"Операционная система. Назначение и основные функции ОС"

Класс____ дата_____

План-конспект открытого урока по теме "Операционная система. Назначение и основные функции ОС"

Тип урока: объяснение нового материала с выполнением практической работы;

Цели:

• Образовательные: 
  познакомить учащихся с основными понятиями данной темы, рассказать о некоторых существующих ОС (Windows, Linux, Mac OS).

• Воспитательные: 
  развивать у учащихся стремление к активной познавательной деятельности; развивать умение работать самостоятельно и формировать навыки исследовательской деятельности.

• Развивающие:
  воспитывать информационную культуру учащихся.

Методы: словесный (рассказ), наглядный, диалогический, самостоятельная работа.

Основные понятия:

операционная система,
структура ОС: ядро, драйверы, интерфейс,
дисковые ОС,
графические ОС,
загрузка ОС.

Оборудование: компьютерный класс, интерактивная доска, проектор, презентация (Приложение 1), компьютерные тесты для повторения пройденного материала (Приложение 2) и закрепления материала урока (Приложение 3).

Методическое обеспечение урока: Информатика и ИКТ 10(профильный уровень) Н.Д. Угринович, лекции по теме “Операционные системы” А.К.Дудкин.

План урока:

1. Орг. момент. (1 мин).

2. Проверка и актуализация знаний (5 минут).

3. Теоретическая часть (10 минут).

4. Доклады учащихся (7 минут).

5. Вопросы учащихся (2 минуты).

6. Демонстрация других ОС (5 минут)

7. Практическая часть (8 минут).

8. Итог урока (2 минуты).

Ход урока

I. Организационный момент.

Приветствие класса, контроль отсутствующих, пояснение плана урока.

II. Актуализация знаний

На прошлом уроке мы выяснили, что же такое программное обеспечение. Сегодня, прежде чем продолжить изучение этой темы, мы с вами повторим материал прошлого урока. И мы это сделаем с помощью небольшого тестирования.

Прошу занять места за компьютерами, на рабочих столах находится файл “Тест по теме Программное обеспечение”.

Запустите этот файл и ответьте на предложенные вопросы. На выполнение этой работы вам отводится 3 минуты, а после мы продолжим.

III. Теоретический материал урока.

Сегодня мы с вами познакомимся с понятием операционной системы.

Под операционной системой обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем, а другое предназначение – для более эффективного пользования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Видно, что не один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой операционной системы, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователь взаимодействует со своими программами через интерфейс. Любые их команды, прежде чем попасть в прикладные программы, проходят через операционные системы.

Операционная система – это программа, контролирующая работу пользовательской программы и систем приложений и исполняемая роль интерфейса между приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.

Предназначения ОС можно разделить на три основные составляющие:

• удобство: операционная система делает использование компьютера простым и удобным;

• эффективность: операционная система позволяет эффективно использовать ресурсы компьютерной системы;

• возможность развития: операционная система должна допускать разработку тестирования новых приложений и системных функций без нарушения нормального функционирования вычислительной системы.

Функции ОС:

– обеспечивает обмен данными с внешними устройствами

– поддерживает файловую систему (работа с файлами и папками):

FAT32 – начиная с Windows 95 OSR2 , раздел до 2 Тб
NTFS – Windows NT/2000/XP/2003, раздел до 2 Тб
● права доступа для пользователей
● квоты на объем каталога
CDFS – файловая система компакт-дисков

– обеспечивает запуск и выполнение остальных программ

– тестирование компьютера, обработка ошибок

– распределение ресурсов (процессор, память, внешние устройства)

Любая ОС имеет как минимум 3 компонента:

1. Ядро,

2. Драйверы,

3. Интерфейс.

Ядро операционной системы (Kernel) – часть операционной системы:

• постоянно находящаяся в оперативной памяти;

• управляющая всей операционной системой;

• содержащая: драйверы устройств, подпрограммы управления памятью, планировщик заданий;

• реализующая системные вызовы и т.п.

Все операции, связанные с процессами, выполняются под управлением той части операционной системы, которая называется ядром. Ядро представляет собой лишь небольшую часть кода операционной системы в целом, однако оно относится к числу наиболее интенсивно используемых компонент системы. По этой причине ядро обычно резидентно размещается в основной памяти, в то время как другие части операционной системы перемещаются во внешнюю память и обратно по мере необходимости.

Драйвер – это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого устройства (как внешнего, так и внутреннего) необходим драйвер. Но обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

По́льзовательский интерфейс (UI – англ. user interface) – разновидность интерфейсов, в котором одна сторона представлена человеком (пользователем), другая — машиной/устройством. Представляет собой совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, с множеством элементов, машинами и устройствами. Интерфейс двунаправленный – устройство, получив команды от пользователя и исполнив их, выдает информацию обратно, наличествующими у нее средствами (визуальными, звуковыми и тп.), приняв которую, пользователь выдает устройству последующие команды предоставленными в его распоряжение средствами (кнопки, переключатели, регуляторы, сенсоры, голосом, и т.д.).

Чаще всего термин применяется по отношению к компьютерным программам (приложениям). Но вообще под пользовательским интерфейсом подразумевается любая система взаимодействия с устройствами, способными к интерактивному взаимодействию с пользователем.

Для упрощения работы пользователя в состав современных ОС входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В ОС с графическим интерфейсом команды можно вводить с помощью мыши, тогда как в ОС с командной строкой команды вводятся непосредственно с клавиатуры.

ОС содержит так же сервисные программы или утилиты – программы для обслуживания дисков (дефрагментация, проверка, сжатие и т.д.), программы для работы с файлами (архивация например), работа в компьютерных сетях и т.д.

Для удобства пользователя в операционной системе обычно имеется и справочная система. Она предназначена для оперативного получения необходимой информации о функционировании как операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Немного истории….

Персональные компьютеры без ОС.

Первые ПК не имели ОС и были похожи на игровые приставки: при включении компьютера в сеть процессор обращался к ПЗУ, в котором была записана программа поддержки несложного языка программирования. Подключив к компьютеру магнитофон можно было загрузить постороннюю программу. Загруженная программа отключала ПЗУ и далее работа компьютера происходила под управлением загруженной программы (как в игровых приставках).

Первые дисковые ОС.

Серьезная необходимость в операционных системах возникла, когда к персональным компьютерам стали подключать дисководы. Дисковод отличается от магнитофона тем, что это устройство свободного доступа, а магнитофон – устройство последовательного доступа.

С магнитного диска можно загрузить любую программу. Поэтому команды загрузки стали очень сложными. Надо было указывать номер дорожки и номер сектора, в котором находится то, что надо загрузить.

Выход был найден. Была написана программа, которая переводит названия программ и файлов в номера дорожек и секторов. Человек мог загружать то, что ему нужно, пользуясь только названиями. Эта программа и стала дисковой операционной системой.

Неграфические операционные системы.

В дальнейшем операционные системы развивались параллельно с аппаратным обеспечением. Тогда дисковые операционные системы стали сложнее. В них ввели средства для разбиения дисков на каталоги и средства для обслуживания каталогов (перенос и копирование файлов между каталогами, сортировка файлов и прочее). Так на дисках появилась файловая структура, а операционная система взяла на себя ее создание и обслуживание.

Для компьютеров IВМ РС основной операционной системой с 1981 г. по 1995 г. была так называемая система МS-DOS. За эти годы она прошла развитие от версии МS-DOS 1.0 до МS-DOS 6.22.

Программы-оболочки.

Операционная система МS-DOS позволила успешно работать с персональными компьютерами на протяжении почти 15 лет. Тем не менее, эту работу нельзя назвать удобной. Во-первых, МS-DOS – неграфическая операционная система, которая использует интерфейс командной строки.

Так возникла необходимость в новом посреднике – тогда появились так называемые программы-оболочки. Оболочка – это программа, которая запускается под управлением операционной системы и помогает человеку работать с этой операционной системой. Одна из самых известных и распространенных во всем мире программ-оболочек называется Norton Comander. Ее разработал известнейший американский программист Питер Нортон, получивший всемирное признание за то, что упростил работу с компьютером для миллионов людей. Программа-оболочка наглядно показывает на экране всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги и файлы. С такой программой не надо набирать сложные команды МS-DOS в командной строке.

Работы над графической операционной системой для IВМ РС в компании Microsoft начались еще в 1981 г., но впервые такая система вышла в свет только в 1995 г. под названием Microsoft Windows 95. До появления Microsoft Windows 95 компьютеры IВМ РС работали с неграфической системой МS-DOS, но для нее были сделаны несколько графических оболочек Windows 1.0, Windows 2.0, Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 3.11.

Графические операционные системы

Выпущенная в сентябре 1995 г. система Windows 95 стала первой графической операционной системой для компьютеров IВМ РС.

Все следующие версии операционных систем Windows (98, NT, ME, 2000, XP) являются графическими.

На сегодняшний день на рынке программного обеспечения для IBM PC-совместимых компьютеров сосуществуют несколько семейств операционных систем, но операционные системы Windows являются наиболее распространенными среди пользователей.

IV. Выполнение практического задания.

А теперь давайте закрепим изученный материал. Переместитесь, пожалуйста, за компьютеры.

На рабочем столе файл “Тест Операционная система”. На выполнение работы отводится 8 минут. Приступайте.

V. Подведение итогов урока:

Сегодня мы с вами выяснили, что же представляет собой ОС. Каковы ее назначение и состав. Познакомились с различными ОС. На следующем уроке мы подробно рассмотрим процесс загрузки ОС.

Спасибо за урок. До свидания.