Операционные системы: виды, назначение, состав и основные функции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Всероссийский заочный финансово-экономический институт

Кафедра прикладной информатики

Курсовая работа

по дисциплине "Информатика"

"Операционные системы: виды, назначение, состав и основные функции"

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Понятие операционной системы

1.2 Виды операционных систем

1.3 Состав операционной системы и назначение компонентов

1.4 Функции операционных систем

2. Практическая часть

2.1 Постановка задачи

2.2 Компьютерная модель решения задачи

2.3 Результаты компьютерного эксперимента

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Актуальностью данной темы является то, что операционная система является неотъемлемой частью ПК. Очевидно, что ознакомление с ПК необходимо начинать с ознакомления операционной системы, ведь без нее работа на ПК немыслима для большинства пользователей.

При включении компьютера операционная система загружается в память раньше остальных программ и затем служит платформой и средой для их работы. Без операционной системы невозможно представить работу с компьютером. Знание операционной системы необходимо для успешного пользования современными компьютерами. История развития информационных технологий характеризуется быстрым изменением концептуальных представлений, технических средств, методов и сфер их применения. В современных реалиях весьма актуальным для большинства людей стало умение пользоваться промышленными информационными технологиями. Проникновение компьютеров во все сферы жизни общества убеждает в том, что культура общения с компьютером становится общей культурой человека.

Объектом исследования является рассмотрение операционных систем.

Предмет исследования - изучение основных особенностей операционных систем.

1. Теоретическая часть

1.1 Понятие операционной системы

Операционная система (ОС) - программа или совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором.

Рис.1 Операционная система

Операционная система - это комплекс программ, обеспечивающих:

* управление ресурсами, т.е. согласованную работу всех аппаратных средств компьютера;

* управление процессами, т.е. выполнение программ, их взаимодействие с устройствами компьютера, с данными;

* пользовательский интерфейс, т.е. диалог пользователя с компьютером, выполнение определенных простых команд - операций по обработке информации (рис. 1).

Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависит также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д. Однако, выбор операционной системы также зависит от технических характеристик (конфигурации) компьютера. Чем современнее операционная система, тем она не только предоставляет больше возможностей и более наглядна, но также тем больше она предъявляет требований к компьютеру (тактовая частота процессора, оперативная и дисковая память, наличие и разрядность дополнительных карт и устройств).

Основная причина необходимости ОС состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управление его ресурсами - это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций.

Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет различные вспомогательные действия, например, копирование и печать файлов.

ОС осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.

1.2 Виды операционных систем

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

ь однозадачные (например, MS-DOS, MSX)

ь многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows).

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления внешними устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

ь системы пакетной обработки (например, OC EC),

ь системы разделения времени (UNIX, VMS),

ь системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины.

Суть системы разделения времени состоит в следующем. Каждой программе, находящейся в оперативной памяти и готовой к исполнению, выделяется интервал времени (интервал мультиплексирования). Если программа не выполнена до конца за этот интервал, ее исполнение принудительно прерывается, и программа переводится в конец очереди. Из начала очереди извлекается следующая программа, которая исполняется в течение соответствующего интервала мультиплексирования, затем поступает в конец очереди и т.д. в соответствии с циклическим алгоритмом. В этих условиях ни один из пользователей практически не ощущает задержек, так как они сравнимы со временем реакции человека. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью. Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть - в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

ь однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

ь многопользовательские (UNIX, Windows).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

1.3 Состав операционной системы и назначение компонентов

Важнейшим достоинством большинства ОС является модульность. Это свойство позволяет объединить в каждом модуле определенные логически связанные группы функций. Если возникает необходимость в замене или расширении такой группы функций, это можно сделать путем замены или модификации лишь одного модуля, а не всей системы.

Большинство ОС состоит из следующих основных модулей:

Ш базовая система ввода-вывода (BIOS - Basic Input Output System);

Ш загрузчик операционной системы;

Ш ядро ОС;

Ш драйверы устройств;

Ш командный процессор;

Ш внешние команды (файлы).

Базовая система ввода-вывода (BIOS) - это набор микропрограмм, реализующих основные низкоуровневые (элементарные) операции ввода-вывода. Они хранятся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) компьютера и записываются туда при изготовлении материнской платы. Данная система, по сути, "встроена" в компьютер и является одновременно его аппаратной частью и частью операционной системы.

Ш Первая функция BIOS - автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при его включении. При обнаружении ошибки на экран выводится соответствующее сообщение и / или выдается звуковой сигнал.

Ш Далее BIOS осуществляет вызов блока начальной загрузки операционной системы, находящейся на диске (эта операция выполняется сразу по окончании тестирования). Загрузив в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) этот блок, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь загружает другие модули ОС.

Ш Еще одна важная функция BIOS - обслуживание прерываний. При возникновении определенных событий (нажатие клавиши на клавиатуре, щелчок мыши, ошибка в программе и т.д.) вызывается одна из стандартных подпрограмм BIOS по обработке возникшей ситуации.

Загрузчик операционной системы - это короткая программа, находящаяся в первом секторе любого загрузочного диска (дискеты или диска с операционной системой). Функция этой программы заключается в считывании в память основных дисковых файлов ОС и передаче им дальнейшего управления ЭВМ.

Ядро ОС реализует основные высокоуровневые услуги, загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. В ядре ОС выделяют несколько подсистем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи:

o файловая система (отвечает за размещение информации на устройствах хранения);

o система управления памятью (размещает программы в памяти);

o система управления программами (осуществляет запуск и выполнение программ);

o система связи с драйверами устройств (отвечает за взаимодействие с внешними устройствами);

o система обработки ошибок;

o служба времени (предоставляет всем программам информацию о системном времени).

Модуль расширения BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять драйверы, обслуживающие дополнительные устройства.

Драйверы - это программы, управляющие работой внешних (периферийных) устройств на физическом уровне. Они дополняют систему ввода-вывода ОС и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся. Они передают или принимают данные от аппаратуры и делают пользовательские программы независимыми от ее особенностей. драйвер процессор программа

Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы; необходимость и порядок их загрузки указываются в специальных файлах конфигурации. Такая схема облегчает подключение к машине новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы ОС.

Командный процессор - это программа, функции которой заключаются в следующем:

Ш прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

Ш исполнение внутренних команд операционной системы;

Ш загрузка и исполнение внешних команд (реализованных в виде самостоятельных программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (файлы с расширением СОМ, ЕХЕ или ВАТ).

Ш исполнение командных файлов (это текстовые файлы с набором команд и расширением ВАТ). Когда в качестве команды задается имя такого файла, командный процессор начинает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляющая вызов какой-то программы, выполнение командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения происходит выполнение следующей команды командного файла.

1.4 Функции операционных систем

Основными функциями ОС являются http://ru.wikipedia.org/wiki/ :

ѕ Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

ѕ Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

ѕ Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

ѕ Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

ѕ Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

ѕ Обеспечение пользовательского интерфейса.

ѕ Сохранение информации об ошибках системы.

2. Практическая часть

2.1 Постановка задачи

Цель решения задачи

Целью решения данной задачи является расчет налоговых вычетов, предоставляемых сотрудникам, и формирование платежных ведомостей предприятия ООО "Бета".

Условие задачи

Исходными документами для решения поставленной задачи являются таблицы: данные для расчета налоговых вычетов и размер налоговых вычетов, предоставляемых сотрудникам в текущем месяце:

Для формирования расчетной ведомости используем форму документа "Расчетная ведомость по заработной плате":

Для того чтобы выполнить расчет выплат, необходимо организовать межтабличные связи с использованием функции ВПР для автоматического вычисления.

2.2 Компьютерная модель решения задачи

Информационная модель решения задачи

Информационная модель, отражающая взаимосвязь исходных и результирующих документов, приведена на рис. 1



Рис. 1. Информационная модель взаимосвязи исходных и результирующих данных

Аналитическая модель решения задач

Для расчета выплат необходимо вычислить:

ь Размер налогового вычета;

ь НДФЛ;

ь Размер выплат за вычетом НДФЛ.

1) Расчет налогового вычета каждого сотрудника выполняется по следующей формуле:

2)

S = A + kB, где

S - размер налогового вычета за текущий месяц;

А - стандартный налоговый вычет, предоставляемый каждому сотруднику в размере 400 руб. в месяц до тех пор, пока совокупный доход с начала года не превысит 40 000 руб.;

В - налоговый вычет на ребенка предоставляется в размере 1000 руб. в месяц до тех пор, пока совокупный доход с начала года не превысит 280 000 руб.;

k - количество детей у сотрудника.

3) НДФЛ (налог на доходы физических лиц - 13%) - есть 0,13, умноженное на разность начисленной суммы и налогового вычета за текущий месяц;

4) Для расчета размера выплат необходимо из начисленной суммы вычесть размер налогового вычета и НДФЛ.

Технология решения задачи MS Excel

Решение задачи средствами MS Excel

1. Вызовем Excel:

2. Переименуем "Лист 1" в "Данные":

3. Введем заголовок таблицы "Данные для расчета налоговых вычетов"

4. Введем в ячейки A2:С 7 информацию, представленную на рис. 2

Рис. 2. Таблица "Данные для расчета налоговых вычетов"

5. Отформатируем ячейки В 3:С 7 (выберем формат "Денежный"), как показано на рис.3:



Рис. 3. Изменение формата ячеек

6. Аналогичным образом создаем таблицу "Размеры налоговых вычетов" (Рис.4.)

Рис. 4. Таблица "Размеры налоговых вычетов"

7. Отформатируем ячейки В 3:В 7, D3:D7 (выберем формат "Денежный")

8. Введем в ячейку В 3 =если (данные!c7<40000;400;0):

Ш воспользуемся командой "Вставить функцию" меню "Формулы"

Ш в поле "Категория: " выберем "Логические";

Ш в поле "Выберите функцию" нажмем "ЕСЛИ" (рис. 5):



Рис. 5. Вид первого окна мастера функций

Ш введем условие (стандартный налоговый вычет предоставляется каждому сотруднику в размере 400 руб. в месяц до тех пор, пока совокупный доход с начала года не превысит 40 000 руб.) в поле "Лог_выражение", щелкнув по ячейке С 3 в таблице "Данные для налогового вычета", затем введем "<40000".

Ш в поле "Значение_если_истина" введем 400 (сумма налогового вычета)

Ш в поле "Значение_если_ложь" введем 0 (Рис.6):

Рис. 6. Вид второго окна мастера функций

9. Выполним двойной щелчок мышью по Маркеру заполнения (расположен в правом нижнем углу активной ячейки). Формула скопируется в ячейки В 4:В 7. (Рис.7)

Рис. 7. Автоматическое заполнение

10. Введем в ячейку D3 формулу

=СУММ(B3;ЕСЛИ (Данные!C3<280000;C3*1000;0)):

Ш воспользуемся командой "Вставить функцию" меню "Формулы"

Ш в поле "Категория:" выберем "Математические";

Ш в поле "Выберите функцию" нажмем "СУММ"

Ш в поле "Число 1" введем сумму стандартного налогового вычета, щелкнув по ячейке В 3 в таблице "Размер налоговых вычетов"

Ш поле "Число 2" содержит формулу =ЕСЛИ (Данные!C3<280000;C3*1000;0), которая вводится при помощи функции "ЕСЛИ".

11. Заполненная таблица выглядит следующим образом (рис. 8.)



Рис. 8 . Результаты вычислений

12. Присвоим имя группе ячеек А 3:С 7 таблицы "Данные" (Рис. 9):

Рис.9. Вид окна "Создание имени"

13. Присвоим имя группе ячеек А 3:D7 таблицы "Расчет налог. вычетов" (Рис. 10):

14. Заполним графы "Начислено за месяц, руб." при помощи функции ВПР:

ь сделаем активной ячейку С 8;

ь в поле "Выберите функцию" нажмем "ВПР" (рис. 6):

Рис. 9. Вид первого окна мастера функций

ь введем информацию, как показано на рис. 10.

Рис. 10. Вид второго окна мастера функций

- двойным щелчком мыши на маркер в правом нижнем углу ячейки С 3 автоматически заполним ячейки С 9:С 12.

15. Аналогично заполним ячейки D8:D12.

16. Введем в ячейку E8 формулу

(C8-D8)*0,13,

т.е. условие - НДФЛ - налог на доходы физических лиц (13%) - рассчитывается с начисленной суммы за вычетом размера налоговых вычетов. Скопируем формулу в ячейки E9:E12.

17. Введем в ячейку F8 формулу =C8-D8-E8. Скопируем ее в ячейки F9:F12. Получим таблицу (Рис.10):

Рис. 10. Таблица "Расчетная ведомость"

18. Введем итоговую строку, которая позволит сосчитать сумму выплат (рис. 11):



Рис. 11. Итоговая таблица "Расчетная ведомость"

2.3 Результаты компьютерного эксперимента

Для тестирования правильности решения задачи заполним исходные документы, а затем рассчитаем результаты.

В результате решения задачи полученные с помощью компьютера данные совпадают с тестовыми.

Заключение

В процессе выполнения работы была достигнута поставленная цель - исследовать понятие операционных систем.

Рассмотрено основное понятие операционной системы и история ее создания. Изучены особенности, достоинства, недостатки и сетевые возможности.

Можно сделать следующие выводы: операционная система - это комплекс взаимосвязанных системных программ, функциями которых является контроль использования и распределения ресурсов вычислительной системы и организация взаимодействия пользователя с компьютером.

Список использованной литературы

1. Информатика в экономике: учебное пособие / под ред. Б.Е. Одинцова, А.Н. Романова. - М.: Вузовский учебник, 2008.

2. Информатика: Базовый курс: учебное пособие / под ред. С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2009.

3. Информатика. Общий курс: учебник / А.Н. Гуда, М.А. Бутакова,

Н.М. Нечитайло, А.В. Чернов; под общ.ред. В.И. Колесникова. - М.:

ИТК "Дашков и Ко", 2009.

4. Информатика: практикум для экономистов: учебное пособие /

под ред. В.П. Косарева. - М.: Финансы и статистика: ИНФРА-М, 2009.

5. Операционные системы / Марапулец Ю.В. Издательство: КамчатГТУ, 2008.

Размещено на Allbest.ru

...