Урок на тему "Поняття та функції операційних систем (ОС). Склад ОС. Типи ОС."

Тема: Поняття та функції операційних систем (ОС).

Склад ОС. Типи ОС.

Мета:

-         Навчальна: познайомити учнів із поняттям, призначенням, характеристиками та типами операційних систем.

-         Розвивальна: розвивати в учнів логічне мислення, навички самостійного пошуку та аналізу даних, культуру мовлення методом усного опитування.

-         Виховна: виховувати навички самоконтролю і самоаналізу, виховувати світогляд, розуміння та повагу до майбутньої професії.

Методична мета: ефективно використовувати інтерактивні та інформаційні технології на уроках спеціальних дисциплін.

Тип уроку: набуття нових знань.

Методи і форми навчання: аналіз інформації, дискусія, мозковий штурм.

Методичне забезпечення: роздатковий матеріал, завдання, розроблені в додатку Web 2.0 LearningApps, презентація, опорна схема.

Матеріально-технічне забезпечення: ПК, проектор, екран.

Структура уроку:

1. Організаційний момент. 

-         Перевірка присутності учнів на уроці

-         Перевірка готовності до уроку

2.      Мотивація навчальної діяльності учнів.

-         Оголошення теми та мети уроку

-         Визначення значення теми уроку в професійній діяльності

3.      Актуалізація опорних знань учнів.

1.   Що таке апаратне забезпечення ПК?

2.   Перечисліть основні складові ПК. Охарактеризуйте їх.

3.   Що таке програмне забезпечення?

4.   Що таке інтерфейс користувача?

5.   Яке, на вашу думку, призначення ОС? Які ОС вам відомі?

4.      Пояснення нового матеріалу.

План:

1.   Поняття, призначення та функції ОС.

2.   Класифікація ОС.

1. Поняття, призначення та функції ОС.

Перші ПК не мали ОС і були схожі на сучасні ігрові приставки. При вмиканні ПК процесор звертався до постійної пам’яті (ПЗП), в якій була записана програма підтримки нескладної мови програмування (наприклад, Бейсик). Підключивши до ПК магнітофон, можна було завантажити сторонню програму. Для цього достатньо однієї команди, наприклад, LOAD. Завантажена програма відключала ПЗП і подальша робота з ПК проходила під її управлінням (як в ігрових приставках).

Необхідність в ОС виникла, коли до ПК стали підключати дисководи. Дисковод відрізняється від магнітофона тим, що це пристрій вільного доступу, а магнітофон – послідовного доступу. 

Але команди завантаження стали дуже складними: потрібно вказати номери поверхні диска, циліндра і сектора на доріжці, в якому знаходиться файл для завантаження. Важко пам’ятати, в яких секторах що зберігається, і тому написали програму, яка переводить назви файлів в номери поверхонь диска, циліндра і секторів на доріжці. Користувач завантажує потрібний файл тільки за його назвою. 

Ця програма і стала дисковою операційною системою.

З появою жорстких дисків стало можливим зберігати на них не десятки, а тисячі файлів. В іменах файлів стало так само легко заплутатись, як в номерах поверхонь диска, циліндра і секторів на доріжці. Тоді дискові ОС стали складнішими: в них ввели засоби для розбиття дисків на каталоги і засоби для роботи з ними (перенесення і копіювання файлів між каталогами, сортування файлів тощо). Так на дисках з’явилась файлова структура, а ОС взяла на себе її створення та обслуговування. 

Разом з розвитком жорстких і гнучких дисків збільшувалась оперативна пам’ять ПК, змінювались процесори. Кожна нова ОС все краще використовувала  ОП і могла працювати з все більш потужними процесорами.

ОС– це комплекс програмних модулів, які призначені для управління роботою ПК і організації взаємодії користувача з ПК:

 керує всіма процесами всередині ПК;

 керує обміном між ПК і підключеними до нього периферійними пристроями;  забезпечує можливість взаємодії між прикладними програмами та модулями

апаратури;  служить посередником між ПК і користувачем з його прикладними програмами.

Додаткові функції:

§    Паралельне або псевдопаралельне виконання задач (багатозадачність).

§    Розподіл ресурсів обчислювальної системи між процесами.

§    Організація надійних обчислень (неможливості впливу процесу на перебіг

інших), основана на розмежуванні доступу до ресурсів.

§    Взаємодія між процесами: обмін даними, синхронізація.

§    Захист самої системи, а також користувацьких даних і програм від дій

користувача або програм.

§    Багатокористувацький          режим           роботи          та        розділення         прав   доступу

(автентифікація, авторизація).

До функцій ОС також відносяться забезпечення високих показників по двох найважливіших характеристиках обчислювальних систем: ефективності та надійності. Під підвищенням ефективності розуміють:

•       підвищення ефективності використання апаратних засобів, яке відображається рядом покажчиків (комплексним покажчиком є процент корисного машинного часу);

•       підвищення пропускної можливості обчислювальної системи, яке відображається у кількості виконаних робіт у одиницю часу;  зниження системних витрат;

•       підвищення продуктивності праці людини;  підвищення зручності використання засобів обчислювальної техніки.

Підвищення надійності функціонування обчислювальної системи як одна з функцій ОС має на увазі наявність засобів забезпечення достовірності отриманих результатів, зменшення впливу збоїв та відмов апаратури, зменшення часу поновлення працездатності після збоїв та відмов, а також наявність засобів для створення контрольних точок та повторення розрахунків після збоїв з контрольної точки, засобів резервування даних, програм, процесів.

Переважна більшість програм – як системних (тих, що входять до складу ОС), так і прикладних, виконуються у непривілейованому (користувацькому) режимі роботи процесора і отримують доступ до обладнання чи інших ресурсів не напряму, а за посередництвом системних викликів. Ядро ж виконується в привілейованому режимі; саме в цьому сенсі ядро ОС керує обладнанням.

Програмні модулі ОС, як правило, зберігаються на магнітних дисках і в міру необхідності передаються до оперативної пам’яті (ОП) для виконання. Однак, деяка частина ОС, яку називають ядром чи супервізором ОС, після вмикання ПК та ініціалізації системи постійно знаходиться в ОП. Самі ці програми одержали назву резидентних програм. В ОП крім області ядра виділяється транзитна область, у яку в міру необхідності завантажується решта так званих транзитних програм ОС. 

Відповідно всі команди ОС поділяють на резидентні та транзитні.

Усі сучасні ОС ПК мають ще своєрідні надбудови, які називають оболонками. Оболонки ОС суттєво полегшують роботу користувача на ПК. При використанні оболонок не треба запам’ятовувати багато команд ОС та вводити їх вручну з клавіатури.

2. Класифікація ОС.

Відносно свого призначення, ОС бувають:

§  універсальні (для загального використання);

§  спеціальні (для розв'язання спеціальних задач);

§  спеціалізовані (виконуються на спеціальному обладнанні);

§  однозадачні;

§  багатозадачні;

§  одно користувацькі; § багатокористувацькі; § реального часу.

Відносно способу встановлення (інсталяції) операційної системи:

§  вбудовані;

§  невбудовані.

Відносно відповідності стандартам:

§  стандартні (відповідають одному з загальноприйнятих відкритих стандартів, найчастіше

POSIX);

§  нестандартні (в тому числі такі, що розробляються відповідно до корпоративних стандартів).

Відносно можливостей розширення:

§  закриті (не дозволяють розширення функціональності ОС);

§  відкриті (будуються за технологіями, що забезпечують можливості розширення функціональності ОС).

Відносно можливостей внесення змін до вихідного коду: § відкриті (англ. open source) - з відкритим програмним кодом; § власницькі (англ. proprietary) - комерційні з закритим кодом.

Серверні ОС

Серверні операційні системи використовують для роботи серверів, оскільки набір їх можливостей з точки зору адміністрування є набагато ширшим ніж у звичайних користувацьких ОС. Призначенням серверної ОС є керування прикладними програмами та сервісами, що обслуговують користувачів локальної мережі та мережі Інтернет. До таких програм належать сучасні системи управління базами даних, засоби управління мережею, служби каталогів, засоби обміну повідомленнями, web-сервери, поштові сервери, мережеві екрани, та інші сервіси.

Стабільна робота серверних ОС забезпечує роботу всієї комп’ютерної мережі організації, де її використовують, а тому вимоги до продуктивності та надійності таких ОС дуже високі. До таких вимого належать: підтримка кластерів(набір ряду однотипних комп'ютерів мережі, що виконують одне і те ж завдання одночасно розподіляючи між собою навантаження), можливість резервного копіювання даних, зміна конфігурації програмного забезпечення без перезавантаження операційної системи. 

5. Закріплення набутих знань.

1. Контрольні запитання:

1.        Що таке ОС?

2.        Які основні та додаткові функції виконують ОС?

3.        Який склад ОС?

4.        Які функції виконує оболонка ОС?

5.        Які функції виконує ядро ОС?

6.        Що таке транзитивні та резидентні програми?

7.        Яким чином можна підвищити продуктивність ОС?

8.        За якими ознаками класифікують ОС?

9.        Перечисліть типи ОС. Охарактеризуйте їх.

10.   Яка різниця між серверною та клієнтською ОС?

2.  Інтерактивне завдання:

3.  Ребус.  

6.                 Підсумок            уроку.

Рефлексія.

7.                 Виставлення оцінок із коментуванням.

8.                 Домашнє завдання.  - Конспект уроку

- Виконати С/О

1.      Основні поняття та склад ОС Windows.

2.      Комп’ютерні віруси.

3.      Принципи стиснення інформації.