Лекции по «Информатика»

Лекции по дисциплине «Информатика»                                                              Бекбаева З.А.

 

Лекции №3-№4.  «Программное обеспечение компьютера. Операционные системы»

 

1. Что такое операционная система (ОС)?
2. Основные понятия и обозначения.
3. Основные команды ОС.
4. Общая характеристика NC.

 

Компьютерная система  состоит из аппаратной части (компьютера, hardware) и программного обеспечения (software), находящегося в файлах на дисках. Программное обеспечение делится на операционные системы (MS Windows, Linux)  (MS Word, MS Excel, Adobe Photoshop и т.п.).

Рассмотрим понятия  диска, каталога, файла, файловой системы и файловой структуры диска.

Диск (винчестер) – это физическое устройство, которое после включения компьютера вращается, например, со скоростью 7200 оборотов за минуту и на котором хранится информация. Диски могут быть нескольких видов. Диски имеют имена. Имя диска – латинская буква и символ двоеточия, например, А:, В: - имена дисководов гибких дискет; С:, D: - имена логических дисков на винчестере; E:, F: и т.п. – имя дисковода компакт-дисков (CD) или флеш-памяти.

Файлы предназначены для хранения на дисках программ и данных (текстов, таблиц, рисунков, видео и т.п.). Совокупность файлов на диске составляет файловую структуру конкретного диска. Совокупность правил, по которым создаются файловые структуры, называют файловой системой. Существует три основные файловые системы: 16-разрядная (старая) FAT-16 и 32-разрядные (новые) FAT-32 и NTFS. Система NTFS дает возможность оперировать с файлами больших размеров (больших 4 Гбайт), возникающих, в частности, при обработке цифрового видеоизображения.

Файл имеет такие главные свойства: имя, тип, объем в байтах, дату создания. Папки могут содержать другие папки. Записанные через символ бекслеш (\) имена диска, имена вложенных папок и файла образовывают полный путь к файлу (другой термин – спецификация файла), например, d:\me-12\savka1.doc.

  Клавиатура компьютера. Клавиатура предназначена для ввода информации в компьютер: текстов и команд.

Клавишу ввода (Enter) используют для запуска команд, программ и окончания ввода некоторой части информации (например, абзаца в текстовом документе и т.п.). Клавиш ввода на клавиатуре две. Доступ к символам верхнего регистра и прописным буквам дает клавиша Shift.   Для постоянного ввода прописных букв служит клавиша Caps Lock. Клавиши со стрелками предназначены для перемещения курсора. Клавиши Ctrl используют вместе с другими клавишами. Комбинацию клавиш, которые следует нажать одновременно, обычно обозначают с помощью символа +. Переключателем между русским и английским алфавитами является определенная комбинация клавиш, например, Ctrl+ Shift, левая Alt+ Shift или другая. В режиме нажатой клавиши NumLock можно пользоваться цифровыми клавишами 0-9 на дополнительной секции справа. Эти цифровые клавиши используют для ввода символов, которые отсутствуют на клавиатуре.

Рабочий стол и панель задач. При первоначальном изучении графического интерфейса операционной системы MS Windows включают компьютер. Рассмотрим экран – это рабочий стол пользователя. Визуально рабочий стол – это фон, на котором отображаются другие элементы, а фактически – это папка с именем desktop, содержащая разные объекты (файлы, другие папки). На столе находится рабочее поле с подписанными значками, называемыми пиктограммами, а также панель задач с кнопкой ПУСК, разворачивающей главное каскадное меню системы.

Действия с  окнами. Окно является центральным понятием в Windows (отсюда и название операционной системы). Окно отображает содержание (наполненность) объекта. Будем различать такие типы окон: рабочий стол, окно папки, окно программы, окно документа, диалоговое окно, окно системы помощи.

 

Операционная  система - это программа, которая загружается при включении компьютера. Эта система организует диалог пользователя с компьютером, управляет распределением и использованием ресурсов машины, дирижирует работой всех аппаратных элементов компьютера (клавиатуры, монитора, дисков, принтеров).

В мире существует несколько  вариантов ОС для ПК, но наибольшее распространение получила система MS-DOS (Microsoft Disk Operation System), которая появилась в 1981 г. Одновременно с компьютерами типа IBM PC. Она устанавливалась почти на всех ПК типа IBM PC или совместимых с ними.

Операционная система MS-DOS содержит следующие основные элементы:

1) Базовая система ввода-вывода BIOS (Basic Input-Output System), которая «зашита» в постоянном запоминающем устройстве компьютера и выполняет следующие функции:

     а) испытание  аппаратных частей компьютера;

     б) организация  вызова в машину других элементов MS-DOS (начальная загрузка);

     в) организация наиболее  универсальных операций ввода-вывода  информации.

2) Загрузчик ОС - очень короткая программа, находящаяся в I секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. На жестком диске (винчестере) загрузчик ОС состоит из 2 частей. Одна часть загрузчика находится в I секторе жесткого диска (выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку). Вторая часть загрузчика находится в I секторе этого раздела (считывает в память модули DOS и передает им управление).

3) Два системных файла MS-DOS (IO. sys и MSDOS. sys), которые находятся в фиксированном месте на жестком диске и считываются в память при начальной загрузке.

4) Командный процессор (программа command.com), который обрабатывает команды, вводимые пользователем и организует исполнение программ.

5) Внешние команды DOS – это программы, поставляемые вместе с ОС в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера (форматирование дискет, проверку дисков и т.д.).

6) Драйверы устройств – это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке ОС, их имена указываются в специальном файле Config.sys.

 

Основные понятия  и обозначения

В компьютере основным хранилищем данных и программ являются накопители на магнитных дисках. Эти накопители именуются латинскими буквами с двоеточием: A:, B:, C: и т.д.

Средством для постоянного хранения данных, включая тексты и программы, являются файлы.

Файл (file) - это поименованная область на диске. Файлы разделяют на две категории - текстовые и двоичные. Текстовые файлы предназначены для чтения человеком. Файлы, не являющиеся текстовыми, называют двоичными. Каждый файл имеет имя. Полное имя файла состоит из 2 частей: из имени и расширения. В имени может быть от 1 до 8 символов, а расширение начинается с точки, за которой следуют от 1 до 3 символов. Расширение файла является не обязательным. Имя и расширение могут состоять из прописных и строчных латинских букв, цифр и символов: - (минус), _ (знак подчеркивания), $, #, @, ( ), { }, %, ~ (тильда), ^ (знак карата).

Например, Command.com, Tania1.doc, paper.doc.

По расширению можно узнать, какая  программа создала данный файл.

.com или .exe – готовые к выполнению программы;

.bat – командные файлы;

.pas – программы на Паскале (Pascal);

.bas – программа на Бейсике (Basic);

.c – программы на СИ;

.asm – программа на Ассемблере;

.bak – копия файлов;

.dat – файл данных;

.doc – файл документов;

.txt – текстовый файл;

.tif, .pcx, .bmp, .pic – графические файлы;

.arj, .zip, .rar – сжатые файлы.

 

В качестве имен файлов нельзя использовать имена устройств:

  PRN (LPT 1) - принтер;

  LPT 2 - дополнительный второй принтер;

  CON – консоль, т.е. дисплей – при выводе данных, клавиатура – при вводе;

  AUX (COM1) -  основной коммуникационный канал;

  NUL - фиктивное пустое устройство.

При создании файлов автоматически  регистрируются объем в байтах, дата и время создания. Имя и тип, дата и время, объем файла атрибутами  или  характеристиками  файла. Для  того чтобы систематизировать порядок  хранения файлов на дисках, их объединяют в каталоги (директории).

Каталог – это имя  группы файлов, объединённых по какому-либо признаку и хранимых на одном диске. Требования к именам каталогов те же, что к именам файлов. Как правило, расширение имени для каталогов не используется. Каждый каталог может быть зарегистрирован в другом каталоге. Если каталог X зарегистрирован в каталоге Y, то говорят, что X- подкаталог  Y, а Y – надкаталог или родительский каталог для X. На каждом магнитном диске имеется один главный (корневой) каталог.

C:\ DEMO> - каталог I уровня DEMO;

C:\ DEMO\SYS> - каталог II уровня SYS.

Узнать местоположение файла можно с помощью указания пути к файлу. Путь – это последовательность из имён каталогов или символов .., разделённых символом \.

Полное имя файла  имеет следующий вид:

[дисковод:] [путь \]  имя  файла

[ ] – необязательный  элемент.

Например: 

а: paper. doc - файл paper.doc находится в текущем каталоге диска на дисководе А:

          а:\ paper. doc - файл paper.doc находится в корневом каталоге диска на дисководе А:

Основные команды  ОС

Все команды MS-DOS  делятся на 2 большие группы - резидентные и транзитные. Резидентные (внутренние, встроенные) команды являются составной частью служебного файла Command.com. Они наиболее простые и часто используемые, поэтому постоянно находятся в оперативной памяти компьютера и выполняются немедленно. Транзитные (внешние, загружаемые) команды используются реже. Они являются программными файлами на диске, поэтому перед выполнением они должны быть прочитаны с диска.

 

Резидентные команды

 I. Команды обслуживания каталогов.

К этой группе относятся  команды: DIR, MD, CD, RD.

1) Команда DIR - выдаёт список подкаталогов и полных имён файлов, их размер, время и дату создания.

     Формат  команды:      Dir [дисковод:] [путь\] [имя файла] [\p] [\w]

Параметр \p задаёт поэкранный вывод оглавления. (p – от слова page - страница). Нажатие любой клавиши выводит следующую страницу.

Параметр \w задаёт вывод только информации об именах файлов в каталоге, и имена выводятся по 5 в каждой строке. (w – от слова window - окно).

2) Команда MD (make directory) - создание нового каталога.

     Формат  команды:      md [дисковод:] путь

Например:

а)  C:\> md student – создание каталога student в корневом каталоге диска c:

б)  Md a:\work - создание подкаталога work в корневом каталоге диска a:

3) Команда RD (remove directory) - удаление каталогов и подкаталогов, причем только пустых, не содержащих внутри себя файлы.

Например:

а)  RD  ххх – удаление подкаталога ххх в текущем каталоге.

4) Команда CD (change directory) - смена текущего каталога.

Например:   CD\ - переход в корневой каталог текущего диска.

 

II. Команды для работы с файлами:

К этой группе относятся: сopy, ren, type, delete, date, time, path, cls.

1) Команда Copy – осуществляет копирование файлов.

Copy <имя файла 1> <имя файла 2>

по этой команде MS-DOS создает точную копию файла 1 и присваивает ей имя файла 2.

Примеры:

а) Copy sun.txt con – копирует файл на экран;

     б) Copy con sun.txt – вводит текст файла с клавиатуры.

2) Команда Ren (rename) – переименование файлов.

Ren [дисковод:] [путь\] имя файла имя файла

Например: Ren xxx.doc xxx.txt

3) Команда Delete (del) – удаление файлов или группы файлов из текущего каталога.

Например:  c:\> Alla.bas - удаляется файл в текущем каталоге.

4) Команда Type – вывод содержимого текстового файла на экран.

Формат команды:  Type имя файла

Например: Type paper.doc – вывод файла на экран из текущего каталога.

5) Команда Date – выдача и установка текущей даты.

Для установки даты необходимо ввести

Date_MM_DD_YY,

где MM – номер месяца (1-12), DD – число календаря (1-31), YY – год. Разделителями могут быть – или \

6) Команда Time – выдача и установка текущего времени.

Для установки времени  необходимо ввести

HH:MM:SS,

где HH – час (0-23), MM – мин (0-59), SS – сек (0-59).

7) Команда Path (путь) предназначена для организации командной ветви.

Path - имя каталога [; имя каталога]

Path; - устанавливает, что поиск программ должен вестись в текущем каталоге.

Path – выводит имена каталогов, в которых производится поиск программ. Эта команда записывается в файле автозагрузки autoexec.bat.

8) Команда Cls (Clear Screen)  - очищает экран.

 

Транзитные команды DOS

1) Команда Format – форматирование дискеты.

Прежде, чем использовать дискету на компьютере, ее необходимо отформатировать. В ходе этой операции происходит разметка диска (нумеруются дорожки и сектора), если необходимо, устанавливается метка диска. Часть дорожки в пределах одного сектора называют кластером, и запись на диск идет именно кусками в размере кластеров. Схематично разбиение дискеты на дорожки и сектора представлено на рис.1. 

Кроме имени дисковода  в команде Format могут быть следующие параметры через знак /.