Windows-Betriebssystem. Allgemeine Charakteristiken. III. Beschreiben der Hauptbetriebssysteme (Zweck, Betriebsarten usw.) Die Hauptmerkmale der Betriebssysteme ugrinovich

Der Softwaremarkt ist weitgehend durch Produkte vertreten, die für die automatisierte Analyse finanzieller und wirtschaftlicher Aktivitäten entwickelt wurden. Die Finanzlage des Unternehmens wird anhand von Indikatoren und Kennzahlen sowie in Form von Grafiken und Diagrammen beschrieben. Automatisierte Systeme liefern Informationen über die Struktur der Bilanz, die Werte der Liquiditätsindikatoren, die Finanzstabilität, die Rentabilität, den Umsatz, die Rentabilität und den Cashflow.

Das DOS-Betriebssystem besteht aus folgenden Teilen:

1. Basis-Eingabe-Ausgabe-System (BIOS), das sich im Nur-Lese-Speicher (Nur-Lese-Speicher, ROM) des Computers befindet. Dieser Teil des Betriebssystems ist in den Computer integriert. Ihr Zweck ist es, die einfachsten und universellsten E / A-Dienste des Betriebssystems auszuführen. Das grundlegende E / A-System enthält auch einen Computerfunktionstest, der den Betrieb des Computerspeichers und der Geräte beim Einschalten des Computers überprüft.

Ein Betriebssystem ist ein Programm, das beim Einschalten Ihres Computers geladen wird. Es führt einen Dialog mit dem Benutzer, verwaltet den Computer, seine Ressourcen (RAM, Speicherplatz usw.) und startet andere (Anwendungs-) Programme zur Ausführung. Das Betriebssystem bietet dem Benutzer und den Anwendungsprogrammen eine bequeme Möglichkeit, mit Computergeräten zu kommunizieren (Schnittstelle).

Der Hauptgrund für die Notwendigkeit eines Betriebssystems besteht darin, dass elementare Operationen zum Arbeiten mit Computergeräten und zum Verwalten von Computerressourcen Operationen auf sehr niedriger Ebene sind. Daher bestehen die Aktionen, die ein Benutzer und Anwendungsprogramme benötigen, aus mehreren hundert oder Tausenden solcher elementaren Operationen.

Darüber hinaus enthält das zugrunde liegende E / A-System ein Programm zum Aufrufen des Betriebssystemladeprogramms.

Der Betriebssystem-Loader ist ein sehr kurzes Programm, das im ersten Sektor jeder DOS-Diskette zu finden ist. Die Funktion dieses Programms besteht darin, zwei weitere Betriebssystemmodule in den Speicher einzulesen, die den DOS-Startvorgang abschließen.

Auf einer Festplatte besteht der Betriebssystemlader aus zwei Teilen. Dies liegt daran, dass eine Festplatte in mehrere Partitionen (logische Laufwerke) unterteilt werden kann. Der erste Teil des Bootloaders befindet sich im ersten Sektor der Festplatte. Er wählt aus, von welcher der Partitionen der Festplatte das Booten fortgesetzt werden soll. Der zweite Teil des Bootloaders befindet sich im ersten Bereich dieses Abschnitts. Er liest DOS-Module in den Speicher und überträgt die Steuerung an diese.

Datenträgerdateien 10.SYS und MSDOS.SYS (sie können unterschiedlich benannt werden, z. B. IBM.COM und IBMDOS.COM für PC DO; URBIOS.SYS und DRDOS.SYS für DR DOS - die Namen ändern sich je nach Version des Betriebssystems ). Sie werden vom Betriebssystemlader in den Speicher geladen und verbleiben permanent im Arbeitsspeicher des Computers. Die Datei I0.SYS ist eine Ergänzung zum grundlegenden E / A-System im ROM. Die Datei MSDOS.SYS implementiert die grundlegenden DOS-Dienste auf hoher Ebene.

Die DOS-Shell verarbeitet vom Benutzer eingegebene Befehle. Der Befehlsprozessor befindet sich in einer Festplattendatei. COMMAND.COM auf der Festplatte, von der das Betriebssystem geladen wird. Einige Benutzerbefehle (wie Type, Dir oder Sor) werden von der Shell selbst ausgeführt. Solche Befehle werden interne Befehle genannt. Um andere (externe) Benutzerbefehle auszuführen, durchsucht der Befehlsprozessor die Datenträger nach einem Programm mit dem entsprechenden Namen und lädt es, falls er es findet, in den Speicher und überträgt die Steuerung darauf. Wenn das Programm beendet ist, entfernt die Shell das Programm aus dem Speicher und zeigt eine Meldung an, dass es bereit ist, Befehle auszuführen (DOS-Eingabeaufforderung).

Externe DOS-Befehle sind Programme, die mit dem Betriebssystem als separate Dateien geliefert werden. Diese Programme führen Wartungsaktivitäten durch, z. B. Formatieren von Disketten, Überprüfen von Datenträgern usw.

Gerätetreiber sind spezielle Programme, die das DOS-E / A-System ergänzen und neue oder nicht standardmäßige Verwendungen vorhandener Geräte bedienen. Mit Hilfe von Treibern ist es beispielsweise möglich, mit einer "RAM-Disk" zu arbeiten. Ein Stück Computerspeicher, mit dem Sie wie mit einer Festplatte arbeiten können. Treiber werden beim Laden des Betriebssystems in den Computerspeicher geladen, ihre Namen werden in einer speziellen Datei CONFIG.SYS angegeben. Diese Anordnung erleichtert das Hinzufügen neuer Geräte, sodass Sie dies tun können, ohne die DOS-Systemdateien zu beeinträchtigen.

Die Windows-Betriebssystem-Shell ist ein Microsoft-Add-On für das DOS-Betriebssystem, das Benutzern und Programmierern eine Vielzahl von Funktionen und Annehmlichkeiten bietet. Die weit verbreitete Verbreitung von Windows machte 661 zum De-facto-Standard für IBM PC-kompatible Computer: Die überwiegende Mehrheit der Benutzer solcher Computer arbeitet unter Windows. Daher wurden in letzter Zeit fast alle neuen Programme speziell für ihren Betrieb in der Windows-Umgebung entwickelt. "Im Gegensatz zu Shells wie Norton Commander bietet Windows nicht nur eine bequeme und intuitive Benutzeroberfläche zum Bearbeiten von Dateien, Datenträgern usw., sondern auch neue Möglichkeiten für Programme, die in der Windows-Umgebung gestartet werden. Um diese Funktionen nutzen zu können, müssen Programme vorhanden sein Diese Programme können nicht außerhalb der Windows-Umgebung ausgeführt werden, daher werden wir sie als Windows-Programme oder WincSows-Anwendungen bezeichnen. Windows kann jedoch reguläre Programme ausführen, die für DOS entwickelt wurden. Solche Programme nutzen jedoch Windows nicht und sind langsamer als beim direkten Aufruf unter DOS.

Windows ist ein integriertes Programm. Unter der Kontrolle der Windows-Shell können nicht nur spezielle Programme für den Betrieb in der Windows-Umgebung (Windows-Anwendungen) ausgeführt werden, sondern auch "normale" Programme, die seitdem in der DOS-Umgebung ausgeführt werden DOS-Anwendungen (DOS-Anwendungsprogramme). Die Windows-Shell bietet einen effizienten und bequemen Informationsaustausch zwischen einzelnen Programmen, die unter ihrer Kontrolle ausgeführt werden. Hier geht es hauptsächlich um Windows-Anwendungen. Das Konzept der Integration ist normalerweise auch mit der Möglichkeit verbunden, Computerressourcen von verschiedenen Programmen gemeinsam zu nutzen. So kann beispielsweise ein an einen Computer angeschlossener Drucker von allen Programmen auf Wettbewerbsbasis mit gleichem Erfolg verwendet werden. Darüber hinaus werden alle Vorgänge, die mit der Notwendigkeit der Transcodierung und des Treiberwechsels verbunden sind (z. B. beim Wechsel vom Drucken von Texten zum Anzeigen von Abbildungen), von der Shell übernommen.

Die meisten Benutzer fühlen sich von der Windows-Umgebung nicht nur und nicht so sehr vom Komfort der Shell selbst angezogen, sondern auch von den Besonderheiten der in dieser Umgebung implementierten Anwendungen. Die Besonderheiten der Implementierung in der Windows-Umgebung, die selbst Benutzern aus der DOS-Arbeit von Anwendungsprogrammen (Anwendungen) bekannt sind, ermöglichen es uns praktisch, Windows-Versionen dieser Programme als völlig neue Produkte zu betrachten.

Das Arbeiten in der Windows-Shell und in Windows-Anwendungen beinhaltet eine Art Neuerstellung des "Lebensstils". Das "Leben" des Benutzers in der "Windows" -Umgebung ist mit der "Maus" -Steuerung, dem Datenaustausch zwischen einzelnen Programmen und der parallelen Ausführung verbunden. Die Standardisierung der Schnittstellen einzelner Windows-Anwendungen erleichtert den Wechsel von einer Anwendung zur anderen. Methoden und Mittel der Verwaltung).

Das proprietäre Windows-Paket enthält mehrere Anwendungen. Alle von ihnen sind unter Zubehör (Zubehör, Werkzeuge) zusammengefasst. Dies sind Anwendungen, die klein und leistungsfähig sind und den "Gentleman-Satz" des Benutzers bilden. Sie sind weit entfernt von professionellen Spezialpaketen. Sie veranschaulichen jedoch perfekt die Funktionen der Shell und bieten nur minimalen Service. Darüber hinaus ist es sehr nützlich, sich mit seriösen Paketen mit den entsprechenden Tools dieser Gruppe vertraut zu machen. So können Sie beispielsweise nach einer Weile mit dem Texteditor Write in Zukunft problemlos auf professionelle Textverarbeitungspakete wie Word für Windows, Lotus Ami Professional, WordPerfect für Windows usw. umsteigen.

In den frühen 90ern. Der prozedurale Ansatz war immer noch vorherrschend, aber es gibt einige Anzeichen für eine objektorientierte Entwicklung. Gleichzeitig wurde die OLE-Methode (Object Linking and Embedding) angezeigt, mit der durch Klicken auf das Bild eines Objekts die Anwendung, die es verarbeitet, implizit gestartet und nach Abschluss der Verarbeitung zur vorherigen Anwendung zurückgekehrt werden kann.

Eng verwandt mit OLE ist die sogenannte "In-Place" -Dokumentbearbeitungsmethode. Wenn ein Objekt in das Dokument eingebettet ist, das von einer bestimmten Anwendung verarbeitet werden soll, wird beim Klicken auf dieses Objekt implizit die erforderliche Anwendung gestartet und nichts im Arbeitsbereich außer den Symbolleisten geändert. Wenn der im Microsoft Word-Editor verarbeitete Text beispielsweise eine im Microsoft Excel-Editor erstellte Tabelle enthält, werden durch Klicken darauf die Excel-Symbolleisten ersetzt. Der Benutzer kann das Dokument mit einer völlig anderen Anwendung verarbeiten, ohne es zu wissen.

Ein weiterer Mechanismus, der die Arbeit vereinfacht und die Ära des objektorientierten Ansatzes näher gebracht hat, heißt "Drag & Drop", was wörtlich "Drag & Drop" bedeutet. Mit dieser Methode klicken Sie (normalerweise links) auf das Bild eines Objekts, bewegen es über den Bildschirm, während Sie die Schaltfläche gedrückt halten, und lassen die Schaltfläche los, wenn sich der Zeiger an der gewünschten Stelle auf dem Bildschirm befindet. So wurden Kopier-, Verschiebungs- und Löschvorgänge objektorientiert.

Die Microsoft Office-Programmsuite umfasst Folgendes: Zugriff, Ordner, Excel, Word, Power Point, Outlook, Fotoeditor. Dies ist ein Standard-Softwarepaket, mit dem auch Anfänger mit einem Computer arbeiten können, einschließlich eines lokalen Netzwerks und der großflächigen Nutzung von Internetressourcen. Jetzt ist es das am weitesten verbreitete Programm in Russland. Es gibt viele andere, aber in der Regel ist beim Kauf eines Computers dieser spezielle Satz von Programmen normalerweise darauf vorhanden. Sie sind vollständig russifiziert und für den russischen Benutzer angepasst.

Die Verbreitung von Computertechnologien in Russland hat seit 1996 rasant zugenommen, aber mit einer solchen Verbreitung und Komplikation haben Software und Computernetzwerke eine Reihe von Nachteilen. Der erste dieser Nachteile besteht darin, dass in Russland in der Regel Computer ausländischer Produktion oder Montage verwendet werden. Dieser Nachteil ist auf den Mangel an Fachkräften zurückzuführen.

Als Tool zur Unterstützung der Anwendungsentwicklung bietet MultiEdit die Möglichkeit, sich an den Typ einer bestimmten Programmiersprache anzupassen. Es kann als Programmierumgebung für Compiler verwendet werden, denen es fehlt. Bei der Konfiguration in einer Programmiersprache können Sie Befehlszeilenoptionen festlegen.

Bei der Einrichtung für eine bestimmte Programmiersprache sind die folgenden 4 Mechanismen am nützlichsten, die die Entwicklung von Programmen erheblich erleichtern: Hervorhebung farbiger syntaktischer Konstruktionen, automatische Formatierung von Programmen, Erstellung typischer syntaktischer Konstruktionen aus Vorlagen, Suche nach gepaarten Operatorklammern.

Wenn wir MultiEdit vom Standpunkt der Dokumentvorbereitung aus betrachten, bietet es Textformatierung, Generierung von Indizes und Inhaltsverzeichnisse. Es enthält Rechtschreib- und Sortierwerkzeuge sowie eine Reihe weiterer Funktionen. Zu den Einschränkungen des Editors gehören das Fehlen von: das Konzept einer Schriftart, die Möglichkeit, eine Schriftart auszuwählen, Bilder einzufügen, die Unterstützung des WYSWYG-Modus.

Der wissenschaftliche Dokumenteditor Chiwriter ist ein ziemlich einfaches und benutzerfreundliches Softwaresystem. Es hat eine benutzerfreundliche Oberfläche. Ermöglicht die bequeme Vorbereitung von Dokumenten mit komplexen mehrstufigen Formeln. Es bietet eine automatische Paginierung und ermöglicht Fuß- und Kopfzeilen.

Der Chiwriter-Editor verfügt über eine ziemlich große Anzahl von Schriftarten verschiedener Schriftarten. Darüber hinaus hat der Benutzer die Möglichkeit, das Erscheinungsbild der Symbole vorhandener Schriftarten unabhängig zu ändern oder neue Schriftarten zu generieren. Die Schriftarten des Editors sind jedoch Bitmap und daher nicht skalierbar. Mit Tintenstrahl- und Laserdruckern kann keine Ausgabe in hoher Qualität gedruckt werden. Ein weiterer großer Nachteil ist die Inkonsistenz mit dem PostScript-Standard, der die Verwendung für die Vorbereitung wissenschaftlicher Arbeiten zum Drucken erheblich einschränkt.

Verwenden einer Nachschlagetabelle, die eine oder zwei Variablen mit einer beliebigen Anzahl von Werten enthalten kann. Diese Variablenwerte werden bei der Berechnung der Ergebnisse nach derselben Formel verwendet. Die Ergebnisse werden dann als Datensatz angezeigt.

Exel Spreadsheet Processor unterstützt auch gängige Textverarbeitungsfunktionen wie Makros, Diagramme, Autokorrektur und Rechtschreibprüfung, Stile, Vorlagen, automatische Formatierung von Daten, Datenaustausch mit anderen Anwendungen, umfangreiches Hilfesystem, Drucken mit Anpassungsoptionen und andere Dienste Chancen.

Es wird empfohlen, den Excel-Tabellenkalkulationsprozessor zu verwenden, um Tabellen zu erstellen, wenn komplexe Berechnungen, Sortieren, Filtern, statistische Analyse von Arrays und darauf basierende Diagramme angenommen werden.

Beschreiben wir die wichtigsten Schlüsselkonzepte für die Arbeit mit einem Excel-Tabellenkalkulationsprozessor.

Die Arbeitsmappe ist das Hauptdokument von Excel. Es wird in einer Datei mit einem beliebigen Namen und der Erweiterung xls gespeichert. Wenn Sie eine Arbeitsmappe erstellen oder öffnen, wird deren Inhalt in einem separaten Fenster angezeigt. Jede Arbeitsmappe enthält standardmäßig 16 Arbeitsblätter.

Blätter dienen zum Erstellen und Speichern von Tabellen, Diagrammen und Makros. Das Blatt besteht aus 256 Spalten und 16384 Zeilen.

Eine Zelle ist die strukturell kleinste Einheit zum Platzieren von Daten in einem Arbeitsblatt. Jede Zelle kann Daten in Form von Text, Zahlen, Formeln oder Formatierungsoptionen enthalten. Bei der Dateneingabe erkennt Excel automatisch den Datentyp und ermittelt die Liste der Operationen, die mit ihnen ausgeführt werden können. Zellen werden durch ihren Inhalt in Quelle (Einfluss) und Abhängigkeit unterteilt. Letztere enthalten Formeln, die Links zu anderen Zellen in der Tabelle enthalten.

Die Struktur und die Fähigkeiten von Betriebssystemen entwickeln sich Jahr für Jahr. In jüngster Zeit haben neue Betriebssysteme und neue Versionen bestehender Betriebssysteme einige Strukturelemente enthalten, die die Art dieser Systeme stark verändert haben. Moderne Betriebssysteme erfüllen die Anforderungen einer sich ständig weiterentwickelnden Hard- und Software. Sie können den Betrieb von Multiprozessorsystemen steuern, die schneller laufen als herkömmliche Maschinen, Hochgeschwindigkeitsnetzwerkgeräte und eine Vielzahl von Speichergeräten, deren Anzahl ständig zunimmt. Unter den Anwendungen, die das Design von Betriebssystemen beeinflusst haben, sind Multimedia-Anwendungen, Internetzugangsfunktionen und das Client / Server-Modell zu erwähnen.
Die unaufhaltsam steigenden Anforderungen an Betriebssysteme führen nicht nur zu einer besseren Architektur, sondern auch zu neuen Organisationsformen. In experimentellen und kommerziellen Betriebssystemen wurde eine Vielzahl von Ansätzen und Bausteinen ausprobiert, von denen die meisten in die folgenden Kategorien eingeteilt werden können.

• Mikrokernel-Architektur.
• Multithreading.
• Symmetrische Mehrfachverarbeitung.
• Verteilte Betriebssysteme.
• Objektorientiertes Design.

Eine Besonderheit der meisten heutigen Betriebssysteme ist ein großer monolithischer Kernel. Der Kernel des Betriebssystems bietet die meisten seiner Funktionen, einschließlich Zeitplanung, Arbeiten mit dem Dateisystem, Netzwerk, Treiber für Betriebsgeräte, Speicherverwaltung und viele andere. Typischerweise wird ein monolithischer Kernel als ein einzelner Prozess implementiert, dessen Elemente alle denselben Adressraum verwenden. In einer Mikrokernel-Architektur verfügt der Kernel nur über einige der wichtigsten Funktionen, einschließlich Adressräume, Interprozesskommunikation (IPC) und grundlegende Zeitplanung. Andere Betriebssystemdienste werden von Prozessen ausgeführt, die manchmal als Server bezeichnet werden. Diese Prozesse werden im Benutzermodus gestartet und der Mikrokernel arbeitet mit ihnen auf die gleiche Weise wie mit anderen Anwendungen.

Dieser Ansatz trennt die Aufgabe der Betriebssystementwicklung in Kernelentwicklung und Serverentwicklung. Server können an die Anforderungen bestimmter Anwendungen oder Umgebungen angepasst werden.

Das Zuweisen eines Mikrokerns in der Systemstruktur vereinfacht die Implementierung des Systems, stellt seine Flexibilität sicher und passt auch gut in eine verteilte Umgebung. Tatsächlich interagiert der Mikrokernel auf die gleiche Weise mit den lokalen und Remote-Servern, was den Aufbau verteilter Systeme vereinfacht.

Multithreading ist eine Technologie, bei der ein Prozess, auf dem eine Anwendung ausgeführt wird, in mehrere gleichzeitig ausgeführte Threads aufgeteilt wird. Im Folgenden sind die Hauptunterschiede zwischen Thread und Prozess aufgeführt.

Fließen... Eine versendete Arbeitseinheit, die einen Prozessorkontext (der den Inhalt des Programmzählers und die Oberseite des Stapelzeigers enthält) und einen eigenen Stapelbereich (zum Organisieren von Unterprogrammaufrufen und Speichern lokaler Daten) enthält. Stream-Befehle werden nacheinander ausgeführt. Ein Thread kann unterbrochen werden, wenn der Prozessor zur Verarbeitung eines anderen Threads wechselt.

Prozess... Eine Sammlung von einem oder mehreren Threads sowie die diesen Threads zugeordneten Systemressourcen (z. B. ein Speicherbereich mit Code und Daten, geöffnete Dateien, verschiedene Geräte). Dieses Konzept kommt dem Konzept eines laufenden Programms sehr nahe. Durch die Aufteilung der Anwendung in mehrere Threads nutzt der Programmierer die Modularität der Anwendung und die Fähigkeit, anwendungsbezogene Timing-Ereignisse zu verwalten.
Multithreading ist sehr nützlich für Anwendungen, die mehrere unabhängige Jobs ausführen, für die keine sequentielle Ausführung erforderlich ist. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist ein Datenbankserver, der mehrere Clientanforderungen gleichzeitig akzeptiert und verarbeitet. Wenn mehrere Threads innerhalb desselben Prozesses verarbeitet werden, hat das Wechseln zwischen verschiedenen Threads weniger CPU-Overhead als das Wechseln zwischen verschiedenen Prozessen. Darüber hinaus sind Threads nützlich, um Prozesse zu strukturieren, die Teil des Betriebssystemkerns sind, der in späteren Kapiteln beschrieben wird.
Bis vor kurzem enthielten alle Einzelbenutzer-PCs und Workstations einen einzigen virtuellen Universal-Mikroprozessor. Aufgrund der ständig steigenden Anforderungen an die Leistung und der Senkung der Kosten für Mikroprozessoren haben sich die Hersteller auf Multiprozessor-Computer umgestellt.

Um die Effizienz und Zuverlässigkeit zu verbessern, wird die SMP-Technologie (Symmetric Multiprocessing) verwendet.

Dieser Begriff bezieht sich auf die Hardwarearchitektur eines Computers sowie auf das Verhalten des Betriebssystems, das diesem Architekturmerkmal entspricht. Symmetrische Mehrfachverarbeitung kann als eigenständiges Computersystem mit den folgenden Eigenschaften definiert werden.

1. Das System verfügt über mehrere Prozessoren.
2. Diese Prozessoren, die durch einen Kommunikationsbus oder eine andere Schaltung miteinander verbunden sind, teilen sich denselben Hauptspeicher und dieselben E / A-Geräte.
3. Alle Prozessoren können die gleichen Funktionen ausführen (daher der Name symmetrische Verarbeitung).

Ein Betriebssystem, das auf einem symmetrischen Multiprozessorsystem ausgeführt wird, verteilt Prozesse oder Threads auf alle Prozessoren. Multiprozessorsysteme bieten gegenüber Uniprozessorsystemen mehrere potenzielle Vorteile, darunter die folgenden.

Performance. Wenn ein von einem Computer auszuführender Job so strukturiert werden kann, dass Teile des Jobs parallel ausgeführt werden, führt dies zu einer besseren Leistung gegenüber einem einzelnen Prozessorsystem mit demselben Prozessortyp. Die obige Aussage ist in Fig. 1 dargestellt. 2.12. Im Multitasking-Modus kann nur ein Prozess gleichzeitig ausgeführt werden, während der Rest der Prozesse warten muss, bis sie an der Reihe sind. In einem Multiprozessorsystem können mehrere Prozesse gleichzeitig ausgeführt werden, wobei jeder auf einem separaten Prozessor ausgeführt wird.

Verlässlichkeit. Bei der symmetrischen Mehrfachverarbeitung wird die Maschine durch einen Ausfall eines der Prozessoren nicht zum Stillstand gebracht, da alle Prozessoren die gleichen Funktionen ausführen können. Nach einem solchen Fehler arbeitet das System weiter, obwohl seine Leistung leicht abnimmt.

Aufbauen. Durch Hinzufügen zusätzlicher Prozessoren zum System kann der Benutzer seine Leistung verbessern.

Skalierbarkeit. Hersteller können ihre Produkte in verschiedenen Konfigurationen anbieten, die sich in Preis und Leistung unterscheiden und für die Verwendung mit einer unterschiedlichen Anzahl von Prozessoren ausgelegt sind.
Es ist wichtig zu beachten, dass die oben aufgeführten Vorteile eher potenziell als garantiert sind. Um das Potenzial des Multiprozessor-Computing richtig auszuschöpfen, muss das Betriebssystem einen angemessenen Satz von Tools und Funktionen bereitstellen.

Gesperrt
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Zahl: 2.12. Multitasking und Multiprocessing

Sie finden häufig eine gemeinsame Diskussion über Multithreading und Multiprocessing, aber die beiden Konzepte sind unabhängig voneinander. Multithreading ist ein nützliches Konzept für die Strukturierung von Anwendungs- und Kernelprozessen, selbst auf einem einzelnen Prozessor. Andererseits kann ein Multiprozessorsystem Vorteile gegenüber einem Einprozessorsystem haben, selbst wenn die Prozesse nicht in mehrere Threads aufgeteilt sind, da ein solches System mehrere Prozesse gleichzeitig ausführen kann. Beide Möglichkeiten stimmen jedoch gut überein, und ihre kombinierte Verwendung kann einen spürbaren Effekt erzielen.

Ein verlockendes Merkmal von Multiprozessorsystemen ist, dass das Vorhandensein mehrerer Prozessoren für den Benutzer transparent ist - das Betriebssystem ist für die Verteilung von Threads zwischen Prozessoren und die Synchronisierung verschiedener Prozesse verantwortlich. In diesem Buch werden die Planungs- und Synchronisationsmechanismen erläutert, mit denen sichergestellt wird, dass alle Prozesse und Prozessoren für den Benutzer als ein einziges System sichtbar sind. Eine weitere übergeordnete Aufgabe besteht darin, einen Cluster aus mehreren separaten Computern als ein einziges System darzustellen. In diesem Fall handelt es sich um eine Reihe von Computern, von denen jeder über einen eigenen Haupt- und Sekundärspeicher sowie über eigene E / A-Module verfügt. Ein verteiltes Betriebssystem erzeugt das Erscheinungsbild eines einzelnen Speicherplatzes für den Primär- und Sekundärspeicher sowie eines einzelnen Dateisystems. Obwohl die Popularität von Clustern stetig zunimmt und immer mehr Clusterprodukte auf den Markt kommen, bleiben moderne verteilte Betriebssysteme immer noch hinter Einzel- und Multiprozessorsystemen zurück. Sie werden im sechsten Teil des Buches mit solchen Systemen vertraut gemacht.

Eine der neuesten Innovationen beim Entwurf von Betriebssystemen ist der Einsatz objektorientierter Technologien. Objektorientiertes Design hilft dabei, den Prozess des Hinzufügens zusätzlicher Module zum kleinen Hauptkern zu bereinigen. Auf Betriebssystemebene ermöglicht eine objektorientierte Struktur Programmierern, das Betriebssystem anzupassen, ohne dessen Integrität zu beeinträchtigen. Darüber hinaus erleichtert dieser Ansatz die Entwicklung verteilter Tools und vollständiger verteilter Betriebssysteme.

Es gibt verschiedene Arten von Betriebssystemen: DOS, Windows, UNIX, Macintosh OS, Linux. Andere moderne Betriebssysteme wie Linux, UNIX, OS / 2 haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Linux bietet erweiterte Sicherheit als Windows und verfügt über eine ausgefeiltere Benutzeroberfläche. UNIX wird überall dort eingesetzt, wo eine hohe Systemzuverlässigkeit erforderlich ist. Der große Nachteil von OS / 2 und UNIX ist die eher dürftige Auswahl an Softwaretools, und hier übertrifft Windows andere Betriebssysteme.

Das am häufigsten verwendete Betriebssystem ist Windows. Es gibt verschiedene Versionen von Windows: Windows-3.1, Windows-95, Windows-98, Windows-2000, Windows NT. Alle von ihnen sind inhaltlich nahe beieinander. Betrachten Sie daher Betriebssysteme wie DOS und Windows-95.

MS-DOS ist eines der ersten Betriebssysteme und eines der bekanntesten. Der Höhepunkt der Popularität dieses Betriebssystems liegt in den 90er Jahren, jetzt wird dieses Betriebssystem selten verwendet. Die derzeit weltweit beliebtesten sind Betriebssysteme von Microsoft. Ihr Anteil an allen Betriebssystemen beträgt ca. 90%. Die stabilsten Systeme dieses Unternehmens basieren auf NT-Technologie.

DOS-Betriebssystem

Das DOS-Betriebssystem besteht aus folgenden Teilen:

1) Basis-Eingabe-Ausgabe-System (BIOS), das sich im Nur-Lese-Speicher (Nur-Lese-Speicher, ROM) des Computers befindet. Dieser Teil des Betriebssystems ist in den Computer integriert. Ihr Zweck ist es, die einfachsten und universellsten E / A-Dienste des Betriebssystems auszuführen. Das grundlegende E / A-System enthält auch einen Computerfunktionstest, der den Betrieb des Computerspeichers und der Geräte beim Einschalten des Computers überprüft. Darüber hinaus enthält das zugrunde liegende E / A-System ein Programm zum Aufrufen des Betriebssystemladeprogramms.

2) Der Betriebssystemlader ist ein sehr kurzes Programm, das sich im ersten Sektor jeder DOS-Diskette befindet. Die Funktion dieses Programms besteht darin, zwei weitere Betriebssystemmodule in den Speicher einzulesen, die den DOS-Startvorgang abschließen.

3) Der DOS-Befehlsprozessor verarbeitet vom Benutzer eingegebene Befehle. Der Befehlsprozessor befindet sich in der Datenträgerdatei! COMMAND.COM auf der Festplatte, von der das Betriebssystem startet. Einige Benutzerbefehle wie Type, Dir oder Cop werden von der Shell selbst ausgeführt. Solche Befehle werden interne Befehle genannt. Um andere (externe) Benutzerbefehle auszuführen, durchsucht der Befehlsprozessor die Datenträger nach einem Programm mit dem entsprechenden Namen und lädt es, falls er es findet, in den Speicher und überträgt die Steuerung darauf. Wenn das Programm beendet ist, entfernt die Shell das Programm aus dem Speicher und zeigt eine Meldung an, dass es bereit ist, Befehle auszuführen (DOS-Eingabeaufforderung).

Externe DOS-Befehle sind Programme, die mit dem Betriebssystem als separate Dateien geliefert werden. Diese Programme führen Wartungsaktivitäten durch, z. B. Formatieren von Disketten, Überprüfen von Datenträgern usw.

Gerätetreiber sind spezielle Programme, die das DOS-E / A-System ergänzen und neue oder nicht standardmäßige Verwendungen vorhandener Geräte bedienen. Mit Hilfe von Treibern ist es beispielsweise möglich, mit einer "elektronischen Festplatte" zu arbeiten, d. H. Ein Stück Computerspeicher, mit dem Sie wie mit einer Festplatte arbeiten können. Treiber werden beim Laden des Betriebssystems in den Computerspeicher geladen, ihre Namen werden in einer speziellen Datei CONFIG.SYS angegeben. Diese Anordnung erleichtert das Hinzufügen neuer Geräte, sodass Sie dies tun können, ohne die DOS-Systemdateien zu beeinträchtigen.

Fenster-95 entwickelt von einem grafischen DOS-Add-On zu einem vollwertigen Betriebssystem. Zumindest haben das die Entwickler gesagt. Tatsächlich war alles komplizierter: In Windows 95 wurde immer noch gutes altes DOS als Basis verwendet. Natürlich leicht modernisiert und nicht als eigenständiges Produkt deklariert. Die meisten Verbraucher waren jedoch mit dieser Option zufrieden. Immerhin hatten sie immer noch die Möglichkeit, im üblichen DOS-Modus zu arbeiten, ohne die grafische Windows-Shell zu laden, und sich daher nicht von den bekannten DOS-Programmen zu trennen.

Auch das Windows-95-Betriebssystem wurde 32-Bit. Alle früheren Versionen von DOS und Windows waren 16-Bit-Versionen und konnten daher die Funktionen selbst der Prozessoren der 386-Familie und insbesondere der neuen Pentium-Prozessoren nicht vollständig nutzen. Natürlich hatte diese Würde auch einige Unannehmlichkeiten. Insbesondere für Windows mussten Benutzer alle Windows-Programme durch neue 32-Bit-Versionen ersetzen. In der Praxis war der Übergang jedoch relativ einfach. Innerhalb eines Jahres wurden neue Versionen aller gängigen Softwareprodukte veröffentlicht. Die alten 16-Bit-Versionen könnten jedoch problemlos mit dem neuen Betriebssystem funktionieren.

Windows XP ist ein Mehrbenutzer-Multitasking-Netzwerkbetriebssystem mit einer grafischen Oberfläche. Es werden 3 Varianten des Dateisystems verwendet (FAT 16, FAT 32, NTFS)
Hauptmerkmale: - 32-Bit-Architektur, die Multitasking ersetzt;

Multithreading (ermöglicht die gleichzeitige Ausführung mehrerer nicht miteinander verbundener Programmabschnitte; - die Möglichkeit, neue Geräte über Plug-and-Play zu verbinden; - die Kompatibilität mit früheren Versionen; - das Vorhandensein von Kommunikationsprogrammen; - die Fähigkeit, virtuellen Speicher zu verwenden.

Präventives Multitasking ist eine Art von Multitasking, bei dem das Betriebssystem den aktuellen Prozess vorübergehend unterbrechen kann, ohne dass dies von ihm unterstützt wird. Aus diesem Grund hängen eingefrorene Anwendungen das Betriebssystem normalerweise nicht auf.

Der Hauptzweck von Betriebssystemen besteht darin, die Interaktion zwischen Menschen, Geräten und Programmen bereitzustellen. Für Betriebssysteme sind keine Tools erforderlich, mit denen bestimmte Anwendungsaufgaben ausgeführt werden können. Dafür gibt es Anwendungssoftware. Das Windows-Betriebssystem verfügt jedoch über eine begrenzte Anzahl von Anwendungen, mit denen Sie einige der einfachsten täglichen Aufgaben ausführen können, bis auf Ihrem Computer eine leistungsfähigere Software installiert ist. Solche in Windows enthaltenen Programme werden als Standardanwendungsprogramme bezeichnet. Aufgrund ihrer besonderen Einfachheit ist es üblich, sie als lehrreich zu betrachten. Durch die Kenntnis der Techniken für die Arbeit mit Standardanwendungen können Sie die Entwicklung spezialisierter Softwaretools beschleunigen.
Windows XP ist das erste Microsoft-Betriebssystem mit einer vollständig anpassbaren Benutzeroberfläche.
Das Windows-Betriebssystem verfügt über ein ganzes Arsenal einfacher und nicht nur integrierter Programme, die ohne professionellere Kollegen keine Sünde darstellen. Für unerfahrene PC-Benutzer, die gerade ihre Reise in die Welt der Hochcomputertechnologien begonnen haben, werden sie zu einer guten Plattform zum Starten und Lernen. Mit Hilfe von Standardprogrammen können Sie Textdokumente zeichnen, eingeben, per E-Mail kommunizieren, Filme ansehen und Musik hören. Beispiele hierfür sind: 1) Editor. Notepad ist ein einfacher Texteditor, mit dem Sie Textdateien bequem anzeigen können. 2) Grafikeditor Farbe. Grafikeditoren werden als Editoren bezeichnet, mit denen Bilder (Zeichnungen) erstellt und bearbeitet werden können. Paint - der einfachste Grafikeditor. 3) WordPad-Textverarbeitung. Textverarbeitungsprogramme werden wie Texteditoren zum Erstellen, Bearbeiten und Anzeigen von Textdokumenten verwendet. 4) Taschenrechner
44. Windows-Dateisystem. Grundlegende Windows-Objekte (Datei, Ordner, Dokument, Verknüpfung, Anwendung).

Unter Windows werden Anwendungen, Ordner und Dokumente wie folgt behandelt objekteDem Benutzer wird daher die Möglichkeit des sogenannten objektorientierten Ansatzes geboten.

Alle Objekte haben bestimmte Eigenschaften, und bestimmte Operationen können mit ihnen ausgeführt werden. Beispielsweise haben Dokumente eine bestimmte Größe, sie können kopiert, verschoben oder umbenannt werden. Die Fenster sind groß und in der Größe veränderbar. Ordner können geöffnet, kopiert, verschoben oder umbenannt werden. Obwohl jedes dieser Objekte unterschiedliche Eigenschaften hat, können Sie mit ihnen unterschiedliche Aktionen ausführen. Die Technologie für die Arbeit mit Objekten und die Benutzeroberfläche sind universell. Auf diese Weise kann der Benutzer beim Arbeiten mit verschiedenen Objekten Konsistenz erzielen.

Sie können sich mit den Eigenschaften eines Objekts vertraut machen und durch Aufrufen die dafür zulässigen Vorgänge ausführen kontextmenü.

Grundlegende Konzepte des Windows-Betriebssystems:

1.Dokument - irgendein dateivom Benutzer erstellt. 2. Werkzeug - ein Programm, mit dem die Dokumente des Benutzers erstellt und bearbeitet werden. 3. Ordner - dient zur Rationalisierung der Speicherung von Dokumenten (analog zu einem Verzeichnis unter MS DOS). Ein Ordner kann wie ein Verzeichnis Unterordner enthalten. 4. Korb - Technologie, mit der Sie unnötige Dokumente wegwerfen können. fünf. Piktogramm oder ein Symbol - ein herkömmliches Grafiksymbol mit einer Inschrift und einzigartig verwandt mit dem entsprechenden Objekt. 6. Etikette - ein bedingtes Grafiksymbol, mit dessen Hilfe eine Verknüpfung zu einem Objekt organisiert wird. Dies ist der Pfad zu einem Objekt, das an anderer Stelle gespeichert ist, oder zu einer speziellen Linkdatei. Für dasselbe Objekt können mehrere Verknüpfungen organisiert werden. Durch das Löschen einer Verknüpfung wird das Objekt selbst nicht gelöscht. 7. Desktop - versteckter Ordner \\ Windows \\ Desktop - kann nicht absolut sauber sein. Es wird empfohlen, Verknüpfungen auf dem Desktop zu erstellen, um schnell auf die am häufigsten verwendeten Datenträger, Ordner und Dokumente zugreifen zu können. Kommandozentrale... Es gibt mehrere davon in Windows. Dies sind spezielle Anwendungs- und Steuerungsprogramme.

Taskleiste (Schaltfläche "Start" - Programme, Dokumente, Einstellungen, Hilfe, Ausführen, Stoppen und Herunterfahren; Schaltflächen für alle geöffneten Ordner und Programme); - mein Computer (ein Tool, mit dem Sie Informationen über die Zusammensetzung des Computers, der Festplatten und Ordner abrufen können); - Drucker; - Schalttafel; - Network Neighborhood (ein Tool, das schnellen Zugriff auf Netzwerkressourcen bietet - Festplatten, Drucker, die allen Computern im Netzwerk gemeinsam sind). Speisekarte... Dies ist eine Reihe von Befehlen aller Art, aus denen Sie einen auswählen müssen. Ein Beispiel ist das Windows-Hauptmenü, das nach Drücken der START-Taste angezeigt wird. Das Menü enthält eine Liste von Befehlen, aus denen Sie auswählen können. Die Auswahl des Befehls erfolgt per Maustaste und Klick.

45. Grafische Windows-Oberfläche, ihre Elemente.

Derzeit bieten alle Betriebssysteme für PCs Benutzerinteraktion über eine grafische Oberfläche. Auf diese Weise kann auch ein unerfahrener Computerbenutzer sicher in der Betriebssystemumgebung arbeiten (Vorgänge mit Dateien ausführen, Programme ausführen usw.). Die grafische Oberfläche ermöglicht die Mensch-Computer-Interaktion in Form eines Dialogs über Fenster, Menüs und Steuerelemente.

GUI-Operationen: 1. Mit der Maus arbeiten... Um mit der grafischen Oberfläche arbeiten zu können, wird eine Maus oder ein anderes Koordinateneingabegerät verwendet, während der Benutzer Folgendes ausführen muss: - Linksklick - einmaliges Drücken und Loslassen der Haupttaste (normalerweise links); - Rechtsklick - einmaliges Drücken und Loslassen der zusätzlichen (normalerweise rechten) Maustaste; - Doppelklick - zwei Klicks auf die Hauptmaus-Taste mit einem Mindestzeitintervall zwischen ihnen; - Ziehen - Drücken Sie die linke oder rechte Maustaste und bewegen Sie das Objekt mit gedrückter Taste. 2. Desktop. Der Hauptteil des Bildschirms wird vom Desktop belegt, auf dem sich Symbole und Verknüpfungen befinden (Symbole mit kleinen Pfeilen in der unteren linken Ecke). Symbole und Verknüpfungen ermöglichen (Doppelklick) den schnellen Zugriff auf Laufwerke, Ordner, Dokumente, Anwendungen und Geräte. 3. Taskleiste... Am unteren Rand des Bildschirms befindet sich die Taskleiste, die die Schaltfläche Start, Schaltflächen zum Ausführen von Aufgaben und zum Öffnen von Ordnern, Anzeigen und eine Uhr enthält.

4. Windows... Das wichtigste Element der grafischen Oberfläche von Windows sind Fenster, da "Fenster" in der Übersetzung "Fenster" bedeutet. Es gibt zwei Haupttypen von Fenstern: Anwendungsfenster und Dokumentfenster.

5. Menü. Das Menü ist eines der Hauptelemente der grafischen Oberfläche und enthält eine Liste von Befehlen (normalerweise thematisch gruppiert), aus denen Sie eine Auswahl treffen müssen (indem Sie den Mauszeiger auf den Menüpunkt setzen und auf klicken). Die Auswahl eines Menüelements führt zur Ausführung eines bestimmten Befehls.

6. Dialogfelder.Dialogfelder können eine Vielzahl von Elementen enthalten.

7. Registerkarten. Dialogfelder können mehrere "Seiten" enthalten, die als Registerkarten bezeichnet werden.

8. Befehlsschaltflächen... Durch Drücken der Schaltfläche (Klicken) wird die eine oder andere Aktion ausgeführt, und die Beschriftung auf der Schaltfläche erläutert den Zweck. Wenn Sie also auf die Schaltfläche Suchen klicken, können Sie den Suchvorgang starten.

9. Textfelder. Das Textfeld wird manchmal als Bearbeitungsfeld bezeichnet und ermöglicht das Verwalten einer Seite usw.

Heutzutage interagiert ein großer Teil der Weltbevölkerung ständig mit Computern, jemand muss arbeiten, jemand sucht im Internet nach Informationen und jemand verbringt nur Zeit mit Spielen. Jeder hat seine eigenen Bedürfnisse, was bedeutet, dass der Computer diese erfüllen muss. Und wenn wir von "Hardware" (der technischen Komponente eines Computers) sprechen, dann ist alles mehr oder weniger klar: Je neuer, desto besser. Der Teil "Software" (Software) erfordert jedoch besondere Aufmerksamkeit.

Auf jedem Computer wird ein bestimmtes Betriebssystem ausgeführt, von denen es sehr viele gibt, von denen jedes für bestimmte Aufgaben, verfügbare Geräte usw. geeignet ist. Daher ist die Wahl dieses Betriebssystems ein wichtiger Faktor.

Es gibt eine ziemlich umfangreiche Liste von Betriebssystemen, aber dieser Artikel konzentriert sich auf drei Säulen, die die Branche stark beeinflusst haben und den Hauptanteil aller Betriebssysteme ausmachen: Windows, MacOS und Linux.

Proprietäre Betriebssysteme

Zunächst sollte klargestellt werden, dass es proprietäre Betriebssysteme gibt, die unter der Lizenz des Herstellers vertrieben werden. Dazu gehören Windows (siehe unten) und MacOS. Obwohl beide Systeme aus dem Internet heruntergeladen werden können (gestohlen), ist es richtig, eine Lizenz von einer Vertriebsgesellschaft zu erwerben und zu aktivieren.

Der Vorteil solcher Systeme ist ihre Entwicklung, eine große Menge hochwertiger Software und kompetenter technischer Support, der bei Problemen hilft.

"Freie" Betriebssysteme

Dies umfasst fast die gesamte Linux-Familie, mit Ausnahme einiger Entwicklungen mit Buchhaltung oder anderer professioneller Software. Diese Betriebssysteme können absolut kostenlos heruntergeladen und auf jedem Computer ohne Gewissensbisse installiert werden.

Solche Systeme werden von unabhängigen Entwicklern in Zusammenarbeit mit der Community erstellt, daher lässt die Qualität der Programme in den meisten Fällen zu wünschen übrig, aber solche Systeme sind viel sicherer und arbeiten stabiler als ihre eigenen Konkurrenten.

Windows

Absolut jeder, der sich jemals mit einem Computer befasst hat, kennt dieses Microsoft-Produkt. Dies betrifft insbesondere die überaus erfolgreiche Veröffentlichung von Windows 7. Die Liste der Microsoft-Betriebssysteme ist bereits ein Dutzend Generationen alt. Sie sind auf der ganzen Welt äußerst beliebt und nehmen fast 90% des Marktes ein. Was von beispielloser Führung spricht.

• Windows XP;
• Windows Vista;
• Windows 7;
• Windows 8;
• Windows 10;

Die Liste beginnt bewusst mit Windows XP, da es sich um die älteste Version handelt, die heute noch verwendet wird.

Chrome OS

Ein unterentwickeltes Produkt von Google, das nur auf Webanwendungen und den gleichnamigen Browser beschränkt ist. Dieses System ist nicht konkurrenzfähig mit Windows und Mac, aber es wurde mit Blick auf die Zukunft entwickelt, wenn Webschnittstellen "echte" Software ersetzen können. Standardmäßig auf allen Chromebooks installiert.

Installation mehrerer Systeme und Verwendung virtueller Maschinen

Da jede Plattform ihre eigenen Vor- und Nachteile hat, ist es häufig erforderlich, mit mehreren gleichzeitig zu arbeiten. Computerdesigner sind sich dessen bewusst und bieten Benutzern die Möglichkeit, zwei oder drei Systeme gleichzeitig auf einer Festplatte zu installieren.

Dies geschieht einfach. Sie benötigen lediglich das Systemverteilungskit (Festplatte oder Flash-Laufwerk mit dem darauf geladenen Installationsmaterial) und freien Speicherplatz auf der Festplatte. Alle modernen Betriebssysteme bieten die Möglichkeit, während der Installation Speicherplatz zuzuweisen und einen Startmechanismus zu erstellen, der beim Starten des Computers eine Liste der Betriebssysteme anzeigt. Alles wird in einem halbautomatischen Modus ausgeführt und kann von jedem Benutzer ausgeführt werden.

Apple-Computer verfügen über ein spezielles Dienstprogramm - BootCamp, mit dem Windows neben macOS einfach und nahtlos installiert werden kann.

Es gibt noch einen anderen Weg - die Installation eines virtuellen Systems in einem realen. Hierzu werden folgende Programme verwendet: VmWare und VirtualBox, die die Arbeit eines vollwertigen Computers emulieren und Betriebssysteme ausführen können.

Anstelle einer Schlussfolgerung

Die Liste der Betriebssysteme für den Computer ist nicht auf die oben genannten beschränkt. Es gibt viele Produkte von verschiedenen Unternehmen, aber alle sind sehr spezifisch und verdienen nicht die Aufmerksamkeit eines normalen Benutzers. Die Wahl sollte zwischen Windows, MacOS und Linux getroffen werden, da diese die meisten Anforderungen abdecken können und recht einfach zu erlernen sind.