Файловые системы

Урок 3
Назначение и состав
операционной системы
Сафонова Л.Ф. - учитель информатики гимназии 184, г.Н.Новгород
Тест «Архитектура ПК»
Структура программного
обеспечения
Операционная система
Операционная система - это комплекс программ,
обеспечивающих пользователю и прикладным
программам удобный интерфейс (способ обмена
данными) с аппаратными средствами компьютера.
Операционная система начинает свою работу сразу
после включения компьютера.
В задачи ОС входит:
 управление работой устройств компьютера;
 работа с файлами;
 управление программами (запуск, выделение
памяти и других ресурсов);
 взаимодействие с пользователем
Операционная система
Функции ОС
– обеспечивает обмен данными с внешними
устройствами
– поддерживает файловую систему (работа с файлами
и папками):
– обеспечивает запуск и выполнение остальных
программ
– тестирование компьютера, обработка ошибок
– распределение ресурсов (процессор, память,
внешние устройства)
6
Наиболее распространенные ОС
•
•
•
•
•
•
МS DOS;
OS/2;
MS Windows;
UNIX;
Linux;
Mac OS
7
Эволюция операционных систем
Linux
Windows
MS-DOS
1981 – 2000 год
1986 - 2014 год
1999 - 2014 год
Распространение ОС
Основные компоненты ОС
Управление
файловой
системой
Графический
пользовательский
интерфейс
10
Командный процессор
Командный процессор – специальная программа,
которая запрашивает у пользователя команды и
выполняет их.
Функции командного процессора:
 прием и синтаксический разбор команд, полученных с
клавиатуры или из командного файла;
 исполнение внутренних команд операционной системы;
 загрузка и исполнение внешних команд (реализованных в
виде самостоятельных программ) операционной системы и
прикладных программ пользователя (файлы с расширением
СОМ, ЕХЕ или ВАТ)
Драйверы устройств
Драйверы устройств – специальные программы, которые
обеспечивают управление работой устройств и согласование
информационного обмена с другими устройствами, а также
позволяют производить настройку некоторых их параметров.
В
процессе
установки
операционная
система
определяет тип и конкретную
модель
установленного
устройства
и
подключает
необходимые
для
их
функционирования драйверы.
При включении компьютера
производится
загрузка
драйверов
в
оперативную
память.
Пользователь
имеет
возможность вручную установить
или переустановить драйверы.
Управление файловой системой
Управление файловой системой выполняют
программные модули.
Операция над файлами:
• копирование (копия файла помещается в другую
папку);
• перемещение (файл перемещается в другую папку);
• удаление (запись о файле удаляется из папки);
• переименование (изменяется имя файла).
Графический интерфейс
Интерфейс - это набор средств, с помощью
которых пользователь общается с компьютером.
 Рабочий стол с
объектами
 Главное меню
 Панель задач с
кнопкой “Пуск”
Графический интерфейс
Диалоговые
окна
могут
включать
разнообразные элементы управления:
вкладки
текстовые
поля
списки
счетчики
флажки
переключатели
кнопки
ползунки
контекстные
меню
в
себя
Сервисные программы
Сервисные программы (утилиты) позволяют обслуживать
диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.),
выполнять операции с файлами (архивировать и т.д.),
работать в компьютерных сетях и т.д.
Проверка диска
chkdsk (Windows)
fcsk (Linux)
Управление жёстким диском
Управление дисками (Windows)
GNU Parted (Linux)
Файловые менеджеры
Проводник (Windows)
 Free Commander (www.freecommander.com)
 Far manager (farmanager.com)
 Finder (Mac OS)
 Konqueror (Linux)
Сервисные программы
Архиваторы
• WinRAR (www.rarlab.com)
• WinZip (www.winzip.com)
• 7Zip (www.7-zip.org)
• Ark (http://utils.kde.org)
• FileRoller (fileroller.sf.net)
Запись CD/DVD
• Nero Burning ROM (www.nero.com)
• CDBurnerXP (cdburnersp.se)
• DeepBurner (www.deepburner.com)
• K3b (k3b.org)
Антивирусы
• AVP (www.kaspersky.ru)
• DrWeb (www.drweb.com)
• Nod32 (www.eset.com)
• McAfee (home.mcafee.com)
• Avast (avast.com)
Panda (www.pandasecurity.com)
Справочная система
Загрузка ОС
Диск (жесткий, гибкий или лазерный), на котором находятся
файлы операционной системы и с которого производится ее
загрузка, называется системным.
1. Самотестирование компьютера
После включения питания компьютера или нажатия кнопки
Reset на системном блоке компьютера или {Ctrl+Alt+Del} на
клавиатуре процессор начинает выполнение программы
самотестирования компьютера POST (Power-ON Self Test).
Производится тестирование работоспособности процессора,
памяти и других аппаратных средств компьютера.
Загрузка ОС
2. Загрузка операционной системы
После проведения самотестирования специальная программа,
содержащаяся в BIOS, начинает поиск на диске загрузчика
операционной системы Master Boot
Если диск системный и программа-загрузчик оказывается на
месте, то она загружается в оперативную память и ей
передается управление работой компьютера.
Загрузка ОС
Если системные диски в компьютере отсутствуют, на экране
монитора появляется сообщение "Non system disk", то загрузка
операционной системы прекращается и компьютер остается
неработоспособным.
3. После окончания загрузки операционной системы
управление передается командному процессору.
В случае использования интерфейса командной строки на
экране появляется приглашение системы к вводу команд.:
C:\WINDOWS>
В случае загрузки графического интерфейса операционной
системы команды могут вводиться с помощью мыши.
Файловая система
Файловая система – это порядок размещения, хранения и
именования данных на носителе информации.
Если на диске хранится много файлов, то для удобства поиска
файлы хранятся в многоуровневой иерархической файловой
системе, которая имеет древовидную структуру.
Путь к файлу
Путь к файлу начинается с логического имени диска, затем
записывается последовательность имен вложенных друг в
друга папок, в последней из которых содержится нужный файл.
Полное имя файла: С:\Мои документы\Иванов\Qbasic.exe
Файловые системы
FAT12. Файловая система для ОС Windows.
Выделяет 12 битов для хранения адреса кластера, соответственно,
она может адресовать 212 = 4096 кластеров.
Объем кластера по умолчанию равен размеру одного сектора (512
байтов), и поэтому FAT12 не может использоваться для носителей
информации объемом более:
512 байт × 4096 = 2 097 152 байт = 2048 Кбайт = 2 Мбайт.
FAT12 используется для дискет.
Файловые системы
FAT16. Файловая система для ОС Windows.
Выделяет 16 битов для хранения адреса кластера, соответственно,
она может адресовать 216 = 65 536 кластеров.
Объем кластера не может быть более 128 секторов (64 Кбайт), и
поэтому FAT16 не может использоваться для носителей информации
объемом более:
64 Кбайт × 65 536 = 4 194 304 Кбайт = 4096 Мбайт = 4 Гбайт.
FAT16 используется для флэш-памяти.
Файловые системы
FAT32. Файловая система для OC Windows.
Выделяет 32 бита для хранения адреса кластера, соответственно,
она может адресовать 232 = 4 294 967 296 кластеров.
Объем кластера по умолчанию составляет 8 секторов (4 Кбайт), и
поэтому FAT32 не может использоваться для носителей информации
объемом более:
4 Кбайт × 4 294 967 296 = 17 179 869 184 Кбайт = 16 384 Гбайт = 16
Тбайт.
FAT32 используется для жестких дисков самого большого объема.
Файловые системы
NTFS. Файловая система для ОС Windows.
Позволяет
устанавливать
различный
объем
кластера (от 512 байтов до 64 Кбайт, по умолчанию 4
Кбайт).
NTFS
FAT32
защита от сбоев
нет защиты от сбоев
права доступа
всем всё разрешено
квоты использования диска
нет квот
сжатие файлов «на лету»
нет сжатия
Файловые системы
ext3 и ReiserFS. Журналируемые файловые
системы для ОС Unix.
Блок (кластер) ext3 может иметь размер от 1 до 8
Кбайт.
В ReiserFS в одном блоке могут быть размещены
данные нескольких файлов. Максимальны размер
файловой системы ReiserFS составляет 16 Тбайт.
НFS. Иерархическая журналируемая файловая
система для Mac OS.
Корневой каталог
Каждый носитель информации содержит корневой
каталог, в котором перечислены хранящиеся на
носителе файлы и папки.
Запись о файле в каталоге содержит имя файла,
адрес первого кластера, с которого начинается
файл, размер файла, дату и время его создания, а
также атрибуты файла.
Имя файла
Адрес
первого
кластера
Объем
файла
(Кбайт)
Дата
создания
Время
создания
Атрибуты
Файл_1
34
2
14.01.2013
14.29
ar
Файл_2
36
1
20.03.2013
19.45
hs
Таблица размещения файлов
Полная информация о кластерах, которые занимают файлы,
содержится в таблице размещения файлов FAT (FAT - File Allocation
Table).
Количество ячеек FAT соответствует количеству кластеров на диске, а
значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, т.е.
последовательности адресов кластеров, в которых хранятся файлы..
Например, для файлов Файл_1 и Файл_2 таблица FAT с 1-й по 54-ю
ячейку принимает вид:
Логическая структура носителя информации
№ кластера
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12 13 14 15 16 17
18
19 20 21 22 23 24 25 26
27
28
29 30 31 32 33 34 35
36
37 38 39 40 41 42 43 44
45
46
47 48 49 50 51 52 53
54
Фрагмент FAT
35
48
К
К
47
49
Форматирование носителей
информации
Полное форматирование включает создание физической и
логической структуры диска
Формирование физической структуры диска состоит в создании на
диске концентрических дорожек, которые, в свою очередь, делятся на
секторы.
В процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет
в определенных местах диска метки дорожек и секторов.
При форматировании логической структуры диска создаются
корневой каталог и таблица размещения файлов.
Быстрое форматирование производит очистку корневого каталога
и таблиц размещения файлов.
Задачи А4
Задача 1
Пользователь работал с каталогом
С:\Документы\Договора\Продажа. Сначала он поднялся на
один уровень вверх, затем спустился в каталог Срочные,
затем спустился в каталог Покупка. Запишите полный путь
каталога, в котором оказался пользователь.
1)С:\Срочные\Покупка
3) С:\Документы\Срочные\Покупка\Продажа
2)С:\Документы\Срочные\Покупка
4) С:\Документы\Договора\Срочные\Покупка
Задачи А4
Задача 2
Дано дерево каталогов. Определите полное имя
файла Test.
Практическая работа 1.3
1. Получение сведений о логических разделах диска
2. Определение типа файловой системы, размера кластера и
количества кластеров
3. Объем файла в различных файловых системах
Домашнее задание
1. Учебник - параграф 1.3.1
2. Презентации «Графический
интерфейс ОС Windows»
Источники
1.
2.
3.
4.
Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник
для 11 класса / Н.Д. Угринович. – М.:БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2008.
Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и
старшей школе.8-11 классы: методическое пособие / Н.Д.
Угринович – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.
Презентации с сайта Полякова К.Ю.: http://kpolyakov.spb.ru
Коллекция картинок Яндекс: