Т ема 5. Операційна система Мicrosoft Windows

5.1. Теоретичні відомості та методичні поради до вивчення теми

Вивчаючи цю тему, варто, насамперед, зупинитися на таких питаннях.

• Основні поняття про операційні системи.

• Коротка історія MS Windows.

• Робота у Windows.

5.1.1. Поняття про операційні системи

Робочі характеристики будь-якого комп’ютера визначаються характеристиками функціональних пристроїв, що входять до його складу, та його програмним забезпеченням.

Для користувача-початківця звичайно буває достатньо пристроїв і тих мінімальних знань про їх функціональні можливості, які дають йому можливість виконувати основні дії з обслуговування комп’ютера в процесі обчислень. Складнішим завданням є вивчення програмного забезпечення, без якого жоден комп’ютер функціонувати не може. Практичне значення програмного забезпечення при роботі з комп’ютером обумовлене особливостями обчислювального процесу, який складається з двох взаємопо­в’язаних частин:

• переробка вхідної інформації, яка визначається алгоритмами програм, що використовуються при розв’язуванні поставленої задачі;

• поточного забезпечення даної переробки, яке включає управ­ління переробкою, доставку та збереження вхідних і проміжних даних, комутацію окремих програм тощо.

Хоча вимоги різних користувачів різні, зазвичай вони мають деякі загальні елементи, які можна задовольнити за допомогою загальних програм, що полегшують підготовку та використання прикладних програм. Такий набір програм загального призначення називається системним програмним забезпеченням і являє собою сукупність програмних засобів, що забезпечують користувачу за наявного обладнання експлуатацію комп’ютера та всіх його пристроїв.

Основу програмного забезпечення утворює операційна система (ОС), яка являє собою сукупність програм, призначених для управління всіма апаратурними та програмними ресурсами і координації проходження різноманітних завдань через комп’ютер.

Операційна система слугує ланцюгом, що з’єднує комп’ютер і людину-оператора, а також комп’ютер і прикладні (службові) програми, що дають можливість виконувати окремі стандартні завдання, пов’язані з розв’язанням мовних проблем, обробкою текстів, створенням баз даних, управлінням графічним зображенням та ін. Таким чином, системне програмне забезпечення істотно полегшує спілкування людини з комп’ютером.

Операційні системи умовно розподіляються на 4 типи відповід­но до нижчеописаних режимів їх роботи.

Однопрограмний режим. Системи, що працюють у цьому режимі, здійснюють виконання в даний проміжок часу лише одного завдання, якому належать усі ресурси системи. Ці системи називають моніторними.

Пакетна обробка з послідовним виконанням завдань. Системи, що працюють у цьому режимі, дають можливість записувати в зовнішній пам’яті відразу декілька завдань (пакет) та виконувати їх послідовно без втручання оператора. Слід зазначити, що в певний проміжок часу система обслуговує лише одне завдання, в той час як решта завдань перебуває в стані очікування у зовнішній пам’яті.

Завдання, що опрацьовується, не може бути тимчасово зупинене для виконання наступного завдання. Після закінчення поточ­ного завдання система переходить до виконання чергового завдання з пакета. Завдання з пакета викликаються для обробки в тій послідовності, в якій вони перебувають у ньому. Недоліком цього методу є неефективне використання ресурсів ПК, оскільки одне окреме завдання не може завантажити їх максимально.

Мультипрограмування. Системи в цьому режимі опрацьовують одночасно кілька завдань з пакета паралельно з їх введенням та виведенням результатів. Здійснення кожного завдання може бути зупинено для переходу до здійснення іншого завдання з наступним поверненням до зупиненого.

Правила переходу від одного завдання до іншого встановлюються з урахуванням підвищення продуктивності системи через ліквідацію простоїв найкоштовніших елементів комп’ютера, зокрема центрального процесора. Коли здійснення однієї програми припиняється, виконання надається іншій програмі. Але може бути так, що якась програма рідко буває в стані очікування, блокуючи тим самим інші програми. Час обробки пакета менший, ніж у процесі послідовної обробки. Ефективність використання системи багато в чому залежить від складу пакета завдань, що підлягають спільному виконанню. Інколи можуть виникнути такі проміжки часу, коли всі завдання перебувають у стані очікування, й центральний процесор простоює.

Розподіл часу. Системи, що працюють у цьому режимі, дають можливість виконувати кілька завдань одночасно. Перехід від одного завдання до іншого здійснюється через короткі проміжки часу, й у користувачів створюється враження відсутності черги на виконання їхніх завдань.

Режим розподілу часу розширює можливості мультипрограмування головним чином завдяки безпосередньому доступу до системи багатьох користувачів. Режим дає змогу отримати результати без очікування кінця обслуговування всього пакета. Режим розподілу часу поєднується з мультипрограмуванням, тобто в системі є два типи переривання виконання завдань: природний — у час очікування введення/виведення (мультипрограмування) та вимушений — у кінці проміжку часу, що призначається в кожній програмі (режим розподілу часу).

Управління персональним комп’ютером здійснює дискова операційна система (Disk Operating System), яка забезпечує:

• управління зовнішніми запам’ятовувальними пристроями (НГМД, НМД типу «вінчестер»);

• виконання прикладних і системних програм (наприклад, програма сортування, програма-інтерпретатор Basic і т. ін.);

• організацію обміну даними між блоками персонального комп’ютера (монітором — диском, диском — диском, диском — оперативною пам’яттю тощо).

Операційна система MS DOS підтримує 2 вищезгадані режими: однопрограмний режим та пакетну обробку файлів з послідовним виконанням завдань (файли пакетної обробки мають розширення ВАТ).

У загальному випадку DOS — це комплекс програм, організований у вигляді файлів.

Програма дискової операційної системи звичайно розташовується на диску, а не в постійному запам’ятовуючому пристрої комп’ютера, і обчислювальна система повинна якимсь чином перенести програму DOS із диска в динамічну пам’ять машини. Цю функцію виконує маленька програма самозавантаження, яка завжди міститься в постійному запам’ятовуючому пристрої комп’ю­тера. Ця програма називається BIOS (Базова система введення/виведення). BIOS забезпечує автоматичне тестування основних апаратних компонентів. Вона звертається до НГМД (Floppy Disk), а не виявивши DOS на дисководі, звертається до НМД (Hard Disk) для пересилки DOS в оперативну пам’ять комп’ю­тера, реалізуючи процес, який називається завантаженням або самозавантаженням DOS.

Програма BIOS завантажує DOS одразу під час вмикання системного блоку чи скидання системи у вихідний стан натисканням комбінації клавіш Ctrl + Alt + Del. У другому випадку тестування оперативної пам’яті не здійснюється.

На початку роботи з DOS користувач бачить на моніторі стандартне запрошення DOS:

С:\>

DOS персонального комп’ютера має у своєму розпорядженні чимало різних команд, за допомогою яких можна підтримувати диски у відповідному стані. Існують команди, дія яких поширюється на диск у цілому, на окремі файли, на каталог диска, на системний час та дату і тощо. Ми детально не розглядатимемо роботу в DOS, а підкреслимо той факт, що працювати безпосе- редньо в DOS досить важко. Для полегшення роботи на даний момент уже випущені досконаліші операційні системи. Чим досконаліша операційна система, тим зручніше з нею працювати, тим більше закладено в ній програм-драйверів для роботи з зовнішнім устаткуванням, тим менше нерозв’язаних апаратних та програмних конфліктів залишається на долю користувача.

Досконала операційна система має відповідати таким вимогам:

1) розширення операційного простору;

2) розширення підтримки апаратних засобів;

3) розширення підтримки програмних засобів;

4) підвищення надійності експлуатації устаткування та програм;

5) підвищення ефективності роботи;

6) підвищення комфортності роботи;

7) спрощення обслуговування комп’ютера та самої операційної системи.

Ці вимоги певною мірою суперечливі. Наскільки ці суперечності розв’язано в сучасних операційних системах, ми побачимо під час розгляду в цьому розділі однієї з розробок фірми Micro­soft графічної операційної системи Windows 98.