Информатика как наука. Предмет информатики. Задачи информатики. Информация определение, формы представления. Передача информации.

Сигналы и данные. Основные структуры данных. Файлы.

А) Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и с чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Из курса физики мы знаем, что состояния абсолютного покоя не существует и физические объекты находятся в состоянии непрерывного движении и изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую.

Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, то есть, все сигналы имеют в своей основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств — это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами — при этом возникают и регистрируются новые сигналы, то есть, образуются данные.

Данные — это зарегистрированные сигналы.

Б) Основные структуры данных.

Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру. Существует три основных типа структур данных:

• линейная,

• иерархическая,

• табличная.

Их можно рассмотреть на примере обычной книги.

Если разобрать книгу на отдельные листы и перемешать их, книга потеряет свое назначение. Она по-прежнему будет представлять набор данных, но подобрать адекватный метод для получения из нее информации весьма непросто. (Еще хуже дело будет обстоять, если из книги вырезать каждую букву отдельно — в этом случае вряд ли вообще найдется адекватный метод для ее прочтения.)

Если же собрать все листы книги в правильной последовательности, мы получим простейшую структуру данных — линейную. Такую книгу уже можно читать, хотя для поиска нужных данных ее придется прочитать подряд, начиная с самого начала, что не всегда удобно.

Для быстрого поиска данных существует иерархическая структура. Так, например, книги разбивают на части, разделы, главы, параграфы и т. п. Элементы структуры более низкого уровня входят в элементы структуры более высокого уровня: разделы состоят из глав, главы из параграфов и т. д.

Для больших массивов поиск данных в иерархической структуре намного проще, чем в линейной, однако и здесь необходима навигация, связанная с необходимостью просмотра. На практике задачу упрощают тем, что в большинстве книг есть вспомогательная перекрестная таблица, связывающая элементы иерархической структуры с элементами линейной структуры, то есть связывающая разделы, главы и параграфы с номерами страниц. В книгах с простой иерархической структурой, рассчитанных на последовательное чтение, эту таблицу принято называть оглавлением, а в книгах со сложной структурой, допускающей выборочное чтение, ее называют содержанием.

В) Файл

Файл— блок информации на внешнем запоминающем устройстве компьютера, имеющий определённое логическое представление (начиная от простой последовательности битов или байтов и заканчивая объектом сложной СУБД), соответствующие ему операции чтения-записи и, как правило, фиксированное имя (символьное или числовое), позволяющее получить доступ к этому файлу и отличить его от других файлов.

Работа с файлами реализуется средствами операционных систем. Многие операционные системы приравнивают к файлам и обрабатывают сходным образом и другие ресурсы:

области данных (необязательно на диске);

устройства — как физические, например, порты или принтеры, так и виртуальные (генератор случайных чисел).

потоки данных (именованный канал);

сетевые ресурсы, сокеты;

объекты операционной системы.

По мере развития вычислительной техники файлов в системах становилось всё больше. Для удобства работы с ними, их, как и другие данные, стали организовывать в структуры (тогда же появились символьные имена). Вначале это был простой массив, «привязанный» к конкретному носителю информации. В настоящее время наибольшее распространение получила древовидная организация с возможностью монтирования и вставки дополнительных связей (то есть ссылок). Соответственно, имя файла приобрело характер пути к файлу: перечисление узлов дерева файловой системы, которые нужно пройти, чтобы до него добраться

Расширение имени файла (часто расширение файла или расширение) как самостоятельный атрибут файла существует в файловых системах FAT16, FAT32, NTFS, используемых операционными системами MS-DOS, DR-DOS, PC DOS, MS Windows и используется для определения типа файла. Оно позволяет системе определить, каким приложением следует открывать данный файл. По умолчанию в операционной системе Windows расширение скрыто от пользователя.

В остальных файловых системах расширение — условность, часть имени, отделённая самой правой точкой в имени.

Операции

1. Открытие файла (обычно в качестве параметров передается имя файла, режим доступа и режим совместного доступа, а в качестве значения выступает файловый хэндлер или дескриптор), кроме того обычно имеется возможность в случае открытия на запись указать на то, должен ли размер файла изменяться на нулевой.

2. Закрытие файла. В качестве аргумента выступает значение, полученное при открытии файла. При закрытии все файловые буферы сбрасываются.

3. Запись — в файл помещаются данные.

4. Чтение — данные из файла помещаются в область памяти.

5. Перемещение указателя — указатель перемещается на указанное число байт вперёд/назад или перемещается по указанному смещению относительно начала/конца. Не все файлы позволяют выполнение этой операции (например, файл на ленточном накопителе может не «уметь» перематываться назад).

6. Сброс буферов — содержимое файловых буферов с незаписанной в файл информацией записывается. Используется обычно для указания на завершение записи логического блока (для сохранения данных в файле на случай сбоя).

7. Получение текущего значения файлового указателя.

В различных операционных и/или файловых системах могут быть реализованы различные типы файлов; кроме того, реализация различных типов может различаться.

1. «Обыкновенный файл» — файл, позволяющий операции чтения, записи, перемещения внутри файла

2. Каталог (англ. directory — алфавитный справочник) или директория — файл, содержащий записи о входящих в него файлах. Каталоги могут содержать записи о других каталогах, образуя древовидную структуру.

3. Жёсткая ссылка (англ. hardlink, часто используется калька «хардлинк») — в общем случае, одна и та же область информации может иметь несколько имён. Такие имена называют жёсткими ссылками (хардлинками). После создания хардлинка сказать где «настоящий» файл, а где хардлинк невозможно, так как имена равноправны. Сама область данных существует до тех пор, пока существует хотя бы одно из имён. Хардлинки возможны только на одном физическом носителе.

4. Символьная ссылка (симлинк, софтлинк) — файл, содержащий в себе ссылку на другой файл или директорию. Может ссылаться на любой элемент файловой системы, в том числе, и расположенный на другом физическом носителе.

 

Бит

Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.

 

1бит – это количество информации, содержащейся в сообщении, которое вдвое уменьшает неопределенность знаний о чем-либо.

 

 

Байт

Байт – основная единица измерения количества информации.

 

Байтом называется последовательность из 8 битов.

Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.

 

Производные единицы измерения количества информации

1 байт=8 битов

 

1 килобайт (Кб)=1024 байта =210 байтов

 

1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =210 килобайтов=220 байтов

 

1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =210 мегабайтов=230 байтов

 

1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =210 гигабайтов=240 байтов

 

Запомните, приставка КИЛО в информатике – это не 1000, а 1024, то есть 210.

 

Методы измерения количества информации

Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:

 

N=2i.

 

 

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ЗНАКОВЫХ СИСТЕМ.

Язык как знаковая система. Для обмена информацией с др.людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.), т.е. информация представляется с помощью естественных языков. В основе языка лежит алфавит, т.е. набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. Последовательности символов алфавита, в соответствии с правилами грамматики, образуют основные объекты языка - слова. Предложения из слов данного языка, называются синтаксисом. Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (системы счисления, алгебра, языки программирования, отдельных профессий и др.). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличие не только жестко зафиксированного алфавита, но и строгих правил грамматики и синтаксиса. Некоторые языки используют в качестве знаков не буквы и цифры, а др. символы, например, музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе) и др. Кодирование информации. В процессе преобразования информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую происходит кодирование. Средством кодирования служит таблица соответствия знаковых систем, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков 2-х различных знаковых систем. В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. Чаще всего кодированию подвергаются тексты на естественных языках.

Существуют 3 основных способа кодирования текста:

1. графический - с помощью спец. рисунков или значков;

2. числовой - с помощью чисел;

3. символьный - с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Система классификации.

 

Система классификации

 

Общие сведения. Важным понятием при работе с информацией является классификация объектов.

Классификация система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.

Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Классификация объектов это процедура группировки на качественном уровне, направленная на выделение однородных свойств. Применительно к информации как к объекту классификации выделенные классы называют информационными объектами.

 

Пример. Всю информацию о техникуме можно классифицировать по многочисленным информационным объектам, которые будут характеризоваться общими свойствами:

 

· информация о студентах в виде информационного объекта " Студент";

· информация о преподавателях в виде информационного объекта " Преподаватель";

· информация о факультетах в виде информационного объекта " Отделение" и т.п.

 

Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизиты представляются либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.

Реквизит логически неделимый информационный элемент, описывающий определенное свойство объекта, процесса, явления и т.п.

 

Пример. Информация о каждом студенте в отделе кадров техникума систематизирована и представлена посредством одинаковых реквизитов:

 

· фамилия, имя, отчество;

· пол;

· год рождения;

· место рождения;

· адрес проживания;

· отделение, где проходит обучение студент, и т.д.

 

Все перечисленные реквизиты характеризуют свойства информационного объекта " Студент".

Кроме выявления общих свойств информационного объекта классификация нужна для разработки правил (алгоритмов) и процедур обработки информации, представленной совокупностью реквизитов

 

 

Мониторы

Мониторы (monitors) – наиболее популярные устройства отображения информации. Основа большинства современных мониторов – электронно-лучевая трубка, ЭЛТ (cathode ray tube, CRT). По принципу работы ЭЛТ напоминают кинескопы, используемые в обычных телевизорах – электронная пушка испускает пучок электронов, высвечивающих на экране картинку, состоящую из точек (pixels). Чем больше точек может вместить экран, тем выше разрешение (resolution) монитора. Большинство мониторов поддерживают режимы разрешения 800x600 и 1024x768 точек. Кроме разрешения, мониторы характеризуются следующими параметрами, определяющими качество изображения:

1. размер зерна (dot size), дюйм (inch) – физический размер одной точки экрана монитора. Чем меньше размер зерна, тем выше качество изображения. Большинство мониторов бизнес-класса имеют размер зерна, равный 0.28 дюйма;

2. размер ЭЛТ по диагонали (CRT size), дюйм (inch). Еще недавно стандартом был размер ЭЛТ 14 дюймов, но сейчас в сфере бизнеса применяют мониторы с размерами ЭЛТ 15, 17, 19 и 21 дюйм;

3. частота развертки (refresh frequency), Гц (Hz) – частота смены кадров. Чем выше частота развертки, тем меньше устают глаза пользователя. Относительно безопасной является частота развертки от 85 Гц и выше.

Принтеры

Принтеры (printers) выполняют печать информации на бумаге или пленке (результат, получаемый при печати, называют твердой копией [hard copy]).

Принтеры бывают матричные (dot matrix), струйные (inkjet), лазерные (laser) и термографические (thermal transfer). К последним относятся сублимационные и твердочернильные. Большинство принтеров печатают от 2 до 8 страниц в минуту. Линейно-матричные принтеры могут печатать до 20000 строк в минуту.

Основные характеристики принтеров:

1. разрешение (print resolution) – количество точек на один квадратный дюйм. Чем выше разрешение, тем качественнее печать. Матричные принтеры обеспечивают сравнительно низкое разрешение – от 80 до 200 точек на кв. дюйм; струйные – до 720, лазерные – до 1200, термографические – от 1200 до 5000 точек на кв. дюйм;

2. скорость печати (print speed), страниц в минуту (ppm). Скорость печати варьируется от 2 ppm у матричных принтеров до 4-6 ppm у струйных и 4-8 ppm у лазерных. Мощные лазерные и термографические принтеры способны выводить на печать до 100 страниц в минуту;

3. поддержка цветной печати (color print) – очень важное свойство для тех, кто занимается компьютерной графикой и дизайном. Также очень удобно пользоваться цветными принтерами при печати графиков и диаграмм. В качестве устройств цветной печати используются в основном струйные принтеры. Возможности цветной печати есть и у других типов принтеров. Однако, матричные цветные принтеры неудобны в управлении и не обеспечивают приемлемое качество печати. Лазерные и термографические принтеры способны обеспечить высочайшее качество изображения, но эти печатающие устройства пока слишком дороги для применения в бизнесе.

 

А)назначение процессора

На самом деле то, что мы сегодня называем процессором, правильно называть микропроцессором. Разница есть и определяется видом устройства и его историческим развитием.Первый процессор (Intel 4004) появился в 1971 году.

Внешне представляет собой кремневую пластинку с миллионами и миллиардами (на сегодняшний день) транзисторов и каналов для прохождения сигналов.

Назначение процессора – это автоматическое выполнение программы. Другими словами, он является основным компонентом любого компьютера.

Б)устройство процессора

Ключевыми компонентами процессора являются арифметико-логическое устройство (АЛУ), регистры и устройство управления. АЛУ выполнят основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе счисления. От устройства управления зависит согласованность работы частей самого процессора и его связь с другими (внешними для него) устройствами. В регистрах временно хранятся текущая команда, исходные, промежуточные и конечные данные (результат вычислений АЛУ). Разрядность всех регистров одинакова.

Кэш данных и команд хранит часто используемые данные и команды. Обращение в кэш происходит намного быстрее, чем в оперативную память, поэтому, чем он больше, тем лучше.

В)характеристики

Тактовая частота процессора на сегодняшний день измеряется в гигагерцах (ГГц), Ранее измерялось в мегагерцах (МГц). 1МГц = 1 миллиону тактов в секунду.

Процессор «общается» с другими устройствами (оперативной памятью) с помощью шин данных, адреса и управления. Разрядность шин всегда кратна 8 (понятно почему, если мы имеем дело с байтами), изменчива в ходе исторического развития компьютерной техники и различна для разных моделей, а также не одинакова для шины данных и адресной шины.

Разрядность шины данных говорит о том, какое количество информации (сколько байт) можно передать за раз (за такт). От разрядности шины адреса зависит максимальный объем оперативной памяти, с которым процессор может работать вообще.

На мощность (производительность) процессора влияют не только его тактовая частота и разрядность шины данных, также важное значение имеет объем кэш-памяти.

Б)внутренняя память

Внутренняя память компьютера предназначена для оперативной обработки данных. Она является более быстрой, чем внешняя память.

В)виды внутренней памяти

Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости.

Специальная - постоянная, Fiash, видеопамять и тд.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Г) и д) смотри выше, там все тоже самое!

В) форматирование диска

Формати́ рование ди́ ска — программный процесс разметки области хранения данных электронных носителей информации, расположенной на магнитной поверхности (жёсткие диски, дискеты), оптических носителях (CD/DVD/Blu-ray-диски), твердотельных накопителях (флеш-память, SSD) и др.

Форматирование жесткого диска включает в себя три этапа:

Низкоуровневое форматирование. Это базовая разметка области хранения данных, которая выполняется на заводе-изготовителе в качестве одной из заключительных операций изготовления устройства хранения данных. При этом процессе в области хранения данных создаются физические структуры: треки (дорожки), сектора, при необходимости записывается программная управляющая информация. Впоследствии в подавляющем большинстве случаев эта разметка остается неизменной за все время существования носителя. Большинство программных утилит с заявленной авторами возможностью низкоуровневого форматирования на самом деле, в лучшем случае, перезаписывают только управляющую информацию.

Разбиение на разделы. Этот процесс разбивает объём винчестера на логические диски (например, C:, D: …; sda1, sda2…; hda1, hda2…). Это осуществляется с помощью встроенных служб самой операционной системы или соответствующими утилитами сторонних производителей (см. Программы для работы с разделами); метод разбиения существенно зависит от типа операционной системы. Этот шаг принципиально необязателен (если его пропустить весь объем носителя будет состоять из одного раздела), но в виду очень больших объемов современных жестких дисков (до 4 000 Гб) их разбиение на логические разделы обычно осуществляется.

Высокоуровневое форматирование. Этот процесс записывает (формирует) логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов (файловые таблицы), а также, в некоторых случаях, загрузочные файлы для разделов, имеющих статус активных. Это форматирование можно разделить на два вида: быстрое и полное. При быстром форматировании перезаписывается лишь таблица файловой системы, при полном — сначала производится верификация (проверка) физической поверхности носителя, при необходимости исправляются поврежденные сектора, т.е. участки оптической поверхности, имеющие физические повреждения (маркируются как неисправные, что исключает в последующем запись в них информации), а уже потом производится запись таблицы файловой системы.

20) функциональная организация компьютера (магистрально-модульный принцип построения компьютера).принцип фон-неймона

А) Магистрально-модульный принцип построения компьютера

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистраль

Магистраль (системная шина) включает в себя три многоразрядные шины: шину данных, шину адреса и шину управления, которые представляют собой многопроводные линии (рис. 4.1). К магистрали подключаются процессор и оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации, которые обмениваются информацией на машинном языке (последовательностями нулей и единиц в форме электрических импульсов).

Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.

Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, то есть количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться или передаваться процессором одновременно. Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении - от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

Разрядность шины адреса определяет объем адресуемой памяти (адресное пространство), то есть количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N = 2I, где I - разрядность шины адреса.

Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 36 бит. Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно:

N = 236 = 68 719 476 736.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления показывают, какую операцию - считывание или запись информации из памяти - нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и так далее.

Б)принцип фон-неймона

Большинство современных ЭВМ строится на базе принципов, сформулированных

американским ученым, одним из «отцов» кибернетики ДЖ. Фон Нейманом. Впервые эти

принципы были опубликованы в 1945 г. в его предложениях по машине EDVAC. Эта ЭВМ была одной из первых машин с хранимой программой, т.е. с программой,

запомненной в памяти машины, а не считываемой с перфокарты или другого подобного

устройства.

В целом эти принципы сводятся к следующему:

 основными блоками фон-неймановской машины являются:

1. блок управления,

2. арифметико-логическое устройство,

3. память

4. устройство ввода-вывода (рис. 8);

 информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы,

называемые словами;

 алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов,

которые определяют смысл операции. Эти управляющие слова называются

командами. Совокупность команд, представляющая алгоритм, называется

программой;

 программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Разнотипные слова

различаются по способу использования, но не по способу кодирования.

 устройство управления и арифметическое устройство обычно объединяются в

одно, называемое центральным процессором. Они определяю действия,

подлежащие выполнению, путем считывания команд из оперативной памяти.

Обработка информации, предписанная алгоритмом, сводится к

последовательному выполнению команд в порядке, однозначно

определяемом программой.

УПД - устройство подготовки данных;

УВВ - устройство ввода информации;

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;

ВЗУ - внешнее запоминающее устройство;

АЛУ - арифметико-логическое устройство;

УУ - устройство управления;

ПУ - пульт управления;

УВыв - устройство вывода информации;

21)программное обеспечение компьютера.классификация программного обеспечения.

А) Вся совокупность программ, хранящихся на всех устройствах долговременной памяти компьютера, составляет его программное обеспечение (ПО).

Б) классификация

В первом приближении все программы, работающие на компьютере, можно условно разделить на три категории:

прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ;

системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например:

управление ресурсами компьютера;

создание копий используемой информации;

проверка работоспособности устройств компьютера;

выдача справочной информации о компьютере и др.;

инструментальные программные системы, облегчающие процесс создания новых программ для компьютера.

А) операционные системы

Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК. Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений.

Для того чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования.

Так, в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

Однозадачные и многозадачные

Однопользовательские и многопользовательские

Однопроцессорные и многопроцессорные системы

Локальные и сетевые.

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

Однозадачные (MS DOS)

Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)

Б) загрузка операционной системы

NTFS

Файловая система NTFS является самой популярной среди систем подобного рода и применяется практически на всех современных компьютерах во всех уголках мира. Всё дело в том, что эта система используется почти на всех компьютерах, где используется программное обеспечение Microsoft, во всех операционных системах, созданных на базе Windows NT. Сегодня NTFS это одна из самых надежных и сложных файловых систем.

Одна из особенностей этот файловой системы, которая выгодно отличает её от других — это то, что локальные диски, на которых она установлена, могут быть абсолютно любого размера. У файловой системы NTFS нет ограничения по размерам. Единственный придел, которые для неё существует — это размер жесткого диска.

Файловая система NTFS представляет собой реляционную базу данных, с очень сложной архитектурой. По своему строению она очень похожа на запутанный египетский лабиринт, в котором не составит труда потеряться. Практически все структуры файловых систем давно известны хакерам и профессиональным программистам, но только не структура NTFS, её запутанность способна остановить даже самого заядлого хакера.

Файловая система NTFS делится на тома и разделы, ведущим разделом в которой является том совпадающий с разделом. Тома включают в себя несколько разделов. Отличительной чертой NTFS от других файловых систем является то, что служебные структуры не привязаны к определенному месту, а могут находиться в совершенно разных частях тома, что даёт им возможность при необходимости разделять себя на несколько частей посредством фрагментирования.

Самым главным и важным файлом среди служебных, в этой файловой системе служит $MFT — Master File Table (Главная Таблица Файлов). Эта таблица на самом деле является базой данных, в которой хранится информация об именах файлов, их атрибутах, а также месторасположении на диске. Помимо этого главная файловая таблица содержит файлы, находящиеся в дочерних директориях диска.

Также имеются и разные дополнительные файлы вспомогательного назначения, их обозначает значок доллара, который является признаком информации дополнительного характера. К примеру, одними из служебных файлов является файл карты пространства —$Bitmap, файл с перечнем поврежденных кластеров — $BadClust и другие.

Локальный диск файловой системы NTFS делится на 2 зоны. Первая зона занимает 12% дискового пространства и называется MFT-зоной. Эта зона является зоной хранения метафайла (MFT) и поэтому эта зона защищена от записи файлов. Оставшиеся 88% дискового пространства служат для хранения обычных файлов. Проще говоря, являются обычным пространством.

Файловая система NTFS также содержит и директории, которые содержат ссылна файлы, каталоги и блоки. Каждый файл в директории разделе на несколько блоков, в которых хранятся имена файлов, их базовые атрибуты и ссылка на ихний MFT-элемент.

Ещё одной уникальной чертой системы NTFS является её способность автоматически восстанавливать нормальное функционирование после сбоя. Таким образом файловая система NTFS способна работать в самых экстремальных ситуациях, к примеру с «битыми» дисками. Если в работе диска обнаруживается повреждение, это место маркируется как битое и данные с него перезаписываются в другое место.

В случае непредвиденного отключения питания система запоминает своё состояние и при включении компьютера перезагружается в своём последнем состоянии. В том, в котором она находилась на момент сбоя. Кроме этого, система NTFS имеет технологию сжатия дисков, которая предоставляет поистине великолепные возможности, позволяя использовать специализированные программы для сжатия дисков. Такие как DoubleSpace и Stacker.

Кроме того, запутанность файловой структуры системы, делает её одной из самых безопасных файловых систем, поскольку в ней предусмотрена система прав доступа, защита от взлома и другие дополнительные функции. Помимо всего прочего, у этой системы есть средства для шифрования дисков. По сравнению с другими файловыми системами они является уникальной и оставляет далеко позади устаревшую на сегодняшний день FAT-32.

Б) функции файловых систем

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В широком смысле понятие " файловая система" включает:

• совокупность всех файлов на диске,
• наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,
• комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

· именование файлов;

· программный интерфейс работы с файлами для приложений;

· отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

· организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;

· содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).

В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя, а также обеспечение совместной работы с файлами, к примеру, при открытии файла одним из пользователей, для других этот же файл временно будет доступен в режиме «только чтение».

 

А) операционная система мс дос

Одной из самых распространенных операционных систем до середины 90-х годов была дисковая операционная система фирмы Microsoft MS DOS (Microsoft Disk Operating System).

В современных ОС Windows для работы с командами DOS используется командная строка, которую можно вызвать: Пуск/выполнить, в окне диалога ввести cmd и нажать ОК. Другой способ вызова командной строки – Пуск/Программы/Стандартные/Командная строка.

Б) составные части

Состав MS DOS

В операционную систему MS DOS входят следующие основные модули:

 

-Базовая система ввода – вывода (BIOS);

- Блок начальной загрузки (Boot Record);

 

-Модуль расширения BIOS (IO.SIS);

 

- Модуль обработки прерываний (MS DOS.SYS);

 

- Командный процессор (COMMAND.COM);

 

- файлы-драйверы, которые после их загрузки в память обеспечивают работу таких устройств, как мышь, CD-ROM и др.

 

-Утилиты ОС, выполняющие различные сервисные функции (форматирование дисков и др.).

12345678Следующая ⇒

Поделиться: