Программное обеспечение (ПО) – совокупность программных средств и сопроводительной документации для создания и эксплуатации информационных систем обработки данных средствами вычислительной техники.
В зависимости от функций, выполняемых программным обеспечением, его можно разделить на три группы: системное ПО, прикладное ПО и системы программирования.
Под системнымПО понимается программное обеспечение (ПО), включающее в себя операционные системы, диалоговые оболочки, сервисные программы, сетевое ПО, а также средства разработки программ (трансляторы, редакторы связей, отладчики и др.).
Прикладное ПО – это программы, с помощью которых пользователь решает свои информационные задачи, не прибегая к программированию.
Системы программирования – средство для создания отладки и выполнения программ на языках программирования (инструмент программиста).
Операционные системы (ОС) являются наиболее важной составляющей класса системных программ. ОС управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает доступ к данным и их защиту, выполняет целый комплекс сервисных функций по запросам пользователя и программ. Каждая программа работает под конкретной ОС, оказывающей по запросам этой программы определенные услуги.
Этапы загрузки Windows под микроскопом + анализ и диагностика
К числу прочих системных программ можно отнести программы-оболочки, которые не заменяют операционную систему, но предоставляют пользователю более удобное «общение» с ней, и вспомогательные программы (утилиты). Чаще всего используются утилиты следующих типов:
ü программы резервирования — позволяют быстро скопировать на съемные носители интересующую информацию;
ü антивирусные программы — предназначены для предотвращения заражения компьютера вирусом и ликвидации последствий их деятельности;
ü архиваторы — программы, позволяющие «сжимать» файлы при создании копий, в несколько раз уменьшают размер архивируемого файла за счет оптимальной его организации;
ü программы-русификаторы, — приспосабливают другие программы для работы с русскими буквами;
ü программы для динамического сжатия дисков — создают квазидиски, информация которых в сжатом виде хранится на обычных (настоящих) дискетах в виде файлов, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ü программы для оптимизации дисков — позволяют обеспечить более быстрый и удобный доступ к информации на дисках за счет оптимальной организации файловой структуры.
2.3.3. Операционная система (ОС): назначение, функции, классификация.
Операционная система (ОС) — это комплекс программ, который загружается при включении компьютера. ОС производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.
Элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера — это операции очень низкого уровня. Действия, необходимые пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. Именно их и выполняет ОС.
Загрузка операционной системы Windows. Виды операционных систем. Windows, Linux, Mac OS.
Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные ему подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет также различные вспомогательные действия, например, копирование или печать файлов. Кроме того, операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные вспомогательные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.
Операционные системы для персонального компьютера можно различать по нескольким параметрам.
Классификация ОС.
1. По пользовательскому интерфейсу:
ü текстовые, с интерфейсом командной строки (MS-DOS);
ü графические (Windows).
2. По архитектуре ПК:
ü 16-разрядные (MS-DOS);
ü 32-разрядные (Windows, UNIX).
3. По числу одновременно выполняемых задач (поддержка многозадачности):
ü однозадачные (MS-DOS);
ü многозадачные (Windows, UNIX).
4. По числу одновременно работающих пользователей (поддержка многопользовательского режима):
ü однопользовательские (MS-DOS);
ü многопользовательские (Windows, UNIX). Данные ОС обеспечивают защиту информации и разграничение прав доступа различных пользователей к данным.
ОднозадачныеОС позволяют запустить одну программу в основном режиме. МногозадачныеОС позволяютзапустить одновременно несколько программ, которые будут работать параллельно, не мешая друг другу.
ОднопользовательскиеОС позволяют работать на компьютере только одному человеку.
В многопользовательскойОС работу можно организовать так, что каждый пользователь будет иметь доступ к информации общего доступа, введя пароль, к личной информации, доступной только ему. Например, ОС UNIX позволяет несколькимпользователямодновременно работать на одном компьютере с помощью так называемых терминалов, в роли которых могут выступать либо специализированные устройства (видеомонитор с клавиатурой), либо запущенная на ПК специальная программа. Терминал может находиться в нескольких метрах или в нескольких тысячах километров от компьютера. Терминал может быть связан с основным компьютером и через локальную сеть или Internet.
На IBM-совместимых персональных компьютерах используются операционные системы корпорации MS Windows 9x/ME, а также свободно распространяемая операционная система Linux. На персональных компьютерах фирмы Apple используются различные версии операционной системы Mac OS. На рабочих станциях и серверах наибольшее распространение получили операционные системы Windows NT/2000/XP и UNIX.
Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
1). Операционная система ОС Windows: назначение, функции, состав.
Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.
Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В ОС имеются программные модули, управляющие файловой системой.
Командный процессор. В состав ОС входит специальная программа – командный процессор, которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их. Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и т. д. ОС должна эту команду выполнить.
Драйверы устройств. К магистрали ПК подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер и др.). Каждое устройство выполняет определенную функцию (ввод, вывод или хранение информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается.
В состав ОС входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер. В процессе установки ОС Windows определяет тип и конкретную модель подключенного устройства и подключает необходимый для его функционирования драйвер. При включении ПК производится загрузка драйверов в оперативную память.
Графический интерфейс. Для упрощения работы пользователя в состав современных ОС, и в частности, Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.
Справочная система. Для удобства пользователя в состав ОС обычно входит также справочная система, позволяющая оперативно получить необходимую информацию как о функционирования ОС в целом, так и о работе отдельных модулей.
Файлы ОС хранятся во внешней, долговременной памяти (на жестком, гибком или лазерном диске – так называемом системном диске). Но программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы ОС необходимо загрузить в оперативную память.
Самотестирование ПК. ПЗУ ПК содержит программы тестирования ПК и первого этапа загрузки ОС – это BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода).
После включения питания ПК или нажатия кнопки Reset процессор начинает выполнение программы самотестирования POST (Power-On Self Test). Производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других аппаратных средств ПК.
В процессе тестирования сначала могут выдаваться диагностические сообщения в виде различных последовательностей коротких и длинных звуковых сигналов. После успешной инициализации видеокарты краткие диагностические сообщения выводятся на экран видеомонитора.
ЗагрузкаОС. После проведения самотестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск загрузчика ОС. Происходит поочередное обращение к имеющимся в ПК дискам (ГМД, ЖМД, CD) и поиск на определенном месте (в первом, так называемом загрузочном секторе диска) наличия специальной программы Master Boot (программы-загрузчика ОС).
Если диск системный и программа загрузчик оказывается на месте, то она загружается в оперативную память и ей передается управление работой ПК. Программа ищет файлы ОС на системном диске и загружает их в оперативную память в качестве программных модулей.
Если системные диски в ПК отсутствуют, на экране монитора появляется сообщение «Non system disk», и ПК «зависает», т. е. загрузка ОС прекращается, и ПК остается неработоспособным.
После окончания загрузки ОС управление передается командному процессору. В случае использования интерфейса командной строки на экране появляется приглашение системы к вводу команд. Приглашение представляет собой последовательность символов, сообщающих о текущем диске и каталоге, например:
В случае загрузки графического интерфейса ОС команды могут вводиться с помощью мыши.
Источник: studopedia.su
Что такое загрузчик? Как работает загрузчик?
Как компьютер переходит в операционную систему при нажатии кнопки питания?
Загрузчик очень важен для операционных систем. Тем не менее его часто упускают из виду как ключевой компонент компьютеров. Это происходит потому, что он играет свою роль в фоновом режиме, помогая активировать нужную операционную систему. Большинство процессорных плат в наших устройствах имеют предварительно загруженные на них программы. Эти программы известны как загрузчики.
В этой статье объясняется, что такое загрузчик и как он работает. Если вам интересно узнать, что такое загрузчик и как он работает, эта статья для вас.
Что такое загрузчик
Когда компьютер включен, он находится в чистом состоянии. Это означает, что в его памяти нет программ и доступ к его компонентам невозможен.
Загрузчик помогает загрузить операционную систему или среду выполнения, чтобы добавить программы в память и обеспечить доступ к компонентам. Он необходим для запуска процесса запуска, инициализации аппаратного обеспечения и передачи управления ядру, которое инициализирует операционную систему.
BIOS
Ключевые компоненты загрузчика включают базовую систему ввода/вывода (BIOS), микропрограмму, находящуюся в памяти только для чтения (ROM) ПК. При включении компьютера BIOS запускается раньше, чем любая другая программа.
BIOS состоит из следующих компонентов:
- POST (самотестирование при включении питания)
- Загрузчик загрузочного сектора
- Прерывания BIOS
- Меню настройки
Меню Setup помогает настроить параметры загрузчика. В современных версиях BIOS используются различные параметры. К ним относится порядок загрузки, определяющий устройства, которые BIOS проверяет перед загрузкой.
Загрузчик загрузочного сектора загружает в оперативную память первый 512-байтовый сектор с загрузочного диска. Он необходим для того, чтобы первый доступный блок памяти или сектор носителя был зарезервирован для записи.
Прерывания BIOS — это драйверы устройств, на которые полагаются загрузчики для доступа к экрану, клавиатуре и дискам. Не все операционные системы используют прерывания BIOS.
Помимо BIOS, существуют ПЗУ расширения. Основной BIOS может запускать ПЗУ расширения.
Загрузчик обычно состоит из трех программ:
- Программа загрузочного сектора, непосредственно загружаемая BIOS во время загрузки.
- Программа второго этапа, загружаемая программой загрузочного сектора для завершения процесса загрузки
- Программа установки загрузчика для установки загрузчика и программы второго этапа на загрузочный диск.
UEFI BIOS
Развивающиеся требования пользователей компьютеров привели к созданию современного преемника BIOS.
UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) — это мини-операционная система, которая загружает загрузчик в память перед выполнением дополнительных операционных процедур.
Хотя он имеет некоторые общие черты с BIOS, несколько ключевых различий заставили многих рассматривать UEFI как расширение, а не замену традиционной BIOS.
Одно из основных отличий UEFI от BIOS заключается в том, что UEFI предоставляет операционный интерфейс для компьютеров и использует новые механизмы и функции. Кроме того, хотя UEFI не определяет полностью, как должна программироваться микропрограмма, он влияет на интерфейс между микропрограммой и операционной системой.
Программа UEFI постоянно находится в микросхеме памяти на материнской плате. Это означает, что она сохраняется даже при отсутствии питания. Для связи между микропрограммой и операционной системой используется уникальный операционный уровень. Режим UEFI может быть инициализирован до запуска операционной системы.
Прочтите: Открытый исходный код изменил Linux, иначе и быть не могло: Линус Торвальдс
К основным преимуществам UEFI относятся:
- Не требует активной операционной системы для функционирования сети
- Лучшее удобство использования благодаря использованию компьютерной мыши и графического интерфейса пользователя
- Повышенная безопасность благодаря функции Secure Boot
- Гибкая модульная структура, которая помогает адаптироваться к специальным аппаратным средам и профилям требований.
- Менеджер загрузки, который управляет различными загрузчиками для различных операционных систем
- Инструмент командной строки для проведения диагностики и устранения неполадок.
Целью Secure Boot является повышение безопасности. Части микропрограммы UEFI, загрузчика и ядра операционной системы должны быть проверены перед запуском. Компоненты проверяются с помощью криптографических цифровых подписей в базе данных подписей микропрограммы UEFI. Загрузка системы может быть отменена, если проверка безопасности не пройдена.
В профессиональных средах Secure Boot обычно используется с аппаратным компонентом. Модуль Trusted Platform Module (TPM) является ключевым компонентом Secure Boot, обеспечивающим функции безопасности для компьютеров.
Если сравнивать с традиционным способом загрузки системы BIOS, то UEFI и GPT дают следующие преимущества:
- Позволяет одновременно устанавливать несколько операционных систем с собственными менеджерами загрузки.
- Загружается быстрее, чем традиционные системы BIOS
- Поддерживает приложения перед загрузкой
В наши дни для настроек, связанных с загрузкой, используется NVRAM (энергонезависимая память с произвольным доступом). Настройки сохраняются после выключения компьютера. При этом используется небольшое количество энергии от батареи материнской платы.
Как работает загрузчик?
После включения компьютера на экране появляется информация об установленном оборудовании. Загрузчик помещает свою операционную систему в память. Базовая система ввода/вывода (BIOS) выполняет тесты перед передачей управления на главную загрузочную запись (MBR), которая содержит загрузчик.
Многие загрузчики настроены так, чтобы предоставить пользователям различные варианты загрузки. Эти варианты включают различные операционные системы, различные версии одной и той же операционной системы, варианты загрузки операционной системы и программы, работающие без операционной системы.
В некоторых случаях устройство может иметь две операционные системы. На таких устройствах можно использовать загрузчики, чтобы автоматически запускать ту операционную систему, которую предпочитает пользователь. Загрузчик также может использоваться для загрузки операционной системы в безопасный режим для восстановления.
С помощью загрузчика можно загрузиться в программу без необходимости запускать операционную систему. Это может быть полезно для таких устройств, как игровые приставки. После того как диск с игрой вставлен в консоль и консоль включена, вместо экрана приветствия пользователь попадает прямо в игру.
Исключения и прерывания
Загрузчики очень важны для поддержания безопасности и архитектуры программного обеспечения. Исключения и прерывания могут по-разному обрабатываться загрузчиками и приложениями. Метод, которым связаны аппаратное и программное обеспечение, напрямую влияет на работу исключений и прерываний и на функциональность загрузчика.
Надеюсь вы поняли что такое загрузчик? Если у вас есть дополнения, можете написать в комментариях ниже, а я в свою очередь, добавлю ваши заметки в статью.
Источник: linuxcool.net
Этапы загрузки операционной системы
Здравствуйте, дорогие друзья. Все мы каждый день включаем персональный компьютер, но наверняка редко задумывается о том, какие сложные алгоритмы происходят в процессе запуска операционной системы. О том, как именно запускается персональный компьютер и вся операционная система мы и поговорим.
В процессе загрузки ПК и ОС происходит множество процессов
После того, как вы нажали кнопку запуска на системном блоке, процессор незамедлительно начинает считывать и выполнять микропрограммы, которые хранятся в микросхеме BIOS ( Basic Input/Output System ) – базовая система ввода/вывода.
BIOS располагается в постоянной памяти компьютера (ПЗУ). Его назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных действий ОС, связанных с осуществлением ввода и вывода, а именно проверяет функционирование компьютера, тестирует память и устройства ПК на наличие ошибок, а также запускает программу вызова загрузчика.
Важной составляющей запуска ОС выступает программа тестирования POST ( Power-ON Self Test ). Именно она отвечает за работоспособность основных устройств: видеоадаптера, процессора, оперативной памяти, контроллеров жёстких дисков и клавиатуры, дисководов, последовательных и параллельного портов.
Если вдруг обнаружилась неисправность, то могут быть слышны короткие или длинные звуковые сигналы и появляются сообщения об ошибке на мониторе. Если вдруг по какой-либо причине системные диски в персональном компьютере неисправны или не могут быть найдены, а то и вовсе отсутствуют, то на мониторе появится сообщение » Non System Disk «. Загрузка ОС, естественно, прекратиться и компьютер «зависнет».
При тестировании BIOS сравнивает полученные данные о конфигурации ПК с информацией, хранящейся в CMOS – это специальная микросхема памяти, которая располагается на системной (материнской) плате. Если данные не совпадают, то мониторе появится сообщение » CMOS System Option Not Set» . Если такое произошло, то необходимо с помощью утилиты BIOS Setup установить новые конфигурационные параметры.
После того как POST-тестирование проходит успешно, BIOS начинает искать загрузчик Master Boot ОС. Данный этап загрузки осуществляет поочередное обращение к имеющимся на ПК дискам: гибким, жестким, CD-ROM, а также проводит поиск специальной программы-загрузчика для запуска операционной системы.
Когда программа-загрузчик найдена, она автоматически помещается в оперативную память ПК и начинает процесс загрузки файлов ОС, а если быть точнее двух модулей операционной системы IO.SYS и MSDOS.SYS , что и завершает процесс загрузки. Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS загружаются в оперативную память загрузчиком и остаются там постоянно до полного выключения компьютера. Первый файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода/вывода. Второй файл MSDOS.SYS реализует основные высоко уровневые услуги DOS .
И вот теперь, после загрузки операционной системы и проверки работоспособности компонентов ПК, управление берёт на себя командный процессор. Командный процессор осуществляет обработку команд которые вводит пользователь. Интересно то, что командный процессор находится в дисковом файле COMMAND.COM , который в свою очередь расположен на загрузочном диске операционной системы.
Вот такую вот важную тему мы сегодня с вами рассмотрели. Если статья была полезной для вас, то ставьте лайк и подписывайтесь на канал. Также предлагаю подписаться на наш Ютуб-канал ПиМ [ZveKa] .
Если вам понравилась статья, ознакомьтесь с другими моими работами на канале.
Источник: dzen.ru