Сегодня в продаже можно найти модели Tablet PC от Acer, FIC, Fujitsu, Hewlett-Packard, Motion Computing, NEC, Tatung, Toshiba и ViewSonic. Они поставляются в двух основных вариантах: с интегрированной и съемной клавиатурой. Устройства первого типа могут быть собраны в конфигурацию, близкую к ноутбукам.
2. Операционные системы
2.1 Назначение и принцип работы
Операционная система(ОС) - это совокупность программных средств, обеспечивающих управление устройствами компьютера и взаимодействие приложений, как между собой, так и между устройствами и пользователями. ОС можно назвать программным продолжением устройства компьютера. Она скрывает от пользователя сложные подробности взаимодействия с аппаратурными средствами, образуя «прослойку» (интерфейс) между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоемкой работы по организации взаимодействия с устройствами компьютера.
ОС образует автономную среду, не зависящую ни от одного из языков программирования и в то же время совместимую с любым из них. Любая же прикладная программа связана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда. Прикладные программные средства, разработанные в среде одной ОС, не могут быть использованы для работы в среде другой ОС, если нет специального комплекса программ (конвертера, преобразователя), позволяющего это сделать.
Типы пользовательских интерфейсов
Интерфейс пользователя- это комплекс программных средств, обеспечивающий взаимодействие пользователя с вычислительной системой. Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ:
- командный в виде строки(текстовый) интерфейс. Для управления компьютером в командную строку вводится с клавиатуры команда, например, имя исполняемого файла программы или специально зарезервированные служебные слова. Данный тип интерфейса в качестве основного имеют все разновидности ОС, например MS-DOS, UNIX. Как дополнительное средство данный тип интерфейса имеют все виды программных оболочек (Norton Commander, DOS Navigator и др.) и Windows;
- графический полноэкранный интерфейс.Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим). Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек - Norton Commander, DOS Navigator, Windows Commander, Disk Commander;
- графический многооконный интерфейс.Представляет собой рабочий стол, на котором находятся пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции выполняются, как правило, с помощью мыши. Указатель мыши подводят к значку программы и ее запуск осуществляют щелчком левой кнопки мыши по значку. Этот тип интерфейса реализован в MacOS, Windows, OS/2.
2.2 Функции
При включении компьютера ОС автоматически загружается с жесткого диска в оперативную память и занимает в ней определенное место. Этот процесс называется загрузкой ОС. Визуально для пользователя общение с компьютером - это общение с интерфейсом ОС, которая выступает в роли посредника между пользователем, программами и устройствами компьютера, корректирует их действия и распределяет ресурсы.
В функции ОС входит:
- «диалог» с пользователем;
- ввод-вывод и управление данными;
- планирование и организация процесса обработки программ;
- распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств);
- запуск программ на выполнение;
- всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
- передача информации между различными внутренними устройствами;
- программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
2.3 Составные части и функции
В составе ОС можно выделить следующие части:
- базовый модуль (ядро).Управляет файловой системой, обеспечивает доступ к ней и обмен файлами между периферийными устройствами. К основным функциям ядра операционной системы относятся:
- инициализация системы (загрузка ядра в оперативную память и его запуск);
- управление процессами (создание, завершение и отслеживание существующих процессов);
- управление памятью (отображение виртуальной памяти процессов в физическую оперативную память компьютера, которая имеет ограниченные размеры);
- управление файлами (создание модели файловой системы - иерархии каталогов и файлов);
- коммуникационные средства (обмен данными между процессами, выполняемыми внутри одного компьютера, в различных узлах локальной или глобальной сети передачи данных;
- программный интерфейс (доступ к возможностям ядра со стороны пользовательских процессов).
- командный процессор.Расшифровывает и исполняет любые действия или команды пользователя, поступающие в систему;
- драйверы периферийных устройств.Обеспечивают согласованность работы периферийных устройств с ОС. Драйвер - это программа, обеспечивающая взаимодействие ОС с устройством ПК или периферийным устройством. В функции драйвера входит обработка прерываний устройства, управление очередью запросов к нему, преобразование запросов в команды управления устройством;
- дополнительные сервисные программы (утилиты). Служат для выполнения вспомогательных операций обработки данных или обслуживания компьютеров (диагностики тестирования аппаратных и программных средств, оптимизации использования дискового пространства, восстановления разрушенной на магнитном диске информации и т. п.).
2.4 Классификация ОС
Существующие ОС могут различаться особенностями управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), типами аппаратных платформ и рядом других компонентов.
ОС делятся на:
- многозадачные и однозадачные;
- многопользовательские и однопользовательские;
- с многопотоковой (многонитевой) обработкой и без нее;
- многопроцессорные и однопроцессорные.
2.4.1 Одно- и многозадачные
По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:
- однозадачные;
- многозадачные.
Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, файлами, а также средства общения с пользователем. Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.
Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов: невытесняющая и вытесняющая многозадачность. При вытесняющей многозадачности планирование процессов сосредоточено в ОС, а при невытесняющей многозадачности - распределено между ОС и прикладными программами (приложениями). При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам не отдаст управление ОС для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс.
2.4.2 Одно- и многопользовательские
По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:
- однопользовательские;
- многопользовательские.
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
2.4.3 Одно- и многопроцессные
Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время.Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Многопроцессная ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными процессами (нитями).
2.4.4 Одно- и многопроцессорные
Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипро-цессирование.
Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой:
- асимметричные ОС;
- симметричные ОС.
Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует все процессоры, разделяя их между системными и прикладными задачами.
Специфика ОС проявляется и в том, каким образом она реализует сетевые функции: распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам, передача сообщений по сети, выполнение удаленных запросов. При реализации сетевых функций возникает комплекс задач, связанных с распределенным характером хранения и обработки данных в сети: ведение справочной информации о всех доступных в сети ресурсах и серверах, адресация взаимодействующих процессов, обеспечение прозрачности доступа, тиражирование данных, согласование копий, поддержка безопасности данных.
2.5 «Отношение» многозадачных ОС ко времени
Современные многозадачные ОС подразделяются на:
- системы разделения времени
- системы реального времени.
Системы разделения времени предоставляют каждому пользователю терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. В этих системах каждой задаче выделяется только часть процессорного времени. 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 или технологический процесс. Критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия).
2.6 Ориентация на аппаратные средства
На свойства ОС непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают ОС персональных компьютеров, мини-компьютеров, мэйнфреймов (больших ЭВМ), кластеров, локальных вычислительных сетей и мобильных устройств.