Функции операционных систем. Единицы измерения информации

Операционная система как связующее звено между аппаратурой компьютера, выполняемыми программами и пользователем. Основные требования функциональной полноты, которые предъявляются к операционной системе. Информация, её классификация и единицы измерения.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 14.03.2013
Размер файла 165,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • 1. Операционные системы (назначение, классификация)
  • 2. Информация, её классификация и единицы измерения
  • Список используемой литературы

1. Операционные системы (назначение, классификация)

Операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого - организация взаимодействия пользователя с компьютером, управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффективного их использования. Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны. Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности управления аппаратурой, образуя прослойку между ними, в результате чего люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

Главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является сложная задача организации эффективного совместного использования ресурсов несколькими процессами, и сложность эта порождается в основном случайным характером возникновения запросов на потребление ресурсов. В мультипрограммной системе образуются очереди заявок от одновременно выполняемых программ к разделяемым ресурсам компьютера: процессору, странице памяти, к принтеру, к диску. Операционная система организует обслуживание этих очередей по разным алгоритмам: в порядке поступления, на основе приоритетов, кругового обслуживания и т.д.

Современная ОС, как правило, должна поддерживать мультипрограммную обработку, виртуальную память, многооконный графический интерфейс пользователя, а также выполнять многие другие необходимые функции и услуги. Кроме этих требований функциональной полноты к операционным системам предъявляются не менее важные эксплуатационные требования:

Расширяемость. В то время как аппаратная часть компьютера устаревает за несколько лет, полезная жизнь операционных систем может измеряться десятилетиями. Поэтому операционные системы всегда изменяются со временем эволюционно, и эти изменения более значимы, чем изменения аппаратных средств. Изменения ОС обычно заключаются в приобретении ею новых свойств, например поддержке новых типов внешних устройств или новых сетевых технологий. Если код ОС написан таким образом, что дополнения и изменения могут вноситься без нарушения целостности системы, то такую ОС называют расширяемой. Расширяемость достигается за счет модульной структуры ОС, при которой программы строятся из набора отдельных модулей, взаимодействующих только через функциональный интерфейс;

Переносимость. В идеале код ОС должен легко переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы (которые различаются не только типом процессора, но и способом организации всей аппаратуры компьютера) одного типа на аппаратную платформу другого типа. Переносимые ОС имеют несколько вариантов реализации для разных платформ, такое свойство ОС называют также многоплатформенностъю;

Совместимость. Существует несколько "долгоживущих" популярных операционных систем, для которых наработана широкая номенклатура приложений. Некоторые из них пользуются широкой популярностью. Поэтому для пользователя, переходящего по тем или иным причинам с одной ОС на другую, очень привлекательна возможность запуска в новой операционной системе привычного приложения. Если ОС имеет средства для выполнения прикладных программ, написанных для других операционных систем, то про нее говорят, что она обладает совместимостью с этими ОС. Следует различать совместимость на уровне двоичных кодов и совместимость на уровне исходных текстов. Понятие совместимости включает также поддержку пользовательских интерфейсов других ОС;

Надежность и отказоустойчивость. Система должна быть защищена как от внутренних, так и от внешних ошибок, сбоев и отказов. Ее действия должны быть всегда предсказуемыми, а приложения не должны иметь возможности наносить вред ОС. Надежность и отказоустойчивость ОС прежде всего определяются архитектурными решениями, положенными в ее основу, а также качеством ее реализации (отлаженностью кода). Кроме того, важно, включает ли ОС программную поддержку аппаратных средств обеспечения отказоустойчивости, таких, например, как дисковые массивы или источники бесперебойного питания;

Безопасность. Современная ОС должна защищать данные и другие ресурсы вычислительной системы от несанкционированного доступа. Чтобы ОС обладала свойством безопасности, она должна как минимум иметь в своем составе средства определения легальности пользователей, предоставления легальным пользователям дифференцированных прав доступа к ресурсам, а так же обладать фиксации всех "подозрительных" для безопасности системы событий. Свойство безопасности особенно важно для сетевых ОС. В таких ОС к задаче контроля доступа добавляется задача защиты данных, передаваемых по сети;

Производительность. Операционная система должна обладать настолько хорошим быстродействием и временем реакции, насколько это позволяет аппаратная платформа. На производительность ОС влияет много факторов, среди которых основными являются архитектура ОС, многообразие функций, качество программирования кода, возможность исполнения ОС на высокопроизводительной (многопроцессорной) платформе;

Удобство: операционная система делает использование компьютера простым и удобным.

Сегодня существует большое количество разных типов операционных систем, отличающихся областями применения, аппаратными платформами и методами реализации. Естественно, это обуславливает и значительные функциональные различия этих ОС. Даже у конкретной операционной системы набор выполняемых функций зачастую определить не так просто - та функция, которая сегодня выполняется внешним по отношению к ОС компонентом, завтра может стать ее неотъемлемой частью и наоборот.

Операционные системы можно классифицировать на группы по следующим признакам:

По количеству пользователей: однопользовательская ОС (обслуживает только одного пользователя); многопользовательская (работает со многими пользователями) Отличием многопользовательских систем является наличие средств защиты информации пользователей от несанкционированного доступа.

По числу процессов: однозадачные (обрабатывают только одну задачу - уже не используются) Однозадачные ОС предоставляют пользователю виртуальной машины и включают средствами управления файлами, периферийными устройствами и средства общения с пользователем.; многозадачные (располагает в оперативной памяти одновременно несколько задач, которые попеременно обрабатывает процессор). Многозадачные ОС дополнительно управляют разделением между задачами совместно используемых ресурсов. По типу средств вычислительной техники: однопроцессорные, многопроцессорные (задачи могут выполняться на разных процессорах; серверы, как правило, многопроцессорные) Многопроцессорные ОС делятся на асимметричные и симметричные. Асимметричная ОС выполняется на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричные ОС децентрализована и использует все процессоры, разделяя между ними системные и прикладные задачи, сетевые (обеспечивают совместное использование ресурсов всеми выполняемыми в сети задачами) Сетевая ОС предоставляет пользователю некую виртуальную вычислительную систему, работать с которой гораздо проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. В то же время эта виртуальная система не полностью скрывает распределенную природу своего реального прототипа, то есть является виртуальной сетью.

По типу интерфейса (способа взаимодействия с пользователем) операционные системы делятся на 2 класса: ОС с интерфейсом командной строки и ОС с графическим интерфейсом. Первые операционные системы (CP/M, MS-DOS, Unix) вели диалог с пользователем на экране текстового дисплея. Это был в полном смысле слова диалог, в ходе которого человек и компьютер по очереди обменивались сообщениями: человек вводил очередную команду, а компьютер, проверив ее, либо выполнял, либо отвергал по причине ошибки. Такие системы в литературе принято называть ОС с интерфейсом командной строки. Развитие графических возможностей дисплеев привело к коренному изменению принципов взаимодействия человека и компьютера. Командная строка была безвозвратно вытеснена графическим интерфейсом, когда объекты манипуляций в ОС изображаются в виде небольших рисунков, а необходимые действия тем или иным образом выбираются из предлагаемого машиной списка - так называемого меню. При подобном методе диалога набор текста полностью отсутствует и вполне достаточно всего нескольких клавиш.

Общая схема классификации ОС представлена на Рисунке 1.

Рисунок 1 - Общая схема классификации операционных систем.

операционная система информация пользователь

2. Информация, её классификация и единицы измерения

Слово "информация" относится к основополагающим терминам информатики и в переводе с латинского означает "сообщение", "разъяснение". Впервые понятие "информация" как термин приводится в книге Н. Винера "Кибернетика", однако лишь в узком смысле - как "количество информации". В настоящее время термин "информация" используется весьма широко как в быту и на производстве, так и в науке, образовании, технической литературе и др.

Информация - это содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, содержащиеся в сообщении, сигнале или памяти.

Предлагается считать понятие "информация" субъективным понятием, в том смысле, что понимание происходит только в аппарате мышления человека. Человек не может получить "информацию" непосредственно, а может лишь, на основании каких-либо данных, представленных в виде сигналов, документов и т.д., сформировать у себя в аппарате мышления информацию о чём-либо. Формирование информации в аппарате мышления происходит на основании внешних данных и всего предшествующего опыта и знаний человека. Именно поэтому одно и тоже сообщение, полученное разными людьми, или одним человеком, но в разные времена, приводит к разным ответным реакциям. Предлагается модель процесса получения информации человеком: внешние сигналы > данные > неформальный смысл, выраженный в ощущениях, > полуформальный смысл, выраженный в словах, > формальный смысл, выраженный в терминах логики. Предлагается модель передачи информации от человека: неформальный смысл > полуформальный смысл, выраженный в тексте, > формальный смысл, выраженный в алгоритме, > данные.

Информация подразделяется по форме представления на 2 вида:

Ї дискретная форма представления информации Ї это последовательность символов, характеризующая прерывистую, изменяющуюся величину (количество дорожно-транспортных происшествий, количество тяжких преступлений и т.п.);

Ї аналоговая или непрерывная форма представления информации Ї это величина, характеризующая процесс, не имеющий перерывов или промежутков (температура тела человека, скорость автомобиля на определенном участке пути и т.п.).

По области возникновения выделяют информацию:

Їэлементарную (механическую), которая отражает процессы, явления неодушевленной природы;

Їбиологическую, которая отражает процессы животного и растительного мира;

Їсоциальную, которая отражает процессы человеческого общества.

По способу передачи и восприятия различают следующие виды информации:

Ї визуальную, передаваемую видимыми образами и символами;

Ї аудиальную, передаваемую звуками;

Ї тактильную, передаваемую ощущениями;

Ї органолептическую, передаваемую запахами и вкусами;

Їмашинную, выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники.

Информацию, создаваемую и используемую человеком, по общественному назначению можно разбить на три вида:

Ї личную, предназначенную для конкретного человека;

Ї массовую, предназначенную для любого желающего ее пользоваться (общественно-политическая, научно-популярная и т.д.);

Ї специальную, предназначенную для использования узким кругом лиц, занимающихся решением сложных специальных задач в области науки, техники, экономики.

По способам кодирования выделяют следующие типы информации:

Ї символьную, основанную на использовании символов Ї букв, цифр, знаков и т.д. Она является наиболее простой, но практически применяется только для передачи несложных сигналов о различных событиях. Примером может служить зеленый свет уличного светофора, который сообщает о возможности начала движения пешеходам или водителям автотранспорта.

Ї текстовую, основанную на использовании комбинаций символов. Здесь так же, как и в предыдущей форме, используются символы: буквы, цифры, математические знаки. Однако информация заложена не только в этих символах, но и в их сочетании, порядке следования. Так, слова КОТ и ТОК имеют одинаковые буквы, но содержат различную информацию. Благодаря взаимосвязи символов и отображению речи человека текстовая информация чрезвычайно удобна и широко используется в деятельности человека: книги, брошюры, журналы, различного рода документы, аудиозаписи кодируются в текстовой форме.

Ї графическую, основанную на использовании произвольного сочетания в пространстве графических примитивов. К этой форме относятся фотографии, схемы, чертежи, рисунки, играющие большое значение в деятельности человек.

Свойства информации можно рассматривать в трех аспектах: техническом Ї это точность, надежность, скорость передачи сигналов и т.д.; семантическом Ї это передача смысла текста с помощью кодов и прагматическом Ї это насколько эффективно информация влияет на поведение объекта.

В информатике, как правило, измерению подвергается информация, представленная дискретным сигналом. При этом различают следующие подходы:

структурный. Измеряет количество информации простым подсчетом информационных элементов, составляющих сообщение. Применяется для оценки возможностей запоминающих устройств, объемов передаваемых сообщений, инструментов кодирования без учета статистических характеристик их эксплуатации.

статистический. Учитывает вероятность появления сообщений: более информативным считается то сообщение, которое менее вероятно, т.е. менее всего ожидалось. Применяется при оценке значимости получаемой информации.

семантический. Учитывает целесообразность и полезность информации. Применяется при оценке эффективности получаемой информации и ее соответствия реальности.

В рамках структурного подхода выделяют три меры информации:

* геометрическая. Определяет максимально возможное количество информации в заданных объемах. Мера может быть использована для определения информационной емкости памяти компьютера;

* комбинаторная. Оценивает возможность представления информации при помощи различных комбинаций информационных элементов в заданном объеме. Комбинаторная мера может использоваться для оценки информационных возможностей некоторого системы кодирования;

* аддитивная, или мера Хартли.

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации - величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации - складывается. Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи. Объёмы информации можно представлять как логарифм количества состояний. Наименьшее целое число, логарифм которого положителен - 2. Соответствующая ему единица - бит - является основой исчисления информации в цифровой технике.

Единица, соответствующая числу 3 равна бита, числу 10 (хартли) - бита. Такая единица как нат (nat), соответствующая натуральному логарифму применяется в вычислительной технике в инженерных и научных расчётах. Основание натуральных логарифмов не является целым числом.

Целые количества бит отвечают количеству состояний, равному степеням двойки. Особое название имеет 4 бита - ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре. Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт. Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Такие величины как машинное слово и т.п., составляющие несколько байт, в качестве единиц измерения почти никогда не используются.

Для измерения больших количеств байтов служат единицы "килобайт" = 1000 байт и "Кбайт" = 1024 байт. Единицы "мегабайт" = 1000 килобайт = 1000000 байт и "Мбайт" = 1024, Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации. Единицы "гигабайт" = 1000 мегабайт = 1000000000 байт и "Гбайт" = 1024 Мбайт = 230 байт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %. Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт ? 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных носителей на флеш-памяти. Размеры жёстких дисков уже достигают сотен и тысяч гигабайт. Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы терабайт - тебибайт (1012 и 240 соответственно), петабайт (1015 и 250 соответственно) и т.д.

Байт определяется для конкретного компьютера как минимальный шаг адресации памяти, который на старых машинах не обязательно был равен 8 битам. В современной традиции, байт часто считают равным восьми битам. В таких обозначениях как байт (русское) или B (английское) под байт (B) подразумевается именно 8 бит, хотя сам термин "байт" не вполне корректен с точки зрения теории. Долгое время разнице между множителями 1000 и 1024 старались не придавать большого значения. Во избежание недоразумений следует чётко понимать различие между: двоичными кратными единицами, как "Кбайт", "Мбайт", "Гбайт" и т.д. (два в степенях кратных десяти); единицами килобайт, мегабайт, гигабайт и т.д., понимаемыми как научные термины (десять в степенях кратных трём). Последние по определению равны соответственно байт.

Список используемой литературы

1. Операционная система UNIX: Андрей Робачевский, Сергей Немнюгин, Ольга Стесик - Москва, БХВ-Петербург, 2010 г. - 656 с.

2. Гордеев А.В. Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение: Учебник. - СПб.: Питер, 2001.

3. Информатика. Базовый курс: Учебное пособие для втузов / С.В. Симонович, Г.А. Евсеев, В.И. Мураховский, С.И. Бобровский; Под ред. С.В. Симоновича. - СПб: Питер, 2004.

4. Информатика и информационные технологии / под ред. Ю.Д. Романовой. - М.: Эксмо, 2008. - 592 с.

5. Колин, К. Информационная глобализация общества и гуманитарная революция / К. Колин // Alma Mater. - 2002. - № 8. - С.32-34.

6. Меняев, М.Ф. Информатика и основы программирования / М.Ф. Меняев. - М.: Омега-Л, 2007. - 458 с.

7. Острейковский, В.А., Полякова, И.В. Информатика. Теория и практика / В.А. Острейковский, И.В. Полякова. - М.: Оникс, 2008. - 608 с.

8. Румянцева, Е.Л., Слюсарь, В.В. Информационные технологии / Е.Л. Румянцева, В.В. Слюсарь. Ї М.: Инфра-М, 2007. - 256 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Операционная система в роли связующего звена между аппаратурой компьютера и выполняемыми программами. Управление процессами операционной системы. Операционная система Windows. Различные виды Windows для определенных задач пользователей, их отличия.

    реферат [28,5 K], добавлен 23.01.2012

  • Информатика - техническая наука, определяющая сферу деятельности, связанную с процессами хранения, преобразования и передачи информации с помощью компьютера. Формы представления информации, ее свойства. Кодирование информации, единицы ее измерения.

    презентация [117,7 K], добавлен 28.03.2013

  • Основные единицы измерения времени, массы и объема. Исчисления между битами и байтами. Двоичные приставки в ОС Windows и у производителей ОЗУ. Расчет информационного размера изображения. Объём компьютерных информационных носителей, пример определения.

    презентация [638,9 K], добавлен 27.01.2014

  • Возникновение операционных систем, история их эволюционного развития. Совершенствование прикладного программного интерфейса. Создание и функции резидентного монитора. Основное назначение и роль операционной системы. Программная конфигурация компьютера.

    презентация [67,6 K], добавлен 24.10.2012

  • Операционная система - программа, которая загружается при включении компьютера. Способы реализации интерфейса и классификация операционных систем. Организация файловой системы, типы файлов и их наименования. Понятие каталога, атрибуты файловой системы.

    реферат [16,6 K], добавлен 25.02.2011

  • Понятие операционной системы и ее расположения в общей структуре компьютера. Классификация операционных систем, их основные функции. Понятие вычислительного процесса и ресурса. Электронная таблица Excel. Назначение и возможности электронной таблицы.

    шпаргалка [294,2 K], добавлен 14.06.2010

  • Понятие операционной системы компьютера, которая представляет собой комплекс взаимосвязанных программ, действующий как интерфейс между приложениями и пользователями с одной стороны, и аппаратурой компьютера с другой стороны. Система управления процессами.

    контрольная работа [215,1 K], добавлен 03.10.2010

  • Методы и единицы измерения количества и объема информации. Общее понятие, виды, классификация программного обеспечения. Классическая архитектура электронной вычислительной машины. Основополагающие принципы логического устройства компьютера Фон Неймана.

    реферат [272,3 K], добавлен 16.02.2014

  • История появления и развития единиц измерения. Метрические и неметрические единицы измерения, использование в мировой практике. Изучение среды программирования Borland Delphi. Разработка программы-переводчика единиц измерения веса и ее интерфейса.

    курсовая работа [635,7 K], добавлен 08.09.2021

  • Сущность и характеристика цифровой и аналоговой информации. Бит как основа исчисления информации в цифровой технике. Компьютерная система счисления как способ записи (изображения) чисел. Сущность и понятие позиционных и непозиционных систем исчисления.

    доклад [15,7 K], добавлен 04.06.2010

  • Основные понятия информатики. Информация, ее виды, свойства, единицы измерения и способы обработки. Командные строки для форматирования дискеты с переносом на неё операционной системы и создания файловой структуры. Программы, работающие на компьютере.

    контрольная работа [17,3 K], добавлен 13.04.2012

  • Механизм передачи информации, ее количество и критерии измерения. Единицы информации в зависимости от основания логарифма. Основные свойства и характеристики количества информации, ее энтропия. Определение энтропии, избыточности информационных сообщений.

    реферат [33,9 K], добавлен 10.08.2009

  • Информация и ее свойства. Единицы измерения данных. Вероятностный и объемный подход к измерению количества информации, способы ее передачи. Рассмотрение поставщиков финансовой информации в Интернете; технологии финансовых инвестиций в компьютерной сети.

    контрольная работа [61,5 K], добавлен 08.06.2013

  • Информация относится к фундаментальным, неопределяемым понятиям науки информатика. В настоящее время наука пытается найти общие свойства и закономерности, присущие многогранному понятию информация, но пока это понятие во многом остается интуитивным.

    шпаргалка [132,6 K], добавлен 27.06.2008

  • Сущностные характеристики информации. Классификация информации по форме представления, области возникновения, способу передачи и восприятия и способам кодирования. Анализ основных единиц измерения информации, служащих для измерения объёма информации.

    реферат [77,6 K], добавлен 04.10.2011

  • Устройство ноутбука, его основные отличия от персонального компьютера. Требования, предъявляемые к переносным компьютерам. Преимущества и недостатки операционной системы Windows. Современная операционная система как сложный комплекс программных средств.

    контрольная работа [33,8 K], добавлен 14.11.2013

  • Понятие информационного общества, его культуры, ресурсов, продуктов, интерфейса и его виды. Сущность и предмет информатики, ее задачи. Данные и информация, методы кодирования и расчет параметров. Единицы измерения информации, характеристики ее качества.

    презентация [330,8 K], добавлен 19.12.2011

  • Основные направления информатики. Технические, программные и алгоритмические средства. Информация и единицы ее измерения. Схема устройства персонального компьютера. Аппаратная конфигурация и программное обеспечение. Локальные сети, компьютерные вирусы.

    реферат [78,4 K], добавлен 16.12.2009

  • Управление памятью в операционной системе Linux. Физическая и виртуальная память. Исполнение и загрузка пользовательских программ, файловая система. Передача данных между процессами. Структура сети в операционной системе. Развитие и использование Linux.

    презентация [1,4 M], добавлен 24.01.2014

  • Основные направления информатики. Единицы измерения информации. Принципы построения компьютеров, сформулированные Джоном Нейманом. Функции центрального процессора. Устройства, образующие внутреннюю и внешнюю память. Классификация компьютерных сетей.

    лекция [46,0 K], добавлен 10.04.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.