Операциялық жүйе компьютердің программалық құралдарының ажырамас бөлігі болып саналады. Әрбір адамға компьютердің барлық құрылғыларын басқару мүмкіншілігін беретін, сол себепті басқа программаларды аппаратурамен байланыс жасаудан босататын, компьютерде жұмыс істегісі келетін әрбір адамға өте қажет операциялық жүйенің алатын орны ерекше больш есептеледі.
Операциялық жүйе – компьютер құрылғыларының үздіксіз жұмыс істеуін ұйымдастырушы және түрлі командаларды орындауы арқылы пайдаланушының машина жұмысын басқаруына жеңілдік келтіруші жүйелік бағдарламалар.
Операциялық жүйе құрамы. ОЖ құрылымы мынадай модульдерді құрайды: базалық модуль (ОЖ ядросы) – файлдық жүйелер мен программа жұмыстарын басқарады, оған жетуге жол ашады және шеткі құрылғылар арасында файл алмасу; командалық процессор – пернетақта арқылы түсетін қолданушының бұйрықтарын ашып оқиды және орындайды; шеткі құрылғылар драйверлері – осы құрылғылардың жұмысының процессормен келістілігін программалы қамтамасыз етеді; қосымша сервистік программалар (утилиттер) – қолданушының компьютермен байланыс үрдісін көпжақты әрі ыңғайлы етеді.
ОЖ типтері:
- графикалық (Windows; BeOS; OS/2)
- графикалық емес (MS DOS; Unix)
Графикалық ОЖ
- басқаруда арнайы монипуляторлар қолдануға мүмкіндік береді (тышқан);
- интерфейсі тәжірибесіз қолданушының пайдалануына өте ыңғайлы.
Графикалық емес ОЖ
- ДК басқару “бұйрық жолына” пернелік арқылы арнайы бұйрықтарды енгізу арқылы жүргізіледі;
- жұмысты ыңғайландыру үшін қабыршық-бағдарламалар қолданылады (DOS Novigator; Volkov Comander; DOS Shell).
Операциялық жүйе компьютер іске қосылғанда шақырылады, компьютер жұмысын басқарады, құрылғыларын, аспаптарын тексереді-тестілейді, жедел жад пен дискідегі орынды бақылайды, қолданбалы программаларды орындайды.
ОЖ жұмысты жеңілдету үшін құрылған арнайы программаларды операциялық қабыршықтар деп атайды.
Кеңейтілген машина есебіндегі операциялық жүйе. Қолданушы көру нүктесінен операциялық жүйе аппаратпен қамтамасыздандырылған, құралған нақты компьютерде жұмыс жасауға қарағанда кеңейтілген машина есебіндегі немесе виртуальды машинада программалау және жұмыс жасау анағұрлым ыңғайлы және тиімді функцияларды атқарады. Қорытындылай келе операциялық жүйе – жүйелік шақыру деп аталатын арнайы командалар көмегімен қолданылатын программалардың біршама мүмкіндіктерін беріп отыр.
Менеджер есебіндегі операциялық жүйе. Компьютермен (немесе желімен) бірнеше қолданушылар жұмыс жасағанда және де қолданушылардың абсолютті белгісіз ретсіз тәртіппен жұмыс жасауын ескерсек, жадыны, «енгізу-шығару» құрылғысын, басқа да ресурстарды басқару және қорғау өте қажетті. Ақпаратты және жабдықты қолданушылар арасындағы тарату. Операциялық жүйенің негізгі жұмысы төмендегідей сипатталады: кім қандай ресурс пайдаланып отыр; қолданушылардын түскен әртүрлі программаларды түскен конфликті проблемасын шешіп беру; ресурстарға сұраныс өңдеу; есеп бойынша сұраныс коэфиценті. Кеңістікте және уақыт бойынша анықтауды ресурстарда басқару өз есебіне алады.
Серверлік операциялық жүйелер төменгі деңгейде орналасады. Бұл жүйелер серверлерде жұмыс жасайды, пайдаланушылардың аппараттық және программалық ресурстарын өзара бөлуіне жол береді, көптеген пайдаланушыларға бірмезгілде қызмет жасайды. Серверлер Интернеттен немесе файлдармен, баспа құрылғыларымен жұмыс жасау мүмкіндігін туғызады. Интернет-провайдерлері көптеген клиенттердің бірмезгілде желіге кіруін қамтамасыз ету үшін бірнеше серверлер жұмысын әдетте шығарады. Серверлер web-сайт беттері және енгізілген қолданушы сұранысын өңдейді. UNIX және Windows 2000 типті серверлік операциялық жүйе болып табылады. Енді бұл мақсатта Linux операциялық жүйелерде де қолданыла бастайды.
Көп процессорлы операциялық жүйе ерекшеліктері:
- Негізгі жадты тарату;
- Орталық процессорды кезекпен қолдану;
ОЖ екі негізгі қызметті орындайды:
1) барлық қолданбалы және жүйелік программалардың жұмыстарын қолдап, олардың бір-бірімен және аппараттық жабдықтармен байланыстарын қамтамасыз ету;
2) әрбір адамға компьютерді жалпы басқару мүмкіншілігін беру.
ОЖ-нің негізгі мақсаты – программалардың бір-бірімен және сыртқы құрылғылары мен әрекеттестігін қамтамасыз ету, компьютердің жадын бөлу, жұмыс кезінде туындайтын әр түрлі оқиғаларды анықтау, жұмыс нәтижелерін қағазға, экранға шығару жолдарын ұйымдастыру, мәліметтерді сыртқы ортадан алу және беру, т.б. ОЖ-нің негізгі ядросы машина іске қосылған сәттен бастап компьютердің жадында болады. Машинаны жалпы басқару үшін ОЖ-нің командалары пайдаланылады, оның көмегімен адам дискіні белгілеу, мәліметтерді көшіру, кез келген программаны іске қосу, керекті жұмыс режимін орнату сияқты әр түрлі әрекеттерді орындайды.
Сонымен, ОС – адам мен компьютер аппараттық құралдарының арасындағы байланысты ұйымдастыратын программа немесе өзара байланысқан бағдарламалар тобы. Оның құрамына өз командалары және драйверлер – сыртқы құрылғыларды басқару программалары, утилиттер – жұмысты жеңілдететін программалар және тағы басқалар кіреді.
ОЖ-нің атқаратын қызметін мынадай үш топқа жіктеуге болады:
1) мәліметтерді енгізу-шығарудың барлық түрлерін ұйымдастыру;
2) компьютердің сыртқы ортамен қатынасын ұйымдастыру;
3) мәліметтерді сақтау мен өңдеу жұмыстарын атқару.
Операциялық жүйелердің басты қызметі – бұл ресурстарды басқару, ол басқаратын негізгі ресурс – компьютер аппаратурасы. Компьютермен жұмыс режимдері. Барлық операциялық жүйелер қолданушымен пакеттік режимде де, диалогтық режимде де жұмыс істеуді қамтамасыз ете алады. Пакеттік режимде операциялық жүйе берілген бұйрықтар тізбегін автоматты түрде орындайды. Диалогтық режим жұмысы процессорды үзу мен BIOS-ты үзуді қолдануға негізделген. Осы аппараттық үзулерге сүйене отырып, операциялық жүйе өзінің жүйелік үзу кешенін құрады. Қолданушы интерфейсін іске асыруы бойынша графикалық және графикалық емес операциялық жүйелер деп екіге бөлінеді. Графикалық емес операциялық жүйелер бұйрықтық жол интерфейсін іске асырады. Бұл жағдайда негізгі басқару құралы пернелік болады.
Компьютерлердің әр түрлі модельдерінде қарай ОЖ-нің архитектурасы (құрылымы) мен мүмкіндіктері де әрқалай бола береді. Ең көп тараған ОС түрлеріне MS-DOS (РS-DOS), UNIX және де соңғы кезде кеңінен қолданыла бастаған көп терезелі операциялық жүйелер – Windows программалары жатады.
Барлық операциялық жүйелер өзінің автоматты іске қосылуын қамтамасыз етеді. Дискілік операциялық жүйелер үшін дискінің арнайы аймағында программалық кодтың жазуы болады. Бұл кодты базалық ену-шығу жүйесінде (BIOS) орналасатын программалар оқиды. Өз жұмысын аяқтай келе бұл бағдарламалар дискінің жүйелік аймағының мазмұнын жүктеуге және орындауға бұйрық береді. Дискілік емес операциялық жүйелер мамандандырылған есептегіш жүйелерге тән. Оның іске қосылуы аппаратты жүзеге асады. Процессор іске қосылған соң тұрақты зердедегі белгіленген физикалық адреске түседі, осыдан операциялық жүйенің инициализациясы (алғашқы рет іске қосылуы) программасын жазу басталады.
Дербес компьютерлерде программалар мен мәліметтерді сақтаушы рөлін магниттік дискідегі жинақтауыштар (МДЖ) атқарады, сондықтан компьютер жұмысының пәрменділігі оларды дұрыс қолдана білуге байланысты. Дискілер латын алфавитінің алғашқы бас әріптерімен А:, В:, С:, D: және т. с. с. болып белгіленеді.
Компьютерлердің көбісінде бұрын екіден иілгіш магниттік дискідегі мәлімет жинақтауыштар болған, олар А: және В: болып, ал қатты дискідегі жинақтауыштар бір немесе бірнеше бола береді де С:, В:, Е: және т. с. с. түрінде белгіленеді. Бұрынғы компьютерлерде мәліметтерді бірінен біріне көшіру үшін екі дискет салатын ұя қолданылған еді, кейін компьютер жедел жадының көлемі үлкейген соң, тек бір ғана ұя қалдырылды. Қазіргі кезде В: дискісі қолданылмайды.
Дербес компьютер іске қосылғанда ОС құрамы көбінесе С: қатты дискісінен немесе А: иілгіш дискісінен оқылып, жедел жадқа жүктеледі де, экранға Windows ортасында жұмыс үстелі шығады, ал MS DOS жүйесінде – оның қызмет атқаруға дайындығын білдіретін төмендегідей стандартты түрдегі жұмысқа шақыру белгісі шығады.
А:\> - бұл А: дискісінің жұмыс істеуге дайындығын көрсететін шақыру белгісі, егер компьютер іске қосылғанда А: дискіжетегі ұясына дискет салынбаса, онда компьютер автоматты түрде С: дискісінен ОС-ті оқуға тырысады;
С:\> – С: дискісінің жұмыс істеп тұрғанын көрсететін шақыру белгісі.
Сонымен, ОС магниттік дискіде (қатты) немесе дискетте (иілгіш) сақталады. Дискілердің негізгі бөлігі мәліметтерді немесе программаларды сақтауға арналған. Оның шамалы бөлігінде ғана ОС пен әрбір адамның программаларының мазмұны (каталогта не бумада) сақталады.
Операциялық жүйелердің қысқаша даму тарихы. Өз даму тарихында операциялық жүйелер бірнеше буыннан өтті. 50-ші жылдары бірінші буын машиналарында пакеттік өңдеу мүмкіндіктері пайда болды. 60-шы жылдардың басында екінші буын машиналарында есептеудің мультипрограммалау, мультипроцессорлық режим, уақытты бөлу және ральді уақыт режимі, сол сияқты программалардың ену-шығу құрылғыларына бағынышты болмауының концепциясы сияқты режимдер алғаш рет жүзеге асырылды. Үшінші буын жүйелері (60-шы жылдардың ортасы, 70-ші жылдардың ортасы) басымдылығы бойынша әмбебап болды, олар бірнеше режимде жұмыс істеуді ескерді. Қазіргі кезде төртінші буын жүйелері кеңінен қолданылыс табуда, мысалға:декрбес компьютерлерде, есептеу жүйелерінде, виртуальді машиналарға арналған операциялық жүйелер т.б.
Файлдық жүйені ұйымдастыру. Қазіргі барлық дискілік операциялық жүйелер мәліметтерді дискіде сақтауға және оларға жету жолдарын қамсыз етуге арналған, файлдық жүйелерді құруды қамтамасыз етеді. Файлдық жүйелерді ұйымдастыру принципі – кестелік. Қатты диск беті өлшемдері цилиндр мен сектор беттерінің реттік сандары болып келетін үшөлшемді матрица ретінде қарастырылады. Мәліметтерді сақтаудың ең кіші физикалық өлшем бірлігі сектор болады. Секторлар тобы шартты түрде кластерлерге бірігеді. Кластерлер мәліметтерге адрестенудің ең кіші өлшем бірлігі.
Мәтіндер мен программаларды тұрақты сақтауға арналған дискідегі мәліметтер жиыны файл деп аталады. Файл (file - бума, десте) белгілі бір атпен магниттік дискіде жазылған біртектес информациялар жиыны. ОС жұмысы үшін керекті мәліметтер рөлін әр түрлі типтегі файлдар атқарады. Файл программадан немесе оларға қажетті берілген сандар тобынан, мәтіннен тұруы мүмкін. Дискіде аттары әр түрлі көптеген файлдар болады. Файлдың толық атауы екі бөліктен қүралады: аты және типі. Файлдың аты – MS DOS жүйесінде 8 таңбаға дейінгі әріптен басталатын сандар мен латын әріптері жиыны (Windoows-те ол 255-ке дейін ұзартылған және орыс, қазақ әріптері де қолданыста), ал оның 3 таңбадан аспайтын екінші бөлігі типі болып саналады, типті файл атының кеңейтілуі деп те айтады. Бір каталогта аттары бірдей файлдар болмауы тиіс. Файлдың типі кейде болмауы да мүмкін. Файлдың аты мен типі нүктемен бөлінеді.
Файлды дискіге жазғанда немесе өзгерткенде, оның көлемі, жазылған уақыты, мерзімі де тіркеледі. Файлдың аты, типі, байтпен берілген көлемі, операциялық жүйенің календары мен сағатынан алынып жазылған күні, айы, сағаты файлдың атрибуттары (көрсеткіштері) деп аталады. Олар файл жазылғанда, өзгертілгенде немесе көшірілгенде тіркеліп отырады.
Кейбір командаларды орындау барысында файлдардың атын толық көрсетпеуге болады, бұл жағдайда ОС файлдар тобын іздейді.
Кейде файлдардың біреуін ғана емес, қатар орналасқан бірнешеуін топтауға тура келеді. Мұны файлдың атына шаблондарды немесе нұсқаларды, яғни "*" және "?" белгілерін қою арқылы істеуге болады.
* - файлдың атындағы кез келген сөз тіркестерін білдіреді;
? - файлдың атындағы болуы мүмкін кез келген таңбаны немесе оның болмауын да көрсетеді.
Мысалы:
- KOL* – аты КОL әріптерінен басталатын барлық файлдар тобын көрсетеді (kolia.txt, kolem.doc, kol5.bas, KOL.PAS, KOLKA, т с.с.);
- *.EXE – типі EXE болып келген барлық файлдар тобы (alma.exe, talon.exe, kolia.e, a141.exe, beta.exe...);
- *.* – жұмыс істеп отырған ағымдағы (үстіміздегі) каталогтағы барлық файлдарды белгілейді;
- * – типі көрсетілмеген файлдар тобын көрсетеді (yakitsha, alia,...);
-???.BAS – типіBAS болып келген аты бір, екі және үш таңбадан тұратын файлдар тобы (ali.bas, a.bas, t1.bas, tor.bas, olia.bas...);
- А?.* - аты А таңбасынан тұратын және А әрпінен басталып екі таңбадан тұратын типі кез келген сөз болатын файлдар тобы (a.txt, a.com, as.doc, a2.bas, ad.pas).
Дискіде сақталатын файлдар өте көп болып, олар бірнеше мыңдаған сандарға жетуі мүмкін. Мұндай информациялармен жұмыс істейтін адам қандай мәлімет қай жерде орналасқанын және ол файлдардың аттарын есте сақтауы тиіс.
Файлдарды дискілерде сақтауды белгілі бір жүйеге келтіру үшін оларды каталогтарға біріктіреді. Каталог немесе бума (папка, folder) – белгілі бір ортақ қасиеттеріне қарай бір магниттік дискіде орналастырылған файлдар тобына қойылған атау, яғни бума аты. Каталогты компьютердің сыртқы жадының бір бөлігі немесе тарауы деп қарауға болады. Windows жүйесінде каталог бума деп аталады, бұл атау оның мән- мағынасын толығырақ ашады. Әрбір каталогтың өзіндік белгілі бір аты бар. Бір каталог басқа каталогқа кіруі мүмкін, оңда ол басқа каталогқа бағынышты каталог болады. Осы тәрізді тармақталған бұтақ тәріздес файлдар жүйесі қүрыла береді
Каталог файл тәрізді өз иесі қойған атпен аталады. Әр адам каталогтарды қалай деп атап, қалай құратынын өзі шешеді. Мысалы, ол бір каталогқа мәтіндік файлдарды, екінші бір каталогқа кесте түріндегі файлдарды, ал үшіншісіне – өз программаларын енгізуі мүмкін.
Дискілерді форматтағанда, онда автоматты түрде әр түрлі мәліметтер жазылатын басты немесе түпкі каталогы ашылады.
Бір каталогқа аттары бірдей екі файлды орналастыруға болмайды, оның соңғысы жазыларда алдыңғысы бірден жойылып кетеді, бірақ аттас файлдар әр түрлі каталогтарда орналаса береді.
Бір каталог екінші бір каталогтың ішінде орналаса береді, мұндайда ол бағынышты атанып, сатылы түрде бұл каталогқа басқа бір каталог бағынышты болып орналасуы мүмкін. Осындай түрде бірінің ішіне бірі орналасқан каталогтар бұтақ тәрізді көп сатылы (иерархиялы) файлдар жүйесін құрайды.
Дискіде міндетті түрде түпкі немесе 1-деңгейдегі каталог болуы тиіс. Оған файлдар және 2-деңгейдегі каталогтар енеді, ал оның ішіне 3-деңгей каталогы, т.с.с. енуі мүмкін.
Бағынышты каталогтар тізбегі бір-бірінен "\" таңбасымен бөлініп жазылады, мысалы,
С:\DEMO> – DEMO С: дискісіндегі 1-деңгейлі каталог;
С:\DEMO\SYSTEM> – SYSTEM С: дискісіндегі 2-деңгейдегі каталог; Әрбір мезетге бір каталог жұмыс атқарады да, ол екпінді немесе активті (ағымдағы) деп аталады. Компьютер іске қосылғанда мұндай каталог рөлін түпкі каталог атқарады немесе компьютер өшірілер кездегі екпінді болған каталог атқарады, пайдаланушы өз қалауынша командалар көмегімен басқа каталогты екпінді ете алады.
Файлдар бұтақ тәрізді күрделі түрде құрылса, онда оның тек өз атын ғана емес, сонымен қатар тұрған каталогын, оның басты каталогпен байланысын, дискісін көрсету қажет. Мұндай файлдың нақты тұрағын (адресін) көрсететін каталогтар тізбегін – маршрут немесе жол деп те атайды. Сонымен, файл толық түрде мынадай элементтермен беріледі:
1) дискінің аты, ол бірақ кейде көрсетілмей де кетеді;
2) бірінің ішіне бірі кіретін каталогтар тізбегінің аттарынан тұратын маршрут (ол да кейде көрсетілмей кетеді);
3) тізбекті аяқтайтын файлдың өз аты (файл тізімдегі ең соңғы каталогта орналасады).
Уақыттың әрбір мезетінде бір дискіжетек ағымдағы екпінді күйде болады, оның айғағы ОС шақыруы, яғни жұмыс істеп тұрған дискіжетек пен файлдар маршруты атының көрсетілуі.
Мысалы: А:> немесе С:\>
С:\DEMO\VICTOR> немесе С:\SYS\AZAT \ALMA>
Сонымен файлдың маршрутын немесе адресін толық көрсету үшін дискінің атын, каталог аттарының тізбегін, ең соңында файлдың атын және типін толық көрсету қажет. Жалпы ереже бойынша файлдың толық аты төмендегідей болады.
[дискінің аты:\] [маршрут\] файлдың аты[.типі]
Тік (квадрат) жақшаның ішіндегі сөздер көрсетілмеуі де мүмкін. Компьютер іске қосылып ОС жұмысқа кіріскен соң, экранға жұмысқа шақыру (немесе дайындық) белгісі шығарылып отырады. Ол жұмыс істеп отырған ағымдағы диск аты мен ағымдағы каталог аты тізбегінен тұрады, мысалы,
С:\DOS\> - С: дискісінің DOS каталогы жұмыс істеп тұр;
С:\> - С: дискісінің түпкі, ең жоғары деңгейдегі каталогы іске қосылып, жұмыс істеуге дайын тұр;
D:\BAS\STUDENT\> - D: дискісінің BAS каталогындағы бағынышты STUDENT каталогы ағымдағы күйде жұмысқа дайын тұр;
А:\> - А: дискісінің түпкі каталогы жұмысқа дайын, т. с. с.
Әрбір іс-әрекет орындалған сайын экранға компьютердің келесі команданы орындауға дайын екендігін көрсететін осындай шақыру тізбегі автоматты түрде экранға шығып отырады. Маршрутта ағымдағы диск аты көрсетілмесе де болады. Егер маршрут С: таңбаларынан басталса, файл орны осы дискінің түпкі каталогынан есептеледі, диск көрсетілмесе, файл орны ағымдағы каталогтан бастап есептеледі. Мысалдар:
Файлдың аты немесе типі (Windows-те суреті, белгішесі) онда сақталынатын информацияның тегіне, мазмұнына, типіне қарап беріледі. Файлдарды толық аттары бойынша айырып тануға мүмкіндік беретін мына төмендегідей стандартты типтері бар:
.ASM - ассемблер тіліндегі программа;
.BAS - BASIC тіліндегі программа;
.СОМ - тікелей атқарылуға арналған командалық файл;
.DАТ - мәліметтер файлы;
.DОС - Word программасында дайындалған құжаттық файл;
.ЕХЕ - ОС басқаруымен атқарылатын файл;
.РАS - Паскаль тілінде жазылған программалық файл;
.ТХТ – Блокнот программасында дайындалған мәтіндік (текст) файл.
