь не имеет контакта с ЭВМ, получая лишь результаты вычислений. В режиме разделения времени ОС одновременно выполняет несколько задач, допуская обращение каждого пользователя к ЭВМ. В режиме реального времени ОС обеспечивает управление объектами в соответствии с принимаемыми входными сигналами. Время отклика ЭВМ с ОС реального времени на возмущающее воздействие должно быть минимальным.
Нам необходимо обеспечить мирное сосуществование нескольких операционных систем на одном компьютере. В силу несовместимости файловых систем, каждая из них должна жить в своем разделе на жестком диске. При этом видеть (либо не видеть) остальные разделы жесткого диска.
И для начала небольшой экскурс в принципы хранения информации на жестком диске вообще.
Как хранится информация на жестком диске?
Жесткий диск, как и всякое другое блочное устройство, хранит информацию фиксированными порциями, которые называются блоками. Блок является наименьшей порцией данных, имеющей уникальный адрес на жестком диске. Обмен информацией с жестким диском предполагает указание этого адреса в качестве параметра команды, выдаваемой контроллеру. Размер блока со временем стал стандартным для всех жестких дисков — 512 байт.
Для организации систем дисковое адресное пространство блоков разделяется на части, называемые разделами (partitions). Разделы полностью подобны целому диску в том, что они состоят из смежных блоков. Благодаря такой организации для описания раздела достаточно указания начала раздела и его длины в блоках. Разделы являются контейнерами всего своего содержимого. Этим содержимым является, как правило, файловая система. Под файловой системой с точки зрения диска понимается система разметки блоков для хранения файлов. После того, как на разделе создана файловая система и в ней размещены файлы операционной системы, раздел может стать загружаемым. Загружаемый раздел имеет в своем первом блоке небольшую программу, которая производит загрузку операционной системы.
Диск разбивается на разделы программным путем. То есть вы можете создать произвольную конфигурацию разделов. Информация о разбиении диска хранится в самом первом блоке жесткого диска, называемым главной загрузочной записью (Master Boot Record (MBR)).
Исторически сложилось, что диск может быть разделен на четыре раздела с целью изолировать разные операционные системы, если таковые появятся. Только один из четырех разделов имеет право быть помеченным как активный, что будет означать, что код загрузки должен загрузить в память первый сектор именно этого раздела и передать туда управление.
Хотя в теории диск можно поделить на большее количество разделов. Но вот использовать одновременно можно только четыре из них. Увы, такова жизнь.
Решение
Чтобы установить на компьютер несколько операционных систем с разными файловыми системами нам необходимо поделить диск на разделы. Отформатировать каждый в соответствии с требованиями операционных систем. Установить операционные системы, каждую в свой раздел. Установить менеджер загрузок операционных систем, который будет определять какой раздел загрузочный и запускать соответствующую операционную систему.
Как это сделать?
Все современные операционные системы содержат программы разбивки диска на разделы. В DOS и Windows это — FDISK.EXE. Но эти программы не дружат с инородными файловыми системами. То есть с помощью FDISK от Windows Вы сможете создать раздел только с Windows-совместимой файловой системой (FAT16, FAT32), а для Linux нет. Сами файловые системы этими программами не создаются в принципе (необходимо форматирование), но они ставят метку в MBR о типе файловой системы. И FDISK от Windows ставит только метки FAT(16/32). Но этот тип может быть неподдерживаемым устанавливаемой операционной системой. Хотя на FAT16, кажется, устанавливается все системы. Кроме того с помощью FDISK от Windows можно создать только два раздела «Primary DOS partition» и «Extended DOS partition». Первый из них (primary) — это обычный досовый диск C:. Второй — это контейнер логических дисков. Которые в нем болтаются в виде цепочки подразделов. Хотя не запрещено создавать несколько Primary DOS partition, важно чтобы загружаемым был только один из них. Еще более важно то, что если у Вас уже есть раздел с инородной файловой системой, то FDISK от Windows может его просто не увидеть. И в случает модернизации MBR с помощью этой программы раздел с чужой файловой системой может быть потерян. Несколько лучше дела с программами типа FDISK у других операционных систем. Они имеют представление о FAT(16/32), но часто ничего не знают о какой-нибудь другой экзотике вроде себя. Поэтому пользоваться такими программами, при наличии нескольких разделов с разными несовместимыми файловыми системами, следует очень осторожно. А лучше вообще их не трогать, а воспользоваться универсальными программами разбивки. (Перечислять их не буду, так нашел универсальное средство — FDISK и NTFS).
Отметим еще одно важное обстоятельство. Когда на чистый жесткий диск устанавливается DOS, то при загрузке нет никаких альтернатив в выборе операционных систем. Поэтому загрузчик выглядит весьма примитивно, ему не надо спрашивать у пользователя, какую систему тот хочет загрузить. С желанием иметь сразу несколько систем возникает необходимость заводить программу, позволяющую выбирать систему для загрузки. В случае OS/2 предлагается ставить Boot Manager, который умеет выбирать системы, но он занимает один цилиндр диска и один раздел в таблице разделов. В более общем случае можно поставить System Commander, но эта программа тоже довольно громоздка и, что более критично, она располагается в разделе DOS, что может привести к печальным последствиям в случае вирусов или просто сбоев в файловой системе DOS.
Универсальное Средство
Более года назад в интернете, было найдено очень мощное универсальное средство, которое сочетает в себе менеджер загрузки со встроенным редактором диска и утилитой типа FDISK. Это SyMon — System Monitor (Монитор Операционных Систем).
Монитор представляет собой программу, позволяющую организовывать на диске до 36 разделов и размещать в них до 20 операционных систем. Как уже было сказано ранее, основным препятствием для подобных улучшений является проблема сохранения совместимости с существующим программным обеспечением. Первое, чего требует совместимость, — это представление всего четырех разделов в таблице, находящейся в MBR. Снятие этого ограничения осуществляется путем организации внутренней таблицы разделов, принадлежащей исключительно монитору и неизвестной другим программам. Поскольку все существующие операционные системы изначально рассчитаны на совместимость с таблицей разделов, находящейся в MBR, то они не занимают более четырех разделов. Учитывая это обстоятельство, можно использовать все разделы из внутренней таблицы монитора, выбирая, однако, для каждой операционной системы любые четыре из них. Таким образом, для монитора описание операционной системы заключается в указании разделов, которые должны быть помещены в MBR и указания активного раздела, с которого надо производить загрузку. Для организации и содержания 36 разделов монитор имеет встроенные мощные средства. Эти средства доступны вам всегда, независимо от того, какими операционными системами вы предпочитаете пользоваться. К этим средствам относятся: редактор разделов и автопоиск разделов. Монитор размещается на нулевой дорожке жесткого диска, которая для современных жестких дисков составляет ~32K. Эта дорожка не используется, так как ее первый блок — это MBR, и поэтому он не может принадлежать какому-либо разделу. Разделы принято выравнивать на границу цилиндров. В случае нулевого цилиндра это невозможно из-за MBR, но жертвовать целым цилиндром слишком накладно, поэтому самый первый раздел на диске начинается с первой дорожки, оставляя нулевую дорожку свободной. Это позволяет разместить на ней монитор без ущерба для уже установленных операционных систем. В соответствии с требованиями совместимости таблица разделов для MBR компонуется всякий раз при старте операционной системы. То есть каждый раз происходит запись первого блока диска. Если в вашем биосе стоит защита от вирусов, то она выдаст предупреждение. Разумеется, такое предупреждение, выдаваемое каждый раз при запуске любой системы, очень быстро вам надоест. Поэтому эту защиту лучше отключить. Это не сильно ослабит иммунитет вашего компьютера, потому что поврежденный вирусом монитор просто не заработает и физически не даст вам загрузить системы, которая могла бы стать жертвой вируса. После старта монитор предоставляет вам меню для выбора операционной системы. Помимо загрузки операционной системы можно выбрать также загрузку с дискеты или другого жесткого диска. На компьютерах с ATX блоком питания можно также выключить питание компьютера, что иногда бывает весьма удобно. Выбор из меню является повседневной операцией каждого пользователя. Но помимо выбора операционной системы можно воспользоваться любым из инструментов монитора. К ним относятся:
Следует знать, что BIOS видит только первые 8 ГБ Вашего жесткого диска. Для работы с дисками большего объема все современные системы уже не пользуются BIOS’ом, а используют собственные драйвера для работы с дисками. Поэтому ограничение в 8ГБ на них не распространяется. Но следует понимать, что прежде чем система сможет использовать собственный драйвер, она должна как минимум его загрузить. Поэтому на этапе начальной загрузки любая система вынуждена пользоваться BIOS’ом. Это и вызывает ограничения на размещение многих систем за пределами 8ГБ, они не могут оттуда загружаться, но могут читать и писать туда информацию. То есть загрузочный раздел должен находится в пределах первых 8 ГБ. А MS-DOS вообще может запускаться только из первых 2 ГБ!
Где взять?
SyMon существует в двух версиях Lite и Pro. Различаются наличием редактора диска.
Впечатления от использования
Все задачи и проблемы связанные с использованием нескольких операционных систем на одном компьютере эта утилита решает полностью. Я пользуюсь ей более года. Проблем не было никаких. Хорошая документация на русском языке, которая содержит не только информацию по программе, но и обширные дополнительные сведения. Важным считаю размещение этой утилиты полностью на нулевой дорожке, то есть абсолютная независимость от остального содержимого диска, читай установленных операционных систем.
И в заключение ещё об одной важной проблеме. Многим часто приходится переустанавливать систему. Это особенно актуально для тех, кто часто инсталлирует и деинсталлирует разного рода программы, что быстро приводит в негодность систему. Рекомендации воспользоваться хорошим деинсталлятором конечно же оправданы, но это приводит к огромным потерям времени.
На сегодня большое распространение получили винчестеры с большим объёмом, для домашних ПК сейчас стандартными стали 300 и более Gb. Так же набирают популярность и CD-RW. Поэтому гораздо проще сделать архив системы и потом при необходимости её восстановить.
Существует большое количество программ такого рода, наиболее популярными являются Norton Ghost и PowerQuest DriveImage. Мне больше нравится первая, т.к. на разных ПК даёт более стабильные результаты по времени. DriveImage на некоторых ПК выполняет создание архива быстрее чем Ghost, а в некоторых случаях значительно медленнее. В любом случае обе программы со своей задачей справляются, при этом если выбрать максимальное сжатие то размер конечного файла может быть на 30-40% меньше, чем архивируемой системы. Я не буду описывать работу с этими программами. Дам просто некоторые рекомендации.
Желательно иметь два архива одной ОС — первую делаете после установки всех драйверов и настройки системы. Второй после установки всех необходимых для работы программ. Windows версия Norton Ghost умеет работать с записывающими устройствами и при наличии CD-RW гораздо эффективнее слить всё на болванки.
Прежде чем восстанавливать систему, убедитесь, что на разделе, где будете это делать не осталось нужных вам документов, т.к. все данные на этом диске будут потеряны. Вообще нужно принять за правило не хранить свои документы на системных дисках.
Имея копии своих систем вы можете экспериментировать с любыми программами. Как только почувствуете неладное в системе, восстановите её из архива. Например WinXP с установленными офисными и графическими пакетами общим объёмом около 2,5Gb, при архивации размер файла получается около 1,8Gb, а восстановление занимает около 15-30 мин (зависит от мощности ПК и быстродействия винчестера). Установка же и настройка всего этого хозяйства отнимает 3-4 часа. Имея архив системы на CD-R или CD-RW, вы к тому же имеете действенное оружие в защите от вирусов, а если заархивируете и свои документы, то вам не страшны никакие компьютерные напасти.
Первоначально Windows (по-английски "окна"), разрабатывалась не как операционная система, какой мы привыкли видеть современные ее версии, а как графическая оболочка MS-DOS. Надо отметить, что концепция графического интерфейса была разработана отнюдь не Microsoft. Уже за несколько лет до внедрения Windows существовали компьютеры Apple Macintosh, с графической операционной системой (MacOs), интерфейс которой был более дружественным и понятным рядовому пользователю, в отличие от командной строки MS-DOS. Строго говоря, Windows, не единственная попытка избавить пользователя от командной строки на IBM- совместимых компьютерах. Очень известной в свое время была псевдографическая (на самом деле работавшая в текстовом режиме), оболочка Norton Commander корпорации Symantec. Она ускоряла в несколько раз процесс навигации по дисковому пространству, к тому же, более естественно представляла иерархию каталогов в виде дерева. Однако, Windows появилась раньше Norton, хотя Norton был более популярен, в частности, из за низких системных требований.
Операционная система Linux, созданная в 1991 г. и официально выпущенная в 1994 г. Линусом Торвальдсом, разительно отличается от всех других операционных систем. Причем — практически всем.
Начнем с того, что Linux — единственная популярная ОС, созданная любителем (Торвальдс написал ее в качестве дипломного проекта).
Более того — поддерживается, развивается и дополняется она сотнями тысяч таких же энтузиастов из разных стран мира. Наконец, Linux -единственная свободно распространяемая (т. е. абсолютно бесплатная) операционная система! Свое происхождение многозадачная многопользовательская 32-разрядная система Linux ведет от класса универсальных ОС UNIX, которые в течение многих лет (еще с 60-х годов!) обслуживали «большие» промышленные компьютеры. Проект UNIX объединяет десятки различных ОС, созданных для своих компьютеров различными фирмами