Драйверы внешних устройств.

Драйвер - программа, которая управляет работой внешнего устройства, преобразует данные на входе и выходе.

Чтобы сигнал от внешнего устройства был воспринят и правильно расшифрован процессором или сигнал, передаваемый процессором, был верно отображен, необходима работа драйвера.

Каждое внешнее устройство имеет свой драйвер. Драйверы основных стандартных устройств (таких, как клавиатура, монитор, дисковод дисков и др.) включены в базовую систему ввода/вывода (BIOS) и зашиты в ПЗУ. Драйверы, которые обеспечивают работу новых устройств (лазерного пойнтера, сканера и многих других) или нестандартное использование стандартных устройств, хранятся на системном диске в виде обычных файлов. При начальной загрузке операционной системы они автоматически загружаются в оперативную память, для этого их имена должны быть перечислены в специальном файле config.sys. Таким образом, можно легко добавить или заменить драйверы вновь подключаемых устройств, не затрагивая основных системных файлов.

 

3. Командный процессор (процессор командного языка, интерпретатор команд) - программа, которая обеспечивает диалог пользователя с компьютерной системой. Она хранится на системном диске в файле со стандартным именем command.com. Диалог ведется на командном языке. Команды, отдаваемые пользователем, обрабатываются командным процессором и затем исполняются.

В командный язык конкретной ОС (в нашим случае MS-DOS) входит определенный набор команд. Это так называемые внутренние команды (например, DIR - вывод каталога, COPY - копирование файлов, TYPE -просмотр текстового файла и т.д.). Программы их исполнения хранятся в файле command.com.

Набор команд командного языка может быть расширен. Имя «любого исполняемого файла с расширениями.com или.ехе становится новой командой командного языка. Такие команды можно назвать, внешними командами ДОС.

Когда от пользователя поступает команда, она принимается и разбирается командным процессором. Если это внутренняя команда, из файла command.com - она исполняется операционной системой. Если поступившей команды нет среди внутренних команд, на диске ищется файл с соответствующим именем и расширениями.com или.ехе (исполняемый файл), и управление передается хранящейся в нем программе. Если такого файла нет, выдается сообщение об ошибке. Такие файлы могут содержать сервисные программы ДОС (утилиты), которые поставляются вместе с ДОС в виде внешних файлов, но могут содержать и прикладные программы. Командный процессор, в сущности, не отличает их друг от друга, поэтому обращение к внешней команде ДОС и запуск прикладной программы осуществляются одинаково.

 

В функции командного процессора входит также исполнение файла автозапуска (autoexec.bat). В нем указаны команды и программы, которые требуется автоматически выполнить при запуске компьютера. Такой файл пользователь формирует сам, если желает соответствующим образом настроить свой компьютер. Взаимодействие пользователя с операционной системой MS-DOS (пользовательский интерфейс) осуществляется с помощью командной строки в режиме диалога. Операционная система выводит на экран приглашение пользователю, который в ответ вводит с клавиатуры команду, предписывающую выполнить то или иное действие, и, если требуется, имя файла, над которым это действие должно быть совершено. ДОС обеспечивает выполнение команды и вновь выводит приглашение к диалогу. Если по каким-то причинам команда не может быть выполнена, выдается соответствующее сообщение и диалог может быть продолжен.

 

Такой способ взаимодействия весьма неудобен, особенно если файл имеет длинное полное имя. Для облегчения диалога используются так называемые операционные оболочки, которые выполняют роль посредника уже между операционной системой и пользователем и делают более удобным общение с ней - предоставляют удобный пользовательский интерфейс.

 

К числу операционных оболочек. получивших наибольшее распространение, можно отнести Norton Commander. Оболочки такого типа можно назвать также диалоговыми. К ним относятся такие оболочки, как Far Manager, Dos Navigator и др.

Диалоговые оболочки обеспечивают

· наглядное представление каталогов и информации о файлах;

· удобное перемещение по файловой системе и удобный доступ к нужному файлу;

· удобство; манипуляций с файлами (копирование, перемещение удаление и пр.);

· замену набора команды в командной строке выбором ее из меню с помощью функциональных клавиш и предоставляют много других возможностей пользователю.

Следующим шагом в развитии и совершенствовании пользовательского интерфейса стали графические операционные оболочки, ярким примером которых является Windows 3.1 (и последующие версии Windows 3.1х). Оболочки, Windows 3.1х работают на базе – MS DOS и в совокупности с ней образуют полноценную операционную систему.

Идеи и концепции, заложенные в графических оболочках Windows 3.1х, получили дальнейшее развитие в разработке Windows 95; которая является самостоятельной операционной системой, как и операционные системы Windows 98 и Windows NT.

 

Поскольку операционные оболочки Windows 3.1x и операционные системы семейства Windows, идеологически близки, будем для их общего обозначения использовать термин «операционные среды Windows».

 

 

Особенности Windows

Операционные системы, такие как MS DOS, разработанные специально для персональных компьютеров в момент начала их широкого распространения (в начале 80-х) годов, являлись однозадачными ОС. Они функционировали преимущественно в текстовом режиме видеоадаптера. Однозадачными такие ОС называются потому, что в каждый момент компьютер может выполнять только одну программу (задачу), которая использует все его ресурсы. Такая особенность явилась отличительной чертой ПК по сравнению с более мощными ЭВМ, работающих под управлением многозадачных ОС. Многозадачные операционные системы позволяют практически одновременно выполнять несколько (десятки и даже сотни) программ. Однако, в большинстве систем многозадачность является кажущейся, так как единственный процессор физически не в состоянии в один и тот же момент времени выпол­нять команды нескольких задач. Для обеспечения видимости параллельного выполнения нескольких программпроцессор исполняет каждую из них по очереди небольшими фрагментами, переключаясьмежду задачами несколько десятков раз в секунду. Короткий промежуток времени, в течениекоторого выполняется фрагмент одной задачи, принято называть квантом. Естественно, что при этом время выполнения каждой из программ увеличивается. Несмотря на псевдомногозадачность такие ОС получили очень широкое распространение, в том числе и среди персональных компьютеров.

 

Многозадачная операционная система позволяет:

· Работать с несколькими приложениями (программами), оперативно переключаясь между ними без необходимости выходить из них и запускать повторно

· Выполнять незаметно для пользователя длительные процессы (например, печать документа, проверка диска на вирусы и др.), не мешая ему работать в это время о другими программами

· Автоматически запускать программы в установленное время и прекращать их выполнение (например, приём электронной почты, автоответчик на телефонные звонки и т.п.)

· Одновременно обслуживать несколько периферийных устройств (например, в одно и то же время печатать на принтере, копировать файл на дискету, слушать музыкальный ком­пакт-диск и обмениваться с другим компьютером посредством модема)

· Использовать удобный графический интерфейс и средства Multimedia (воспроизведение и запись звуковой и видеоинформации)

· Операционные среды Windows предоставляют возможность работы с одним объектом средствами различных программ. В особенности это характерно для программных средств, ориентированных на работу под управлением Windows - приложений Windows. Их взаимодействие организовано так, что объекты, созданные одними приложениями, можно встраивать в другие приложения. Используется также технология связывания; изменения, которые производит с объектом одно приложение, отображаются в другом.

Если в графическом редакторе нарисовать зайца и встроить его в текстовый документ как иллюстрацию, установив соответствующие связи, а затем в графическом редакторе добавить к рисунку лису, то лиса без дополнительных усилий появится и на рисунке, и в текстовом документе.

· В операционных системах Windows используется технология, которая позволяет легко подключать новые внешние устройства. Это особенно полезно для работы с мультимедиа-приложениями, использующими, визуальное отображение информации, анимацию, звук- музыку и речь.

· Для операционных сред Windows и для разработанных для них приложений характерен единый стандартный пользовательский интерфейс. Освоив технику управления и взаимодействия с одним приложением, можно использовать ее в работе со всеми другими.

· Windows - графические операционные среды, для них характерно преобладание графического режима работы, представление информации в графической форме, использование мыши для манипуляций с объектами (переключение между окнами, «прокручивание» документов, выбор кнопок, меню и многое другое).

Хотя преимущества операционных систем Windows наиболее полно проявляются при работе с приложениями Windows, программные средства, разработанные для DOS, вполне совместимы с Windows и могут работать под ее управлением.

 

Другие типы ОС

Многопользовательские ОС появились исторически раньше других типов ОС. Они были предназначены для работы на мини- и суперкомпьютерах одновременно большого числа программ различных пользователей. В настоящее время многопользовательские ОС широко используются на серверах в информационных сетях. К этому типу ОС относится большинство операционных систем, например, Unix, Linux, Solaris и их многочисленные аналоги.

Системы реального времени обеспечивают гарантированное время реакции на наступление внешнего события (например, появление сигнала от датчика). Такие системы могут использоваться для управления критически важным оборудованием (станками, технологическими процессами, средствами передвижения, военной и космической техникой, энергетическими установками). В персональных компьютерах системы реального времени не применяются, так как они требуют специального аппаратного обеспечения.

Для повышения производительности системы используют объединение нескольких процессоров. Операционные системы, обеспечивающие равномерную нагрузку каждого процессора при выполнении программ, называются многопроцессорными.

 

Другие распространенные ОС (Unix, Linux, OS/2, Windows NT)

Персональные компьютеры могут работать не только под управлением Windows (которая является самой распространённой системой для ПК), но и других операционных систем. Каждая из них имеет определённые уникальные особенности, вместе с тем, однако, нельзя утверждать, что какая-то ОС является лучшей для всех применений. Среди наиболее популярных ОС следует отметить Unix (и её многочисленные клоны), OS/2 и Windows NT (Windows 2000).

Unix (Юникс) - одна из самых первых ОС, разработанная для больших ЭВМ ещё в 1960-е годы. Обеспечивает многопользовательский, многозадачный режим работы. Отличается большой надёжностью. Реализована на языке С, в связи с чем обладает переносимостью на различные платформы и сравнительной простотой модификации. Существуют версии для практически всех типов ЭВМ, в том числе и для PC. Unix поддерживает также многопроцессорные системы. Используется в основном в системах массового обслуживания (серверы баз данных, WEB-серверы) и управления технологическим оборудованием. Имеются модификации Unix для работы в реальном времени (например, для управления ядерным реактором).

Большое количество самостоятельных модификаций (клонов) Unix позволяет выбрать лучшее решение для каждого конкретного случая использования ЭВМ. В частности, для персонального применения и построения небольших серверов целесообразно использовать операционную систему Linux (Линукс). Linux обладает всеми достоинствами Unix, но предоставляет несколько более дружественный интерфейс (в том числе графический) и, самое главное, является открытым ПО, то есть распространяется в исходных текстах. Разработка н поддержка Linux производится как независимым содружеством программистов, так и многими ведущими производителями ПО (Red Hat, Caldera, Corel и др.). В настоящее время популярность Linux среди администраторов и пользователей небольших сетей стремительно растёт (во многом благодаря бесплатному распространению), однако для полноценной замены Windows в офисах время пока ещё не пришло.

. Всем модификациям Unix свойственны общие достоинства (высокая надёжность, защищенность от умышленных повреждений и вирусов, разумные требования к аппаратуре, огромное количество служебного ПО и утилит) и недостатки (трудоемкость установки и обслуживания, относительно малое количество прикладного ПО, особенно офисного). Таким образом, Unix-подобные системы целесообразно использовать для управления серверами или ответственным оборудованием.

OS/2 - разработана в начале 1990-х годов фирмой IBM (первое время совместно с Microsoft). Получила большую известность к середине 90-х годов. После выхода Microsoft Windows 95 (и особенно NT) OS/2 стала утрачивать популярность. В настоящее время не развивается и новые версии не выпускаются. Обладает графическим интерфейсом (подобный реализован в Windows) и поддержкой многозадачности. В отличие от Windows, более требовательна к производительности и качеству аппаратуры. Имеет смысл использовать OS/2 в старых системах для управления серверами в небольших сетях или управления оборудованием при наличии соответствующего ПО. Многие узлы сети FidoNet работают под управлением этой ОС.

Windows NT - наиболее известная операционная система для небольших компьютерных систем, поддерживаемая большинством производителей аппаратного и программного обеспечения. Безусловные достоинства NT и агрессивная политика Microsoft в области рекламы, распространения и поддержки своей ОС обеспечивают лидерство среди серверных систем в жёсткой конкуренции с основным соперником - Linux. Windows NT и её последние версии Windows 2000 и Windows XP существуют в нескольких модификациях: Workstation (для использования на персональных компьютерах) и Server - для установки на серверах (есть ещё Advanced Server и Enterprise Edition для использования в болышгх системах, но эти задачи здесь не рассматриваются). NT имеет поддержку нескольких процессоров, удалённого управления, развитыми средствами диагностики и обслуживания. Некоторым недостатком NT принято считать повышенные требования к аппаратуре, в частности, к объёму оперативной памяти, но данные особенности совершенно естественны для ОС такого уровня. NT обладает высокой надёжностью и защищенностью (при соответствующей настройке и квалифицированном обслуживании). При всём этом в NT сохранён удобный графический интерфейс, идентичный интерфейсу Windows 9x. Под управлением NT работает большое количество прикладных программ для Windows 9x, кроме того, существуют профессиональные программы, разработанные специально для Windows NT (для обработки трёхмерной графики, видео и аудио информации, бухгалтерское ПО). Большинство систем масштаба небольшого подразделения или предприятия используют Windows NT (или 2000) как на сервере, так и на рабочих местах. Стоимость NT достаточно высока, но недостаток ли это, ведь хороший продукт не может быть слишком дешёвым. Таким образом, Windows NT целесообразно применять для управления персональными компьютерами и серверами в небольших и среднего размера сетях, для обработки текстовой, графической информации, баз данных и других целей. Однако управление критически важным оборудованием NT лучше не доверять: эта ОС не является системой реального времени и не свободна от ошибок.