I. Орг. момент.
II. Перевірка і актуалізація знань.
III. Теоретична частина.
IV. Практична частина.
V. Д/з
VI. Питання учнів.
VII. Підсумок уроку.
Хід уроку:
I. Орг. момент.
Вітання, перевірка присутніх. Пояснення ходу уроку.
II. Перевірка і актуалізація знань.
На минулому уроці ми розглянули, що називається програмним забезпеченням комп'ютера. Давайте на хвилину повернемося до нього і пригадаємо про що саме ми з вами говорили.
Ви коли-небудь замислювалися, як відбувається в комп'ютері обробка команд? Чому те або інше нашу дію викликає той або інший результат? Як саме відбувається взаємодія між людиною і комп'ютером?
Для того, щоб ми могли не думати про те, як в комп'ютері відбувається робота процесора з програмами, даними і з апаратними пристроями, існує спеціальний комплекс програм, званих операційною системою.
На цьому уроці ми розглянемо призначення і склад операційної системи комп'ютера.
III. Теоретична частина.Операційна система – це найголовніша програма.
Операційні системи разные, але їх призначення і функції однакові. Операційна система є основній і необхідній складовій ПО комп'ютера, без неї комп'ютер не може працювати в принципі.
Операційна система – комплекс програм, що забезпечують взаємодію всіх апаратних і програмних частин комп'ютера між собою і взаємодію користувача і комп'ютера.
Операційна система забезпечує зв'язок між користувачем, програмами і апаратними пристроями. Операційна система забезпечує сумісне функціонування всіх пристроїв комп'ютера і надає користувачеві доступ до його ресурсів.
ОС приймає на себе сигнали-команди, які посилають інші програми, і «перекладає» їх на зрозумілий машині мова. ОС управляє всіма підключеними до комп'ютера пристроями, забезпечуючи доступ до них іншим програмам. Нарешті, третє завдання ОС — забезпечити людині-користувачеві зручність роботи з комп'ютером.
Виходить, що кожна ОС складається як мінімум з трьох обов'язкових частин.
Структура операційної системи:
Ядро – перекладає команди з мови програм на мову «машинних кодів», зрозумілу комп'ютеру.
Драйвери – програми, керівники пристроями.
Інтерфейс – оболонка, за допомогою якої користувач спілкується з комп'ютером.
До складу операційної системи входить спеціальна програма — командний процесор, яка запрошує у користувача команди і виконує їх. Користувач може дати, наприклад, команду виконання якої-небудь операції над файлами (копіювання, видалення, перейменування), команду виведення документа на друк і т.д. Операційна система повинна ці команди виконати.
До магістралі комп'ютера підключаються різні пристрої (дисководи, монітор, клавіатура, миша, принтер і ін.). До складу операційної системи входять драйвери пристроїв — спеціальні програми, які забезпечують управління роботою пристроїв і узгодження інформаційного обміну з іншими пристроями. Будь-якому пристрою відповідає свій драйвер.
Для спрощення роботи користувача до складу сучасних операційних систем, і зокрема до складу Windows, входять програмні модулі, що створюють графічний призначений для користувача інтерфейс. У операційних системах з графічним інтерфейсом користувач може вводити команди за допомогою миші, тоді як в режимі командного рядка необхідно вводити команди за допомогою клавіатури.
Операційна система містить також сервісні програми, або утиліти. Такі програми дозволяють обслуговувати диски (перевіряти, стискати, дефрагментувати і т. д.), виконувати операції з файлами (архівувати і т. д.), працювати в комп'ютерних мережах і т.д.
Для зручності користувача в операційній системі зазвичай є і довідкова система. Вона призначена для оперативного отримання необхідної інформації про функціонування як операційної системи в цілому, так і про роботу її окремих модулів.
Запуск комп'ютера
Під час вступу сигналу про запуск процесор звертається до спеціально виділеного елементу пам'яті. У ОЗУ у цей момент нічого не немає, якби там була яка-небудь програм, то вона початки б виконаються.
Для того, щоб комп'ютер міг почати роботу необхідна наявність спеціальної мікросхеми – ПЗП. Програми ПЗП записуються на заводі і називаються BIOS.
Після включення комп'ютера процесор починає прочитувати і виконувати мікрокоманди, які зберігаються в мікросхемі BIOS. Перш за все починає виконаються програма тестування POST, яка перевіряє працездатність основних пристроїв комп'ютера. У разі несправності видаються певні звукові сигнали, а після ініціалізації відеоадаптера процес тестування відображається на екрані монітора.
Потім BIOS начитає пошук програми-завантажувача операційної системи. Програма-завантажувач поміщається в ОЗУ і починається процес завантаження файлів операційної системи.
Завантаження операційної системи
Файли операційної системи зберігаються в зовнішній, довготривалій пам'яті (на жорсткому диску, на CD .). Проте програми можуть виконаються, тільки якщо вони знаходяться в ОЗУ, тому файли ОС необхідно завантажити в оперативну пам'ять.
Диск, на якому знаходяться файли операційної системи і з якого відбувається завантаження, називають системним. Якщо системні диски в комп'ютері відсутні, на екрані монітора з'являється повідомлення "Non system disk" і комп'ютер «зависає», тобто завантаження операційної системи припиняється і комп'ютер залишається непрацездатним.
Після закінчення завантаження операційної системи управління передається командному процесору. У разі використання інтерфейсу командного рядка на екрані з'являється запрошення системи для введення команд, інакше завантажується графічний інтерфейс операційної системи. У разі завантаження графічного інтерфейсу операційної системи команди можуть вводитися за допомогою миші.
Комп'ютери без операційних систем
Перші персональні комп'ютери не мали операційних систем і були схожі на сучасні ігрові приставки. При включенні комп'ютера в мережу процесор звертався до постійної пам'яті (ПЗП), в якому була записана програма підтримки нескладної мови програмування, наприклад мови БЕЙСІК або схожого. Первинне вивчення команд цієї мови зазвичай займало не більше декількох годин, і незабаром на комп'ютері можна було набирати і запускати нескладні програми. Підключивши до комп'ютера магнітофон, можна було завантажити сторонню програму. Завантажена програма відключала ПЗП і далі робота з комп'ютером відбувалася під управлінням завантаженої програми (як в ігрових приставках).
Перші побутові персональні комп'ютери 70—80-х років не мали операційних систем, але деякі користувачі розглядали мову програмування, що містилася в ПЗП, як самостійну операційну систему, хоч і спрощену. Вона дозволяла приймати і розуміти команди від клавіатури і завантажувати сторонні програми.
Перші дискові операційні системи
Серйозна необхідність в операційних системах виникла, коли до персональних комп'ютерів стали підключати дисководи. Дисковод відрізняється від магнітофона тим, що це пристрій вільного доступу, а магнітофон — пристрій послідовного доступу. Для завантаження програми із стрічки треба було перемотати касету, після чого комп'ютер завантажував першу програму, що зустрілася.
На диску є свобода вибору. На музичному диску можна включити відтворення будь-якої пісні. З магнітного диска можна завантажити будь-яку програму. Тому команди завантаження стали дуже складними. Треба було указувати номер доріжки і номер сектора, в якому знаходиться те, що треба завантажити. Наприклад, для завантаження гри Посадка на Місяць доводилося давати команду типу: LOAD *d* 29:37, 31:14
Пам'ятати, в яких секторах що зберігається, було болісне важко. І вихід був знайдений. Була написана програма, яка переводить назви програм і файлів в номери доріжок і секторів. Людина могла завантажувати те, що йому потрібне, користуючись тільки назвами. Ця програма і стала дисковою операційною системою.
Дисковій операційній системі доручили і інші завдання. Вона могла не тільки завантажувати файли з диска в комп'ютер, але і записувати файли на диск, стежити за тим, щоб два разных файлу не попадали в один сектор, при необхідності видаляти файли, копіювати їх з диска на диск. Загалом, вона позбавила людину від необхідності зберігати безліч записів на окремих папірцях, спростила роботу з дисководом і значно зменшила кількість помилок.
Неграфічні операційні системи
Надалі операційні системи розвивалися паралельно з апаратним забезпеченням. З'являлися нові дисководи гнучких дисків, мінялися і операційні системи. З появою жорстких дисків відкрилася можливість зберігати на них не десятки, а сотні і тисячі файлів. У іменах файлів стало так само легко заплутатися, як в номерах доріжок і секторів. Тоді дискові операційні системи стали складнішими. У них ввели засоби для розбиття дисків на каталоги і засоби для обслуговування каталогів (перенесення і копіювання файлів між каталогами, сортування файлів і інше). Так на дисках з'явилася файлова структура, а операційна система узяла на себе її створення і обслуговування. Коли ж жорсткі диски придбали ще більші розміри, операційна система «навчилася» ділити їх на декілька логічних дисків.
Разом з розвитком жорстких і гнучких дисків відбувалося збільшення оперативної пам'яті комп'ютера, мінялися також процесори. Кожна нова операційна система все краще використовувала оперативну пам'ять і могла працювати зі все більш могутніми процесорами.
Для комп'ютерів IВМ РС основною операційною системою з 1981 р. по 1995 р. була так звана система МS-DOS. За ці роки вона пройшла розвиток від версії МS-DOS 1.0 до МS-DOS 6.22.
Програми-оболонки
Операційна система МS-DOS дозволила успішно працювати з персональними комп'ютерами на протязі майже 15 років. Проте, цю роботу не можна назвати зручною. По-перше, МS-DOS — неграфічна операційна система, яка використовує інтерфейс командного рядка. Це означає, що всі команди треба набирати по буквах в спеціальному рядку. Потрібне добре знати ці команди, пам'ятати, як вони записуються. Вивчення операційної системи стало самостійним завданням, достатньо складним для простого користувача.
Колись МS-DOS виступила «посередником» між людиною і комп'ютером і допомогла перетворити складні команди звернення до дисків в простіші і зрозуміліші, але у міру розвитку сама «обросла» достатком команд і стала стримувати роботу з комп'ютером. Так виникла необхідність в новому посереднику — тоді з'явилися так звані програми-оболонки. Оболонка — це програма, яка запускається під управлінням операційної системи і допомагає людині працювати з цією операційною системою. Одна з найвідоміших і поширеніших у всьому світі програм-оболонок називається Norton Comander. Її розробив відомий американський програміст Пітер Нортон, що отримав усесвітнє визнання за те, що спростив роботу з комп'ютером для мільйонів людей. Програма-оболонка наочно показує на екрані всю файлову структуру комп'ютера: диски, каталоги і файли. З такою програмою не треба набирати складні команди МS-DOS в командному рядку. Файли можна розшукувати, копіювати, переміщати, видаляти, сортувати, змінювати (редагувати, правити) запускати, користуючись всього лише декільком клавішами. Просто, зрозуміло і зручно. Сьогодні Norton Comander все ще використовують на багатьох комп'ютерах, особливо на тих, які працюють в системі МS-DOS. Правда, вона все-таки застаріла. Зараз для роботи з прийнято використовувати сучасніші засоби
Графічні оболонки
Не дивлячись на те, що поява програм-оболонок помітно спростила роботу з комп'ютером і його операційною системою, оболонки все-таки довгий час залишалися неграфічними.
Одна з особливостей комп'ютерів IВМ РС полягає в тому, що в них текстовий і графічний режим роботи з екраном існують окремо. Комп'ютер перемикається або в той режим, або в інший. Не можна, наприклад, зробити так, щоб частина екрану була в текстовому режимі, а частина — в графічному. Ці режими несумісні.
Робота з текстовим екраном довгий час була цілком прийнятна для службових цілей. На багатьох підприємствах і в організаціях не було необхідності в роботі з графікою, а якщо така потреба виникала, для цього було прийнято використовувати комп'ютери Macintosh. Проте коли встало питання про використання IВМ РС як домашній комп'ютер, виникла гостра необхідність в графічній операційній системі, яка наочно виводить інформацію на екран і якою можна управляти за допомогою миші.
Роботи над графічною операційною системою для IВМ РС в компанії Microsoft почалися ще в 1981 р., але вперше така система вийшла в світ тільки в 1995 р. під назвою Microsoft Windows 95. До появи Microsoft Windows 95 комп'ютерів IВМ РС працювали з неграфічною системою МS-DOS, але для неї було зроблено декілька графічних оболонок Windows 1.0, Windows 2.0, Windows 3.0, Windows 3.1,, Windows 3.11.
Оболонки Windows запускалися під управлінням МS-DOS, тобто не були самостійними операційними системами. Але оскільки з появою Windows відкрилися деякі нові можливості, все-таки прийнято називати Windows не оболонкою, а середовищем. Ось деякі особливості Windows, що відрізняють це середовище від інших оболонок:
Багатозадачність.
Єдиний програмний інтерфейс.
Єдиний інтерфейс користувача.
Графічний інтерфейс користувача.
Єдиний апаратний-програмний інтерфейс.
Графічні операційні системи
Випущена у вересні 1995 р. система Windows 95 стала першою графічною операційною системою для комп'ютерів IВМ РС.
Всі наступні версії операційних систем Windows (98, NT, ME, 2000, XP) є графічними.
Виробники апаратного забезпечення виготовляють вузли і прилади так, щоб вони були сумісні з Windows . Ми можемо достатньо сміло набувати нових пристроїв і встановлювати їх в комп'ютер, розраховуючи на те, що всі інші пристрої і програми працюватимуть нормально. Система Windows ввела новий стандарт пристроїв, що самовстановлюються (plud-and-play). Підключення таких пристроїв відбувається автоматично. Операційна система сама «дізнається», що встановлене в комп'ютері, і настроюється на роботу з новим устаткуванням.
На сьогоднішній день на ринку програмного забезпечення для IBM РС-СОВМЕСТИМЫХ комп'ютерів співіснують декілька сімейств операційних систем, але операційні системи Windows є найбільш поширеними середовища користувачів.
Операційні системи компанії Microsoft:
DOS (Disk Operating System). Інтерфейс – командний рядок. Всі команди доводилося набирати уручну, в командному рядку ОС.
Windows 3.1 і 3.11. – перший графічний інтерфейс. Хоча багато хто не рахував цю систему операційної, а лише системою, що розширює можливості DOS.
У всіх подальших операційних систем інтерфейс графічний.
Windows-95.
Сімейство Windows-98 / NT / ME / 2000 / XP.
Windows Vista .
Альтернативні ОС
Словом UNIX позначається не одна операційна система, а ціле сімейство ОС. UNIX створювалася перш за все для професіоналів, і тому ніколи не містила ніяких «рюшечек» типу зручного графічного інтерфейсу. Важливе було інше – сумісність, переносимість, настроюваність і, найголовніше, стабільність.
Аж до середини 90-х рр. «інтереси» творців Windows і UNIX лежали в різних площинах: численні варіанти UNIX обслуговували «великі» комп'ютери і сервери, а Windows трудилася на «персоналках». І розвивалися ці ОС в абсолютно різних напрямах. Як раптом... Да-да, саме раптом, і без всякої на те причини, обидва сімейства операційних систем одночасно почали задивлятися на володіння один одного. Момент, коли два гіганти, пихкаючи і незграбно перевалюючись, рушили назустріч один одному, вгадати неважко — 1993 рік... Саме цього року Microsoft вперше вирішила зробити замах на «серверний» ринок, випустивши першу версію Windows NT, а вчорашній студент Лінус Торвальдс створив «домашню», вільно поширювану операційну систему Linux. А разом з нею народився грандіозний проект руху GNU (GNU is Not UNIX) і концепції «відкритих початкових текстів» (Open Source) — ці слова і сьогодні накреслені на прапорі прихильників «вільних програм».
До речі, крім Linux від могутнього древа UNIX відбрунькувалися і цілий ряд інших «вільних» операційних систем — наприклад, серверні ОС FREEBSD, NETBSD і OPENBSD
Операційна система Linux, створена в 1991 р. і офіційно випущена в 1994 р. Лінусом Торвальдсом, разюче відрізняється від всіх інших операційних систем. Причому — практично всім.
Почнемо з того, що Linux — єдина популярна ОС, створена любителем (Торвальдс написав її як дипломний проект). Більш того — підтримується, розвивається і доповнюється вона сотнями тисяч таких же ентузіастів з різних країн світу. Нарешті, Linux — єдина вільно поширювана (тобто абсолютно безкоштовна) «операційна» в межах нашої Галактики!
Статус «вільно поширюваної» ОС — лише перший козир Linux. Але є у неї і множина інших, наприклад — відкрита архітектура. Ядро Linux, на відміну від тих же Windows, розповсюджується у вигляді «початкових текстів» і відкрито для зміни, так що будь-який хоч трохи освічений програміст може легко і швидко «підігнати» її до будь-якого конкретного комп'ютера. Власне, саме так Linux і удосконалюється — мільйони програмістів зі всього світу надсилають свої зауваження і доповнення в «мозковий центр» під керівництвом незамінного Лінуса Торвальдса, і найцікавіші з них автоматично включаються в «офіційну версію» ядра.
До речі, про ядро — в Linux воно веде цілком самостійне життя і ніяк не пов'язано з графічною оболонкою: ви може без проблем замінити одну оболонку на іншу, не порушуючи при цьому ніяких: внутрішніх зв'язків. Спробуйте виконати такий фокус з Windows!
Зрозуміло, у всій цій пишності є не одні тільки «плюси». До недавнього часу для того, щоб працювати (з Linux, потрібно було як мінімум розбиратися в програмуванні. А в ідеалі — переписувати ядро ОС для своєї машини і власноручно створювати потрібні драйвери.
Тому єдиною областю, де Linux був реально затребуваний, залишалися мережі. Особливо полюбили цю ОС інтернетчики — до цих пір велика частина wеб-серверів Інтернету працює саме під управлінням Linux. Положення корінним чином змінилося після появи зручних оболонок.
Остаточним свідоцтвом визнання Linux стала поява комерційних «дистрибутивів» — настановних комплектів, які, крім самої операційної системи, включали базовий набір «оболонок», програм і драйверів. На перших порах Linux розповсюджувалася у вигляді початкових текстів, кожен користувач був вимушений «збирати» (компілювати) власний дистрибутив своїми силами.
Метаморфоза Linux завершилася: тепер вже ніхто не наважиться назвати цю ОС «забавою для ентузіастів»! Ринок все уважніше придивляється до Linux — дійшло до того, що під цю операційну систему випущені версії найуспішніших ігор останніх років.
Останнім ударом по Microsoft став масовий перехід на Linux держустанов деяких країн — наприклад, в Китаї «офіційною» операційною системою став Red Flag, китайський варіант Linux. Цілком імовірно, що по великому китайському шляху дружною низкою потягнуться і багато інших країн азіатського регіону, які, як відомо, не відрізняються солідним достатком.
У Росії поки що епідемії Linix не очікується — завдяки «піратам» що наповнив ринок дешевими дисками і ОС Windows і програмами під неї.
І наприкінці згадаємо про одну цікаву особливість Linux, яка дозволяє працювати з цією операційною системою навіть не встановлюючи її на комп'ютер. Ось вже справді знахідка для експериментаторів — тепер вони можуть «здійснювати екскурсію» в світ Linux без риски калічити свій жорсткий диск. Мова йде, звичайно ж, про так звані LIVECD — «дискових» варіантах Linux. Завантажившись з такого диска, ви світите в своє розпорядження ядро Linux (повним набором базових програм, а також оболонкою). LIVECD містять достатній набір драйверів для роботи з основним «залізом» вашого комп'ютера — підтримуються навіть багато останніх моделей відеоплат.
Деякі популярні LIVECD, з якими ви можете почали своє знайомство з Linux:
Knoppix (http://www.knoppix.ru);
SuSe Linix Live CD (http://www.suse.ru);
Blin (http://linux.zp.ua).
Також спеціальну версію LIVE-CD KNOPPIX 4.0, яка допоможе вам познайомитися з операційними системами GNU/Linux ви можете знайти на CD додатку до журналу «Домашній комп'ютер» за листопад 2005г.
Ці дистрибутиви включають повну підтримку російської мови (а іноді — і повністю російськомовний інтерес), російськомовну документацію і можуть бути придбані безпосередньо вказаних вище сайтах за ціною піратського диска. Або просто викачані з тих же сайтів безкоштовно.
Питання:
Для чого необхідна операційна система?
Яка структура операційної системи?
Які основні етапи завантаження комп'ютера?
Які операційні системи ви знаєте?
III. Практична частина.
Сьогодні ми говорили що, для зручності користувача в операційній системі зазвичай є і довідкова система. Але як же дістати доступ до довідкової системи?
Для виклику автономної довідки операційної системи Windows XP клацніть кнопку Пуск і виберіть команду Довідка і підтримка (або виберіть в меню Довідка вікна Мій комп'ютер. Центр довідки і підтримки містить обширні інформаційні матеріали і засоби, що спрощують пошук, усунення неполадок і настройку комп'ютера. За наявності зв'язку з Інтернет пошук довідкових матеріалів можна виконувати не тільки на локальному комп'ютері, але і на веб-сервері в базі даних Microsoft Knowledge Base.
У верхній частині вікна Центр довідки і підтримки розташована панель інструментів, кнопки якої мають наступне призначення: назад, додому, покажчик, журнал, підтримка, параметри.
У лівій області вікна довідкової системи видно назви розділів, оформлені у вигляді посилань. Після клацання мишею назви розділу відображається список розділів, пов'язаних з вибраною темою. Якщо вся довідкова інформація у вікні не поміщається, то проглянути її дозволять вертикальна горизонтальна смуги прокрутки. В кінці тексту деяких довідок є посилання «См. також», що дозволяє проглянути перелік пов'язаних з цією тематикою розділів. Для повторного перегляду розділів використовуйте кнопки Назад, Вперед або Додому панелі інструментів Звичайні кнопки. Натисніть кнопку Журнал для перегляду списку переглянутих вами розділів.
Для пошуку що цікавить вас довідковій інформації введіть одне або декілька ключових слів або цілу фразу в ключове слово в полі Знайти, розташоване в лівій верхній області вікна довідкової системи і натисніть кнопку, розташовану праворуч від поля або клавішу [Enter], щоб відобразити список розділів з інформацією, що цікавить вас.
Введіть «Словник термінів» в поле Знайти і натисніть клавішу [Enter]. У лівій області вікна Результатів пошуку клацніть на посиланні Словник термінів і натисніть кнопку з буквою, на яку починається слово, що цікавить вас, потім знайдіть і клацніть на цьому слові мишею. Якщо такого слова не видно, використовуйте смугу прокрутки в правій області вікна. Наприклад, виберіть букву Ж і знайдіть «жорсткий диск».
Отримаємо:жорсткий диск
Пристрій, що містить одну або декілька жорстких пластин, покритих магнітним матеріалом, на який можуть бути записані (або лічені) дані за допомогою магнітних головок. Жорсткий диск знаходиться в герметичному захисному корпусі, що дозволяє наблизити магнітну головку до поверхні на відстань від 10 до 25 мільйонних доль дюйма. Запис і читання даних на жорсткому диску виконуються значно швидше, ніж на гнучкому.
Також більшість програм мають свою довідкову систему. Для отримання довідкової інформації про запущену програму виберіть в рядку меню цієї програми пункт Довідка або натисніть клавішу F1.
Запустіть програму Блокнот, викличте довідку за програмою і спробуйте з нею попрацювати. Знайдіть в довідковій системі Блокнота інформацію про те, як провести заміну тексту. Для цього можна скористатися або покажчиком, або пошуком по довідковій системі.
А зараз спробуємо застосувати знайдену інформацію. Відкрийте файл C:\ Наш урок\ Урок11 Практика.txt. У тексті про планети Сонячної системи хтось (можливо, підступні інопланетяни) замінив всі назви планет комір на виворіт. Ваше завдання відновити початковий текст документа. Результату роботи збережете в свою теку під ім'ям «Планети Сонячної системи».
Учні виконують завдання.
IV. Д/з
Знати, що таке операційна система, її призначення і структура.
Додаткове завдання: знайти інформацію про ті альтернативні операційні системи, про які не було сказано на уроці; познайомитися з «дисковим» варіантом ОС Linux .
V. Питання учнів.
Відповіді на питання учнів.
VI. Підсумок уроку.Підбиття підсумку уроку. Виставляння оцінок.
На уроці ми дізналися, що таке операційна система, її призначення і структура. Так само ви навчилися працювати з довідковою системою; проводити заміну тексту і символів в текстовому файлі.