Infornatinės technologijos

Turinys

Įvadas 2
1. Kompiuterinė sistema 3
1.1. Istorija, vystymasis 3
1.2. Kompiuterinės sistemos samprata 4
1.3. Kompiuterių klasifikacija 5
1.4. Informacinės sistemos samprata 7
1.5. Personalinio kompiuterio techninė įranga 9
2. Kompiuterinės sistemos programinė įranga 15
2.1. Programinės įrangos tipai 15
2.2. Operacinės sistemos 16
2.3. OS atsiradimas, vystymasis 16
2.4. Operacinių sistemų tipai 18
2.5. Operacinės sistemos struktūra 19
2.5. Katalogo struktūra 21
2.6. Vartotojo sąsajos 22
2.7. OS raida 23Įvadas
21 amžiuje visuomenė vystosi labai sparčiai: vis greičiau atnaujinama technika ir technologijos, keičiasi sukuriamos ir suvartojamos energijos proporcijos, naudojamos vis tobulesnės ryšio ir susisiekimo priemonės. Ne mažesniu tempu gausėja ir informacijos. Didelės apimties informacijos apdorojimas neįsivaizduojamas be kompiuterio ir atitinkamų informacinių technologijų.
Kiekvienas žmogus, siekiantis aukštojo išsilavinimo, privalo išmokti naudotis kompiuteriu, nes be kompiuterio jau neįsivaizduojamas šiiandieninis gyvenimas. Žmonės, besinaudojantys kompiuteriu, yra skirstomi į dvi kategorijas: profesionalus ir vartotojus. Kompiuterių profesionalai turi specialų išsilavinimą kompiuterių srityje. Tai inžinieriai-programuotojai, kurių pagrindinis rūpestis – prižiūrėti kompiuterines sistemas, kad jos suteiktų reikalingą informaciją vartotojams. Tačiau dauguma žmonių, dirbančių kompiuteriu, yra vartotojai. Jie neturi specialaus kompiuterinio išsilavinimo, bet moka panaudoti kompiuterį savo veiklos srityje. Informacinių technologijų paskaitų tikslas ir yra padėti studentams įgyti kompiuterinį raštingumą, kad jie ne tik suprastų kompiuterių naudojimo svarbą, bet ir galėtų juos naudoti studijų metu ir tolimesnėje prrofesinėje veikloje.1. Kompiuterinė sistema
1.1. Istorija, vystymasis
Pastaruoju metu informacija tampa svarbiu komercijos objektu. Sakoma, kad kas valdo informaciją, tas valdo pasaulį. Visuomenė išgyvena technologinę revoliuciją, kurios kertinis akmuo yra kompiuteris. Jis keičia mūsų bendravimo būdą, mokymo ir veiklos metodus, o spartus kompiuterių vy

ystymasis didina šių pokyčių tempą.
Kompiuterių vystymo istorija trumpa (tik pusė amžiaus!), o tempai įspūdingi. Iki 1946 metų mūsų tėvai ir seneliai statė laivus, atliko finansinius skaičiavimus, sveikatos tyrimus ir kt. be kompiuterių, nes jų dar nebuvo. Septintajame šio amžiaus dešimtmetyje multimilijoninės vertės kompiuteriai buvo naudojami tik stambiose ir finansiškai galingose organizacijose. Šiuos kompiuterius prižiūrėdavo aukštos klasės specialistai už užrakintų durų. Tais laikais kompiuterinės sistemos buvo suprojektuotos taip, kad kompiuterių profesionalas veikdavo kaip tarpininkas tarp vartotojo ir kompiuterio.
Aštuntojo dešimtmečio viduryje kompiuteriai tapo mažesni, pigesni, ir jų naudojimas supaprastėjo. Ši tendencija paskatino personalinių kompiuterių sukūrimą. Prabėgo dar dešimt metų, ir įvairiausių veiklos sričių žmonės įsigijo šiuos mažuosius technikos stebuklus. Staiga kompiuteriai tapo prieinami kiekvienam.
Dabar vienas iš keturių amerikiečių turi personalinį kompiuterį, galingesnį už tuuos, kurie apdorodavo didžiųjų kompanijų duomenis septintajame dešimtmetyje. Toks kompiuterių paplitimas paskatino ir spartų naujų programų kūrimą. Dabar mes galime palaikyti elektroninį ryšį su draugais ar kolegomis visame pasaulyje. Kiekvienas verslininkas yra suvokęs informacinių technologijų svarbą ir jas naudoja, norėdamas pasiūlyti geresnes paslaugas ir išsilaikyti konkurencinėje kovoje.
Jau prieš 3 dešimtmečius buvo manoma, kad elektronikos vystymasis įgalins sukurti viso pasaulio globalinius ryšius. Ši įžvalgi prognozė visiškai pasitvirtino. Dauguma esamų kompiuterių yra elektroniškai sujungti į tinklą siekiant pasidalyti informacija ir resursais. Įsijungus į kompiuterių tinklą, ga
alima organizuoti pasitarimus ir videokonferencijas su plačiai po pasaulį išsibarsčiusiais kolegomis, gauti informaciją iš pasaulinių duomenų bazių, užsisakyti viešbučius, lėktuvų bilietus bet kuriam skrydžiui. Prekybą Niujorko biržoje vienu metu gali vykdyti žmonės, esantys Honkonge, Los Andžele ar Berlyne. Naudodamiesi kompiuterių tinklais verslininkai randa partnerius, užsakovus ir konkurentus visame pasaulyje. Gerinamas vartotojų aptarnavimas, nes suprantama, kaip greitai nepatenkintas vartotojas gali paskleisti kompiuterių tinklais nepalankų pranešimą. Jeigu produktas neatitiks reklamuotų galimybių (ypač kompiuterių ir jų programinės įrangos srityje), tai neužilgo sužinos milijonai galimų pirkėjų. Internete yra šimtai elektroninių skelbimo lentų, skirtų diskusijoms specialiomis temomis.

Internetas – pasaulinis kompiuterių tinklas, kuris jungia dešimtis tūkstančių lokalių kompiuterių tinklų, milijonus kompiuterių ir dar daugiau vartotojų kiekvienoje šalyje. Juo gali naudotis vartotojai, turintys personalinius kompiuterius ir ryšio su Internetu priemones.

Internetas atsirado kaip vyriausybės remiamas projektas, skirtas operatyviam keitimuisi moksline informacija. Tačiau Internetas dažnai naudojamas tiesiog savo informacijos paskleidimui, tikintis susilaukti dėmesio. Internetas, be abejo, atveria naujas galimybes verslui. Tūkstančiai organizacijų leidžia nemokamai naudoti jų informaciją, siekdamos populiarinti savo veiklą. Kasdien augančios Interneto galimybės ir komercinės informacijos paslaugos daro labai didelį poveikį mūsų informacinės visuomenės formavimuisi.1.2. Kompiuterinės sistemos samprata
Kompiuteris yra elektroninių ir elektromechaninių įtaisų sistema, kuri gali dekoduoti ir vykdyti įvairias programas. Kompiuterį (kompiuterinę sistemą) sudaro dviejų tipų įr

ranga: techninė ir programinė.

TECHNINĖ ĮRANGA. Kompiuterio techninė įranga skirstoma į 4 grupes: įvedimo, saugojimo, apdorojimo ir išvedimo.
Įvedimo įrangos paskirtis – priimti duomenis ir pateikti juos kompiuteriui tinkama forma. Paprasčiausias įvedimo įrenginys yra klaviatūra. Yra ir kitų įvedimo įrenginių, tačiau klaviatūra naudojama dažniausiai.
Saugojimo įrangos paskirtis – išsaugoti kompiuterio programas ir duomenis pastovia forma, kad išjungus kompiuterį jie nedingtų. Visa vartotojo informacija kompiuteryje saugoma elektromagnetine forma.
Apdorojimo įrangos paskirtis – surasti reikiamus duomenis ir įvykdyti programas. Svarbiausi jos komponentai yra centrinis procesorius ir pagrindinė atmintis. Centrinis procesorius yra kompiuterio “smegenys”. Jis skaito ir vykdo programinės įrangos komandas, koordinuoja visų kompiuterio komponentų darbą. Nuo centrinio procesoriaus priklauso kompiuterio darbo greitis ir pagrindinės atminties kiekis, kurį jis gali naudoti efektyviai.
Išvedimo įrangos paskirtis – suteikti vartotojui galimybę peržiūrėti informaciją, kurią sukuria kompiuterinė sistema. Ši informacija dažniausiai pateikiama spausdinta kopija arba monitoriaus ekrane.
PROGRAMINĖ ĮRANGA. Jau minėta, kad kompiuterio techninė įranga neturi intelektualiųjų sugebėjimų. Kad kompiuteris “protingai” veiktų, jam būtina programinė įranga, kuri nurodo kompiuteriui, ką daryti, kaip daryti ir kada daryti. Programinės įrangos reikšmė itin didelė. Jūs galite turėti geriausią kompiuterį, tačiau be programinės įrangos jis tik užims vietą – iš jo nebus jokios naudos.
Programinę įrangą sudaro grupė susijusių programų, kurios atlieka specifinius apdorojimo uždavinius. Atskirai programų grupei pažymėti dažnai vartojamas programų pa

aketo terminas. Programų paketas visada turi dokumentaciją-vartotojo vadovus, kurie paaiškina, kaip naudotis tuo paketu. Programinė įranga yra skirstoma į dvi grupes: sisteminę programinę įrangą ir taikomąją programinę įrangą.
Sisteminė programinė įranga valdo kompiuterio išteklius. Tačiau ji nesprendžia specifinių problemų, susijusių su verslu ar profesija.
Programų rinkinys, skirtas specifinių vartotojo poreikių tenkinimui, vadinamas taikomąja programine įranga. Tai teksto procesoriai, skaičiuoklės, duomenų bazių valdymo sistemos ir kt.1.3. Kompiuterių klasifikacija
Kompiuteriai gali būti įvairaus dydžio ir galingumo. Pagal skaičiavimo galingumą (bet ne pagal fizinį dydį) kompiuteriai skirstomi į 4 grupes: superkompiuteriai, universalieji kompiuteriai, darbo stotys ir personaliniai kompiuteriai. Jie čia išvardinti galingumo mažėjimo tvarka. Reikia pastebėti, kad šis skirstymas yra santykinis. Tai, ką mes vadiname personaliniu kompiuteriu, ateityje gali būti vadinama darbo stotimi ir atvirkščiai.
Apskritai, kompiuterio tipą apsprendžia tokie 4 faktoriai:
• pagrindinės atminties kiekis – kompiuteris, kuris turi didesnę atmintį, gali vykdyti sudėtingesnes programas;
• atminties įrenginių talpa – didesnės kompiuterinės sistemos turi didesnės talpos atminties įrenginius;
• apdorojimo greitis, kuris matuojamas milijonais instrukcijų per sekundę (mips) – mažesnių kompiuterių greitis yra 3-4 mips, galingų kompiuterių – 70-100 mips ar daugiau, superkompiuterių greitis yra didesnis už 200 mips;
• skaičius vartotojų, kurie gali naudotis kompiuteriu vienu metu – personaliniai kompiuteriai vienu metu gali aptarnauti tik vieną vartotoją, o galingi kompiuteriai vienu metu gali aptarnauti tūkstančius vartotojų.

Plačiausiai paplitę yra personaliniai kompiuteriai (PK). Kiekvienu PK naudojasi vienas žmogus (konkrečiu laiko momentu). Vartotojas įsijungia PK ir pasirenka programinę įrangą, kuria naudosis. PK gali būti naudojami įvairiausiose srityse, pradedant verslo reikalų kontrole ir baigiant namų ūkio vedimu. Personalinių kompiuterių šeimą sudaro dvi grupės: bendros paskirties PK ir specialios paskirties PK. Bendros paskirties PK yra kišeniniai, nešiojami (angl. laptop, notebook) ir staliniai (angl. desktop). Visi jie turi monitorių, klaviatūrą ir gali funkcionuoti kaip atskiros sistemos. Kišeniniai ir nešiojami PK yra lengvi, elektros srovę jie gauna iš vidinių maitinimo elementų ir gali funkcionuoti be išorinio srovės šaltinio. Kišeniniai kompiuteriai yra tokio dydžio, kad gali tilpti į apsiausto kišenę ar į rankinę. Staliniai PK nėra laikomi nešiojamais, nes jiems reikalingas išorinis maitinimo šaltinis, ir jie nėra suprojektuoti dažnam vietos keitimui.
PK galingumas nėra tiesiogiai susijęs su jo dydžiu. Kai kurie nešiojami kompiuteriai yra galingesni už stalinius. Tačiau norint kompiuterį nešiotis, tenka kai ko atsisakyti, pavyzdžiui, įvedimo įrenginiams (klaviatūrai, pelei), suteikiama mažiau erdvės, ir jų naudojimas gali būti šiek tiek varginantis. Daugelio nešiojamų ir kišeninių PK ekranas yra monochrominis ir esant blogesniam apšvietimui gali būti sunku skaityti pateiktą jame informaciją. Šie kompiuteriai turi mažesnes atmintis pastoviam duomenų saugojimui. Tačiau didžiausia mažųjų kompiuterių problema – tai trumpas maitinimo elementų naudojimo laikas.
Yra PK, kurie gali būti naudojami kaip nešiojami ir kaip staliniai. Jie turi dvi dalis: nešiojamą PK ir prisijungimo stotelę. Šių PK konfigūracija leidžia išnaudoti abiejų kompiuterių tipų privalumus. Nešiojamas PK paprasčiausiai prijungiamas prie stotelės, kuri gali turėti didelės apimties kietą diską, gerą monitorių, didesnę atmintį ar kitas savybes, kurių neturi nešiojamas kompiuteris.
Specialios paskirties PK grupę sudaro plunksna valdomi kompiuteriai, personaliniai skaitmeniniai pagalbininkai ir tinklo kompiuteriai.
Plunksna valdomi kompiuteriai. Vis daugėja darbuotojų, naudojančių nešiojamus PK su plunksna vietoj klaviatūros. Vartotojai įveda duomenis, pasirenka komandas ar jų grupes specialia plunksna.
Personaliniai skaitmeniniai pagalbininkai (PSP) yra nešiojami PK, kurie dar turi radiotelefonus, įgalinančius siųsti ir gauti faksus, prisijungti prie Interneto. Todėl galima gauti norimą informaciją bet kuriuo metu. Duomenys ir įvairūs nurodymai įvedami plunksna arba liečiant ekraninius klavišus. PSP gali dirbti su įvairiomis taikomosiomis programomis.
Tinklo kompiuteris (TK) yra suprojektuotas taip, kad gali dirbti tik įjungtas į kompiuterių tinklą. TK atrodo taip pat kaip ir PK, bet turi esminių konfigūracijos skirtumų. Pirmia.usia, jis turi sąlyginai negalingą procesorių ir mažiau pagrindinės atminties negu šiuolaikiniai PK. Antra, jis neturi pastovaus disko. Trečia, jis yra pigesnis nei PK. TK skaičiavimų ir duomenų saugojimo galimybės tiesiogiai priklauso nuo centrinio tinklo kompiuterio. Nebereikia skirti laiko kiekvieno TK programinės įrangos įrašymui ir palaikymui. TK turi galimybę vykdyti daug tinklo programų, tačiau šios programos yra perrašomos tik dalimis iš centrinio tinklo kompiuterio. TK nepakeis PK, tačiau jo pakanka vartotojams, kurie naudojasi Internetu, tvarko tekstus ir naudoja kitas bendrąsias verslo programas.
Antroji kompiuterinių sistemų grupė – darbo stotys. Jos panašios į PK, bet greitesnės. Labai tinka inžinieriams, atliekantiems projektavimo darbus.
Tipinė darbo stotis turi didelį spalvotą monitorių su aukšta skiriamąja geba. Si skiriamoji geba apsprendžia paveikslo aiškumą monitoriaus ekrane. Braižytojas gali naudotis specializuotais braižymo įtaisais, kurie įgalina pasiekti aukštą tikslumą. Klaviatūra turi papildomus specializuotų funkcijų klavišus.
Universalieji kompiuteriai paprastai naudojami stambiose organizacijose. Vartotojas bendrauja su centriniu universaliuoju kompiuteriu per savo PK ar tinklo kompiuterį. Su vienu universaliuoju kompiuteriu gali dirbti iki 10 000 vartotojų. Beveik neįmanoma surasti dviejų universaliųjų kompiuterių su vienoda konfigūracija, nes kiekviena organizacija įsigyja juos savitiems uždaviniams spręsti.
Iki 1966 metų visi kompiuteriai buvo labai brangūs. Juos įstengdavo nupirkti tik labai didelės kompanijos. Septintojo dešimtmečio pabaigoje buvo sukurti mažesni ir pigesni kompiuteriai, pavadinti minikompiuteriais.
Universalieji kompiuteriai yra suprojektuoti daugeliui vartotojų, o PK ar darbo stotimi vienu metu naudojasi vienas žmogus. Universalieji kompiuteriai yra skirti vykdyti programas, kuriose atliekama daug įvedimo/išvedimo veiksmų. Tai administracinio pobūdžio darbai. Pavyzdžiui, kiekvieno mėnesio pabaigoje bankas spausdina klientams informaciją apie pinigų judėjimą sąskaitoje.
Ketvirtoji kompiuterinių sistemų grupė – superkompiuteriai. Tai ypač galingi kompiuteriai, kurie apdoroja informaciją dešimtis kartų greičiau negu galingiausi universalieji kompiuteriai.
Superkompiuteriai pirmiausia yra skirti spręsti tokius uždavinius, kuriuose viską lemia kompiuterio greitis. Juose vykdomos programos, kurios modeliuoja sudėtingus procesus (lėktuvų skrydžius, autoavarijas), apdoroja oro prognozių duomenis, kuria grafiką ir specialius efektus kino industrijoje, analizuoja galimų žemės drebėjimų duomenis. Daugelio šių uždavinių sprendimas universaliais kompiuteriais būtų neįmanomas arba nepraktiškas.1.4. Informacinės sistemos samprata
Informacinė sistema sudaroma kompiuterinės sistemos pagrindu. Informacinę sistemą sudaro 5 komponentai:
• kompiuterinė sistema;
• žmonės;
• procedūros;
• duomenys ir informacija;
• ryšio priemonės (kai kompiuteriai dirba tinkle). Panagrinėkime kiekvieną informacinės sistemos komponentą. Žmonės – tai svarbiausioji informacinės sistemos dalis. Išvardinsime keletą būdų, kuriais žmonės valdo kompiuterines sistemas:
• kompiuterių profesionalai kuria techninę ir programinę kompiuterių įrangą;
• profesionalūs kompiuterių operatoriai prižiūri ir valdo kompiuterinių sistemų veiklą;
• profesionalūs kompiuterių tarnautojai ir vartotojai kiekvieną dieną įveda didžiulius kiekius duomenų, kurie vėliau bus apdorojami ir paverčiami informacija;
• vartotojai kuria savo specializuotą programinę įrangą;
• vartotojai analizuoja informaciją, gautą kompiuteriu, kad galėtų priimti efektyvius verslo sprendimus;
• vartotojai ir kompiuterių profesionalai priima sprendimus, naudoja ir valdo kompiuterines sistemas, kurios gali turėti įtaką mūsų saugumui ir sėkmingam gyvenimui.
Procedūros. Informacinėje sistemoje yra vykdomos 4 pagrindinės procedūros:
• duomenų įvedimas;
• duomenų apdorojimas;
• informacijos išvedimas;
• informacijos saugojimas.
Įvesdami duomenis žmonės atlieka tokius veiksmus:
• surenka duomenis;
• nurodo kompiuteriui, kad jis pradėtų įvedimą;
• įveda duomenis į kompiuterį, kuris juos konvertuoja į jam tinkamą formą;
• prižiūri duomenų surinkimo ir įvedimo procesą. Neautomatizuotas žmonių atliekamas procedūras dalinai “prižiūri” kompiuteris. Jis nurodo, ką, kada ir kaip daryti. Visi dokumentai, iš kurių vyko įvedimas, turi būti saugomi, kad būtų galima patikrinti, ar visi duomenys yra įvesti. Kompiuterizuotos procedūros yra reikalingos, norint:
• koordinuoti duomenų įvedimą ir apdorojimą sistemoje;
• tikrinti įvedamų duomenų teisingumą;
• saugoti duomenis kompiuterine forma;
• formuoti įvestų duomenų kontrolines ataskaitas.
Duomenų įvedimui dažniausiai naudojama klaviatūra ir pelė. Pats įvedimo procesas stebimas monitoriuje. Naudojama programinė įranga priklauso nuo organizacijos poreikių.
Apdorojimo fazės metu duomenys paverčiami informacija. Pagrindinį darbą atlieka kompiuteris, o žmogus tik koordinuoja jo veiklą, nurodydamas, kokias procedūras reikia atlikti. Dažniausiai naudojama techninė įranga yra centrinis procesorius ir pagrindinė atmintis.
Išvedimo procedūros pateikia vartotojui visą norimą informaciją, kuri gali būti skirta tiesioginiam panaudojimui arba tolimesniam saugojimui informacinėje sistemoje. Informacijos pateikimo forma priklauso nuo poreikių. Ji gali būti pateikta popieriuje, kompiuterio ekrane ir kt. Pirmoji forma yra naudojama ataskaitose.
Informacinė sistema saugo ir atnaujina duomenis, informaciją ir programas. Žmonių dalyvavimas šioje fazėje yra minimalus. Jie nustato, kaip dažnai reikia daryti esamų duomenų kopijas, kada galima pašalinti senus duomenis iš sistemos.
Duomenys ir informacija. Duomenys tėra “žali”, neįvertinti faktai. Kiekvieną dieną mes gauname didžiulius kiekius duomenų. Informacija gaunama surinkus duomenis ir juos prasmingai apdorojus. Kompiuteriai yra puiki priemonė duomenų įsisavinimui, rūšiavimui ir naudingos informacijos pateikimui. Pavyzdžiui, kai jums trūksta grynųjų pinigų ir jūs sustojate prie bankomato, visus duomenis, kuriuos įvedate, tiesiogiai apdoroja banko kompiuterinė sistema. Ši sistema manipuliuoja įvestais ir saugomais joje duomenimis ir pateikia jums norimą informaciją.
Tradiciškai mes pirmiausia galvojame apie skaitinius ir tekstinius duomenis (pinigų sumos, pavardės ir pan.). Informacinių technologijų pažanga atvėrė duris į kitus duomenų formatus ir naujas jų apdorojimo formas (pvz., vaizdų ir garsų atpažinimas, distancinis mokymas ir pan.). Kompiuterių skaičius pasaulyje sparčiai didėja. Kartu auga jų galimybės.1.5. Personalinio kompiuterio techninė įranga
1979 metais pasirodė pirmasis personalinis kompiuteris Apple. Nuo tada prasidėjo personalinių kompiuterių era. Tačiau iš pradžių jie nesulaukė didelio pasisekimo. Tai atsitiko dėl keleto priežasčių:
• personalinių kompiuterių pradinė kaina buvo gana aukšta;
• daugelis žmonių neturėjo atitinkamo kompiuterinio pasirengimo;
• stigo pramoninių standartų, kad būtų suderinti įvairių firmų personaliniai kompiuteriai.
1981 metais IBM firma pristatė pirmąjį savo personalinį kompiuterį IBM PC. Jis paplito taip plačiai, kad tapo personalinių kompiuterių standartu. Beveik visi gamintojai nuo to laiko kuria personalinius kompiuterius, suderinamus su IBM PC. Šiuo metu sėkmingai gyvuoja tik dvi personalinių kompiuterių kryptys: suderinami su IBM PC ir Apple šeimos kompiuteriai. Apple firma jau iš pradžių skyrė didelį dėmesį kompiuterio grafinėms galimybėms, todėl jie turi labai tobulas kompiuterinės grafikos apdorojimo sistemas. Tuo šios firmos kompiuteriai pranašesni už IBM PC šeimos kompiuterius.

l pav. Kompiuterio komponentai
Personalinio kompiuterio techninę įrangą sudaro šie komponentai (l pav.):
• pagrindinė atmintis;
• išorinė atmintis (kietas diskas, diskeliai, kompaktiniai diskai);
• centrinis procesorius;
• įvedimo įrenginiai (klaviatūra, pelytė, skeneris);
• išvedimo įrenginiai (displėjus, spausdintuvas, ploteris).
Kai personalinis kompiuteris jungiamas į kompiuterių tinklą, jo techninė įranga papildoma modemu arba tinkline plokšte (tai priklauso nuo naudojamų ryšio priemonių).
Atmintis yra būtinas bet kurio kompiuterio komponentas. Prieš nagrinėjant atminties tipus, pažiūrėkime, iš ko ji sudaryta, ir kaip kompiuteris su ja dirba. Kompiuterio atmintį galima įsivaizduoti kaip tvarkingą atminties ląstelių seką. Norint saugoti ir išrinkti informaciją, kiekvienai ląstelei pažymėti naudojamas savas adresus. Atminties ląstelė sudaryta iš mažesnių vienetų, vadinamų baitais. Baitas – tai atminties kiekis, reikalingas vienam simboliui saugoti. Baitų skaičius atminties ląstelėje priklauso nuo kompiuterio tipo. Baitas sudarytas dar iš mažesnių vienetų, vadinamų bitais. Bitas yra mažiausias duomenų vienetas, su kuriuo kompiuteris gali atlikti veiksmus. Bitas žymi dvejetainės sistemos skaitmenį, kuris gali įgyti tik vieną iš dviejų reikšmių: 0 (nulis) arba 1 (vienetas). Baitas turi 8 bitus.
Kiekviena reikšmė atmintyje vaizduojama atskiru 0 ir l rinkiniu. Norint išsaugoti reikšmę, kompiuteris priskiria kiekvienam išrinktos atminties ląstelės bitui 0 arba l ir taip sunaikina ankstesnį ląstelės turinį. Norint išrinkti reikšmę, kompiuteris kopijuoja nuliukų ir vienetukų rinkinį į kitą atminties vietą tolimesniam apdorojimui. Kopijavimo metu pradinės ląstelės turinys nesikeičia.
Pagrindinė atmintis saugo programas, duomenis bei rezultatus. Dauguma kompiuterių turi dviejų tipų pagrindinę atmintį: tiesioginės kreipties arba operatyviąją atmintį (OA), kurioje duomenys ir programos saugomi tik vykdymo metu, ir pastoviąją atmintį, kuri nuolatos saugo specialios paskirties duomenis arba programas. OA praranda duomenis, kai tik kompiuteris išjungiamas arba perkraunamas. Iš pastoviosios atminties kompiuteris gali tik skaityti duomenis, bet negali jų ten naujai įrašyti. Pastovioji atmintis saugo komandas, kurios reikalingos, kai tik kompiuteris įjungiamas.
Išorinė atmintis suteikia iš dalies pastovias duomenų saugojimo galimybes. Dažniausiai naudojamas išorinės atminties įrenginys yra diskas. Diskas laikomas iš dalies pastoviu, kadangi jo turinys gali būti ppakeistas arba net išvalytas. Diskai yra trijų rūšių: kieti, lankstūs, kompaktiniai, magnetoptinai. Kiekvienas kompiuteris turi kietą diską, kurio negalima pašalinti iš kompiuterio. Tokiu būdu suteikiama saugojimo erdvė, kuria naudojasi kompiuterio vartotojai. Dažniausiai kompiuteriui reikalingos programos saugomos kietame diske. Kiekvienas kompiuterio vartotojas gali turėti lanksčius diskelius, kurie gali būti įdėti į kompiuterio lanksčių diskelių kaupiklį. Šiuo metu vartojami di.skeliai yra 3,5 colio diametro. Šiuose diskeliuose vartotojai gali saugoti individualias programas ir asmeninius duomenis. Naujoms programoms įrašyti į kompiuterį dažniausiai naudojami kompaktiniai diskai. Jie skirstomi į dvi grupes: ROM tipo ir R tipo. Iš kompaktinių ROM tipo diskų galima, tik skaityti programas, bet į juos negalima įrašyti. Į R tipo kompaktinius diskus galima rašyti ir skaityti iš jų. Plačiau vartojamas pirmasis kompaktinių diskų tipas.
Diske saugoma informacija skirstoma į failus. Failai grupuojami pagal tematiką ir apjungiami į katalogus.
Kompiuterio centrinis procesorius gali atlikti veiksmus tik su tais duomenimis, kurie yra OA. Todėl duomenys ir programos turi būti patalpinti į OA iš išorinės atminties. Kieto disko žymiai didesnė atminties erdvė negu OA. OA galima padidinti instaliuojant į kompiuterį papildomas atminties plokštes. Galima padidinti ir išorinę atmintį – nusipirkti naujų lanksčių diskelių, CD arba instaliuoti kitą kietą diską. OA yra žymiai brangesnė negu išorinė atmintis.
Centrinis procesorius atlieka dvi funkcijas: koordinuoja kompiuterio operacijas ir atlieka logines bei aritmetines operacijas su duomenimis. Procesoriaus darbą valdo kompiuterinės programos. Norint vykdyti programą, procesorius ją patalpina į OA. Tuomet jis dešifruoja kiekvieną programos komandą ir ją įvykdo. Kompiuterinės programos komandos nustato, kokios ir kokia tvarka turi būti atliktos operacijos, iš kur reikia paimti duomenis. Procesorius atlieka visas operacijas su duomenimis. Jis gali sudėti, atimti, sudauginti, padalyti, taip pat palyginti dviejų ląstelių turinį ir nustatyti, kurios reikšmė yra didesnė. Savo veiksmų rezultatus procesorius saugo OA. Programoje gali būti komandos, kurios nurodo įrašyti rezultatus į išorinę atmintį. Tada procesorius perduoda kontrolės signalus išorinei atminčiai ir laukia iš jos atsakymo.
Įvedimo ir išvedimo įrenginiai leidžia palaikyti ryšį su kompiuteriu. Įvedimo įrenginius naudojame perduodami duomenis kompiuteriui, o išvedimo įrenginiai įgalina stebėti skaičiavimo rezultatus.
Dažniausiai vartojamas įvedimo įrenginys yra klaviatūra, o išvedimo įrenginys – kompiuterio monitorius. Kai paspaudžiate raidės ar skaitmens klavišą klaviatūroje, šis simbolis siunčiamas į OA ir išvedamas monitoriuje prie žymeklio pozicijos. Žymeklis – mirksintis pabraukimo simbolis. Kompiuterio klaviatūra be paprastų klavišų, turi papildomų specialių klavišų. Klavišai klaviatūros viršuje, pažymėti Fl, F2, ., F12, vadinami funkciniais klavišais. Jų atliekama funkcija priklauso nuo vykdomos programos. Kiti specialūs klavišai leidžia naikinti simbolius, perkelti žymeklį į kitą vietą, įterpti tuščią eilutę.
Kitas svarbus įvedimo įrenginys yra pelytė. Tai rankoje laikomas prietaisas, vartojamas pasirinkti operacijai ar objektui kompiuterio ekrane. Kai pelytę stumdote, jos viduje esantis rutuliukas sukasi ir kartu judina pelytės žymeklį. Pelytės žymeklis yra mažas trikampis arba rodyklė. Operacija pasirenkama perkėlus pelytės žymeklį ant atitinkamo žodžio ar paveiksliuko ir paspaudus (dažniausiai kairį) pelytės klavišą vieną arba du kartus.
Dar vienas įvedimo įrenginys yra skeneris. Jis gali nuskenuoti ir perduoti į kompiuterį paveiksliuką ar tekstą, esantį ant popieriaus.

Modemai. Kai mes kalbame, skleidžiame nenutrūkstamas garso bangas arba analoginius signalus (2 pav.). Kompiuteriai visas operacijas atlieka su diskretiniais signalais (3 pav.). Todėl norint, kad kompiuteris galėtų perduoti duomenis kitam kompiuteriui telefono linija, diskretinius signalus reikia paversti į analoginius, o priimančiajame kompiuteryje vėl paversti juos į diskretinius signalus. Šie procesai vadinami signalų moduliavimu ir demoduliavimu. Moduliacija yra procesas, kurio metu diskretiniai signalai paverčiami į analoginius signalus, kad būtų galima juos perduoti telefono linijomis. Demoduliacija yra procesas, kurio metu analoginiai signalai vėl paverčiami į diskretinius signalus, kad juos galėtų apdoroti priimantis kompi.uteris. Šias funkcijas atlieka modemai.

2 pav. Analoginis signalas

3 pav. Diskretinis signalas

Modemas prijungiamas prie kompiuterio ir prie telefono linijos (4 pav.). Pagal prijungimo būdą modemai skirstomi į vidinius ir išorinius. Vidinis modemas įdedamas į kompiuterio vidų. Jis maitinimą gauna tiesiogiai iš kompiuterio. Norint prijungti vidinį modemą prie kompiuterio, nereikia jokio kabelio. Išorinis modemas yra nepriklausomas techninis vienetas, jis atskirai prijungiamas prie elektros energijos šaltinio. Modemas su kompiuteriu sujungiamas specialiu kabeliu.

4 pav. Ryšys tarp kompiuterių per modemus2. Kompiuterinės sistemos programinė įranga
Norint dirbti kompiuteriu, nepakanka jį sukomplektuoti iš įvairių techninės įrangos (angl. – hardware) komponentų. Žmogus savo veikloje vadovaujasi protu, įgytomis mokslo žiniomis ir sukaupta praktinio bei kūrybinio darbo patirtimi. Panašiai ir kompiuteris dėl jame įdiegtų programų gali pats, be žmogaus įsikišimo, ir labai greitai atlikti daug veiksmų, pvz., perrašyti duomenis iš vienos vietos į kitą, įjungti ar išjungti reikiamu momentu tam tikrus įtaisus ir pan. Kompiuteris būtų tik techninės įrangos komplektas, jei neturėtų savo programinės įrangos (angl. – sofrvvare). Tai sudėtinga programų sistema, kuri valdo kompiuterio darbą. Paprastai ją kuria aukštos kvalifikacijos inžinieriai programuotojai, ir ji nuolat tobulinama, siekiant, kad kompiuteriu naudotis būtų galima lengviau ir efektyviau.2.1. Programinės įrangos tipai
Klasifikuojant programinę įrangą, pirmiausia ją galima suskirstyti į dvi grupes: bendrąją (sisteminę) ir taikomąją. Bendrajai priklauso ta programinė įranga, be kurios kompiuteris apskritai negalėtų funkcionuoti. Tai operacinės sistemos, darbo kompiuterių tinkluose bei kitos programos, kurias turi visi šiuolaikiniai kompiuteriai, nesvarbu, kam jie naudojami. Sisteminė programinė įranga pradeda veikti kompiuterio įjungimo metu ir yra techninės jo įrangos komponentų bei taikomųjų programų darbo koordinatorė. Pagal atliekamas funkcijas ji skirstoma į dvi grupes:
• valdančioji (operacinės sistemos);
• aptarnaujančioji (utilitos).
Taikomąją programinę įrangą sudaro programos ir jų sistemos, skirtos konkretiems vartotojo uždaviniams spręsti. Šią įrangą kuria ir profesionalūs programuotojai (dažniausiai nemaži jų kolektyvai), ir kvalifikuoti vartotojai. Eiliniam vartotojui svarbu suprasti, kuri taikomosios įrangos programų sistema (dažnai vadinama paketu) tinkamiausia jo uždaviniui atlikti.
Programinės įrangos skirstymas į sisteminę ir taikomąją yra labai sąlygiškas. Pavyzdžiui, darbo kompiuterių tinkluose programas dažnai galima priskirti ir prie vienos, ir prie kitos, ir dažnai labiausiai pavykusios taikomosios programos vėliau tampa sisteminėmis. Nors jau yra sukurta labai daug taikomųjų programų paketų, vis dėlto vartotojų poreikiai auga, ir nuolat tenka kurti naujas programas. Todėl ir derėtų išskirti svarbią programinės įrangos dalį – programų kūrimo įrangą. Ją sudaro programavimo kalbos ir kalbų procesoriai (transliatoriai). Ši dalis galėtų būti vadinama universaliąja, nes naudojama tiek sisteminėms, tiek taikomosioms programoms rašyti ir įdiegti.2.2. Operacinės sistemos
Operacinė sistema (OS) valdo kompiuterio darbą, kartu atlikdama vartotojo ir kompiuterio tarpininko vaidmenį. Vienas pagrindinių bet kuriai OS keliamų uždavinių – kuo efektyviau panaudoti skaičiavimo resursus – kompiuterio techninę ir programinę įrangą bei skaičiavimų laiką.

OS vienareikšmiškai apibrėžti sunku, todėl nurodysiu pagrindinius jos atliekamus veiksmus:
• saugo atmintyje duomenis;
• skirsto skaičiavimo resursus – centrinio procesoriaus laiką, atmintį, įvedimo ir išvedimo įrenginius ir kt; dažnai resursų poreikis būna prieštaringas, todėl OS turi nuspręsti, kaip juos panaudoti;
• valdo vartotojo taikomąsias programas;
• valdo duomenų perdavimą tarp įvairių kompiuterio įtaisų bei tarp įvairių programų.
OS naudojimas supaprastina ir naujų programų rašymą, nes vartotojui nereikia rūpintis specifinėmis techninės įrangos savybėmis (pvz., kuriame disko sektoriuje ar takelyje bus saugomi jo duomenys ar programos, į kurią atminties vietą jie bus įrašyti atlikimui, ir t.t.).
Jau iš pagrindinių funkcijų sąrašo maryti, kad OS gali būti traktuojama kaip giliausias (t.y. “arčiausiai” aparatūros) programinės įrangos sluoksnis. Jos komandos valdo ir koordinuoja kitas programinės įrangos dalis, taip pat techninę įrangą. Tik įjungus kompiuterį, pagrindinė OS dalis įvedama iš disko į pagrindinę atmintį ir išlieka ten iki pat kompiuterio išjungimo. Todėl ši OS dalis vadinama rezidentine.2.3. OS atsiradimas, vystymasis
Pirmieji elektroniniai kompiuteriai OS neturėjo. Antai pirmajame (ENIAC) kompiuteryje prieš skaičiavimus tekdavo sujungti laidais tam tikrus taškus, ir šie sujungimai nustatydavo automatinių skaičiavimų eigą. Apie 1950 metus sukurtos paprasčiausios OS, kurios įgalino skaičiavimų programą įvesti (dažniausiai iš perfokortų) ir ją saugoti atmintyje. Po to specialiais mygtukais ji buvo paleidžiama vykdyti. Programos autorius, atsisėdęs prie didžiulio pulto su valdymo klavišais ir signalinėmis lemputėmis, galėjo stebėti, kaip vyksta skaičiavimai. Žinoma, visi kompiuterio resursai vienu metu buvo skirti tik vienai (tuo metu vykdomai) programai.
Vėliau pagerėjo techninė įranga, sukurti linijiniai spausdintuvai, pradėtos naudoti magnetinės juostos. Sukurta nauja programinė įranga – asembleriai, ryšių redaktoriai, funkcijų bibliotekos. Ypač svarbus etapas buvo įvedimo ir išvedimo paprogramių (įrenginių tvarkyklių) sudarymas. Vartotojui nebereikėjo programuoti šių sudėtingų procesų valdymo. Be to, imta jungti viena programavimo kalba parašytas programas į paketus.
Kitas kompiuterių naudojimo gerinimo žingsnis buvo automatinių užduočių eilių sudarymas. Užduotis – kompiuteriu atliekamų darbų vienam vartotojui visuma. Nuo šio etapo ir prasidėjo OS era. Kad OS galėtų automatiškai persijungti nuo vienos užduoties prie kitos, reikėjo palyginti nedidelės programos, pavadintos rezidentiniu monitoriumi. Ji visą laiką buvo saugoma atmintyje. Įjungus kompiuterį, ši programa perimdavo valdymą: parinkdavo vykdomą programą ir jai reikalingas sistemines programas, kurias įvesdavo į atmintį. Užduoties apraše tarp programų ir duomenų atsirado vadinamosios valdymo kortos, kurios kompiuteriui nurodydavo veiksmų seką. Tai – tipiškos paketinio apdorojimo OS bruožai. Iš tikrųjų visa reikalinga informacija iš pradžių būdavo perfokortų paketuose.
Paketinės sistemos dirbo neblogai, tačiau įvedimo įrenginiai veikė labai lėtai. Todėl bandyta duomenis iš perfokortų pirmiausia suvesti į magnetinę juostą, o iš jos įvesti į kompiuterį galima žymiai greičiau. Šiuo atveju įvedimo tvarkyklėje buvo daromas šioks toks pakeitimas: esant kreipiniui “skaityti iš kortų”, iš tiesų buvo skaitoma iš magnetinės juostos. Atsirado “loginio įvedimo įrenginio” terminas.
Rašymas į magnetinę juostą iš perfokortų arba duomenų perdavimas iš magnetinės juostos į spausdinimo įrenginį dažnai buvo atliekamas kitų įrenginių pagalba, sulygiagretinant skaičiavimus su šiais rašymo procesais. Kilo idėja sulygiagretinti tam tikrus veiksmus ir kompiuteryje. Tai buvo susiję su buferių atsiradimu. Buferis – operatyviosios (pagrindinės) atminties sritis įvedamiems ar išvedamiems duomenims saugoti ir kaupti. Idėja paprasta: kai duomenys jau įrašyti (pagrindinę atmintį ir centrinis procesorius ruošiasi pradėti veiksmus su jais, įvedimo įrenginiui duodama komanda įvesti naujus duomenis. Taip sulygiagretinamas procesoriaus ir įvedimo įrenginio darbas. Procesoriui paruošus spausdinti naujus duomenis, jie kaupiami buferyje, kol spausdinimo įrenginys juos galės priimti.
Buferizacija paprastai yra OS funkcija.
Vėliau diskiniai įrenginiai pakeitė magnetines juostas. Diske galima nesunkiai persijungti nuo vienos srities prie kitos. Duomenų vietą diske nurodo atitinkamos srities adresas, o tokie adresai fiksuojami OS vedamose lentelėse.2.4. Operacinių sistemų tipai
Operacinės sistemos gali būti klasifikuojamos pagal įvairius kriterijus, nors dažniausiai konkreti OS gali turėti kelių tipų savybes. Taigi OS gali būti skirstomos pagal
• vienu metu atliekamų užduočių skaičių – vien-(mono-) programės ir daugia-(multi-) programės;
• vienu metu valdomų centrinių procesorių skaičių vienprocesorinės ir multiprocesorinės; paskirstyta OS, valdanti kompiuterių tinklą, taip pat yra multiprocesorinė;
• dialogą su vartotoju – interaktyviosios ir neinteraktyviosios;
• vartotojo sąveiką su OS atliekant jo užduotį – paketinės, realaus laiko ir paskirstyto laiko.
Vienprogramės sistemos. Jau minėjome, kad pirmosios OS buvo suprojektuotos nedidelio greičio kompiuteriams su ribota atmintimi. Jos buvo skirtos vienam vartotojui, nes galėjo priimti komandas tik iš vieno terminalo. Tokios OS galėjo valdyti tik vienos vartotojo programos, įrašytos į pagrindinę atmintį, vykdymą. Be abejo, viena programa negali efektyviai naudoti centrinį procesorių, ypač kai dažnai tenka laukti, kol koks nors įrenginys atliks savo funkcijas (tai būdinga ekonominiams uždaviniams). Vienprogramės OS šiuo metu dažniausiai turi personaliniai kompiuteriai – vartotojas paprastai ir neplanuoja atlikti kelių užduočių vienu metu. O šiuolaikinės didelės kompiuterinės sistemos projektuojamos taip, kad vienu metu galėtų atlikti daug užduočių, ir vadinamos multiprograminėmis.
Multiprograminėse OS visų vykdytinų programų kopijos įrašomos į pagrindinę atmintį. OS koordinuoja kiekvienos programos vykdymą. Ji nurodo centriniam procesoriui skirti tam tikrą laiko intervalą kiekvienai programai. Prieš tai joms dar suteikiami vadinamieji prioritetai. Iškart vykdoma tik viena programa. Bet procesorius dirba taip greit, kad atrodo lyg visos programos būtų vykdomos tuo pačiu metu. Be abejo, OS sudėtingėja – iškyla persijungimo nuo vienos programos prie kitos uždavinys, atminties valdymo problema. Be to, reikalinga tam tikra strategija, kaip parinkti vykdytinas užduotis, laiko intervalo dydį ir pan.
Multiprocesorinės sistemos. Tai žymiai sudėtingesnės sistemos. Čia iškart vykdomos kelios programos, naudojant du procesorius ar daugiau. Gali būti lygiagrečiai vykdomos ir kelios tos pačios programos komandos, suskaldžius programą į kelias lygiagrečias šakas (gijas). Multiprocesorinė konfigūracija labai populiari didelėse kompiuterinėse sistemose ir galinguose mikrokompiuteriuose.
Multiprocesorinių sistemų privalumai:
• programas galima įvairiai paskirstyti tarp kelių procesorių;
• didėja skaičiavimų greitis (sulygiagretinus skaičiavimus keliuose procesoriuose);
• didėja patikimumas (sugedusį vieną procesorių gali pakeisti kitas).
Paskirstytos sistemos. Dauguma kompiuterių pasaulyje dabar gali susisiekti vienas su kitu per kompiuterių tinklus. Tai sudaro galimybę A kompiuterio vartotojui naudotis B kompiuterio resursais (failais, programomis, spausdintuvais ir kt.). B kompiuteris gali būti tame pačiame kambaryje arba kitoje žemės rutulio pusėje – beveik tas pat, lyg tais resursais disponuotų A kompiuteris. Kai kompiuteriai sujungti į tinklą, tam tikra OS dalis turi būti paskirstyta keliuose kompiuteriuose.
Paketinio apdorojimo OS jokio ryšio tarp vartotojo ir atliekamos jo užduoties nėra. Šio tipo OS gali būti taikomi įvairūs metodai resursų naudojimui optimizuoti.
Realaus laiko sistemos naudojamos kaip valdymo įtaisai konkrečiose sistemose (pvz., gamybos procesuose arba skrydžių valdyme). Čia labai griežti reikalavimai procesų trukmei. Būtina spėti sureaguoti į visus pakitimus, kad nė vieno proceso nė vienas signalas nebūtų praleistas.
Paskirstyto laiko sistemos. Tai multiprograminė OS, kuriai būdinga tai, kad vienu metu su kompiuteriu dirba daug vartotojų. Kyla poreikis, kad sistemos atsakymas į kiekvieno vartotojo veiksmus būtų kuo spartesnis. Todėl kiekvienai vykdomai programai čia skiriamas trumpas procesoriaus laiko intervalas. Po to persijungiama iš eilės prie kitos programos. Jei per nustatytą laiko intervalą kurios nors programos skaičia.vimo procesai nesibaigia, OS turi įsiminti esamą būvį, nutraukti jos vykdymą ir pereiti prie kitos programos vykdymo. Nutraukta programa bus tęsiama, kai vėl ateis jos eilė.2.5. Operacinės sistemos struktūra
Į OS galima žiūrėti kaip į didelę ir sudėtingą sistemą, sudarytą iš dalių, kurios valdo:
• procesus;
• pagrindinę atmintį;
• failus;
• apsaugos sistemą.
Plačiau aptarsime kai kurias OS funkcijas.
Procesų valdymas. Programos tekstas yra įvairių instrukcijų seka, o jos vykdymas – dinamiškas procesas. Programa yra pasyvi, kol saugoma išorinėje atmintyje, ir tada ji neturi jokios įtakos kompiuteriui. Programa tampa aktyvi, kai įrašoma į operatyviąją atmintį ir OS ją paleidžia. Aktyvi programos būsena vadinama procesu. Taigi procesas yra tam tikras darbas, atliekamas pagal programą. Gyvenime yra daug panašių situacijų (pvz., muzikinis kūrinys atliekamas pagal anksčiau parašytą partitūrą). Kiekvienas procesas gali patekti į įvairias būsenas: jis gali būti vykdomas, blokuotas, atidėtas, paruoštas vykdyti ir t.t. Atskiras proceso būsenas, perėjimą iš vienos į kitą, taip pat nuo vieno proceso prie kito valdo OS. Pačios OS darbas yra įvairių procesų seka.
Paprastai sistemoje vienu metu vyksta daug procesų, kurių dalis gali būti OS procesai (vykdo sistemines užduotis), o kiti – vartotojo procesai (vykdo vartotojo taikomąją programą). Kai kuriems procesams gali prireikti tų pačių kompiuterio resursų, todėl OS turi juos tinkamai paskirstyti.
Valdydama procesus, OS atlieka tokias pagrindines funkcijas:
• sukuria ir baigia vartotojo ar sisteminį procesą;
• sustabdo ir vėl atkuria procesus, “persijungdama” juos;
• sinchronizuoja procesus;
• palaiko ryšius tarp procesų.
Kuriant naują procesą, padaromi įrašai sisteminėse lentelėse, išskiriami tam tikri resursai. Esant laisvam procesoriui, pilnai parengtas (t.y. turintis visus reikalingus resursus) procesas gali būti pradedamas vykdyti. Tačiau jis gali būti sustabdytas, jei baigiasi jam skirtas laiko intervalas, jei procesui reikia duomenų, kurie yra išorinėje atmintyje, ir kt. Tada procesorius persijungia prie kito proceso, o tai valdo atitinkama OS programa (procesas).
Atminties valdymas. Operatyvioji atmintis (OA) saugo duomenis, kuriuos reikia labai greitai pateikti centriniam procesoriui (kuo greičiau, tuo efektyviau jis panaudojamas). Operatyviojoje atmintyje laikoma vykdoma programa ir jai reikalingi kiti duomenys. Baigus vykdyti programą, šią atminties sritį reikia palaisvinti.
Norint kuo efektyviau panaudoti centrinį procesorių, operatyviojoje atmintyje reikia laikyti kelias programas. Todėl OS naudojasi tam tikra tos atminties paskirstymo strategija.
Taigi valdant atmintį OS turi:
• fiksuoti, kokia atminties dalis užimta ir kas ją užima;
• nuspręsti, kokio proceso programą perkelti į OA, kai ji tampa laisva;
• paskirti ar atimti prireikus iš kai kurių procesų tam tikrą jų užimamą OA sritį.
Virtuali atmintis. Viena pagrindinių OS funkcijų yra efektyviai ir kruopščiai paskirstyti atmintį. Virtualios atminties atveju vartotojui visai nesvarbu, kur bus patalpinta jo programa. Programa dalijama į modulius ar mažas sekcijas, kurios prireikus įrašomos į pagrindinę atmintį. Laikinai nenaudojami moduliai saugomi greitaeigiame diske. Seniau visos OS buvo suprojektuotos taip, kad visa programa turėjo būti įrašyta į pagrindinę atmintį prieš ją vykdant. Be abejo, virtuali atmintis palengvina multiprogramavimą, nes leidžia laikyti operatyviojoje atmintyje kelių programų modulius, tuo metu reikalingus šioms programoms vykdyti.
Valdant išorinę atmintį OS realizuoja šios atminties paskirstymą failams, kaupia informaciją apie užimtas bei laisvas atminties sritis.
Failų valdymas. Tai viena svarbiausių OS funkcijų. OS kūrėjai stengiasi atsiriboti nuo atminties įrenginių fizinių savybių ir apibrėžia loginį duomenų vienetą bylą (failą). Tai pagrindinė kompiuterio atmintyje saugomų duomenų struktūra. Bylą gali sudaryti programos tekstas, duomenys, sukurtas dokumentas ir pan. Bylas nesunku surasti, pakeisti, pašalinti ar perduoti išvedimo įrenginiui, jei jos saugomos tvarkingai, suskirstytos į grupes pagal tam tikrus kriterijus. Panašiai kaip bibliotekose įvairūs leidiniai yra katalogizu.oti, taip ir kompiuteriuose visa informacija apie bylas saugoma kataloguose. Kiekvienas vartotojas paprastai turi savo katalogą, o jame – pakatalogius, kuriuose saugomi vienos paskirties arba vieno projekto failai, 5 paveiksle pavaizduotas studentų katalogas STUD, kuriame yra studentų grupėms skirti pakatalogiai UA8, UPS ir UV8, o kataloge UPS – nauji pakatalogiai JON, KALV ir PETR, kurie tikriausiai skirti JONAIČIO, KALVAIČIO ir PETRAIČIO byloms saugoti.

5 pav. Katalogo struktūra2.5. Katalogo struktūra
Kaip matome iš pateikto 5 pav. pavyzdžio, katalogas yra kaip medis, o iš kiekvieno katalogo gali “išaugti” naujos šakos atitinkančios pakatalogius. Panašiai kaip medis turi šaknį, taip ir kiekvienas diskas – pagrindinį (aukščiausio lygio) katalogą, dar vadinamą šakniniu. Iš jo “išauga” stambiausios šakos (svarbiausi katalogai), iš šių – smulkesnės ir t.t. iki žemiausio lygio pakatalogių. Kiekviename kataloge gali būti saugomi failai (tiksliau – informacija apie jų saugojimo vietą) ir kitos pagrindinės charakteristikos – sukūrimo data, laikas, dydis. Failus galima surikiuoti pagal norimą požymį, pvz., pagal jų apimtis arba tipą. Kiekvienam failui duodamas vardas, kuris paprastai sudaromas iš dviejų dalių, atskirtų tašku. Pageidautina, kad pagrindinė vardo dalis (prieš tašką) atspindėtų saugomos byloje informacijos prasmę, o antroji dalis (po taško) – bylos paskirtį. Pastaroji bylos dalis vadinama plėtiniu.
Bylų vardų pavyzdžiai kai kuriose IBM PC kompiuterių operacinėse sistemose (MS DOS, Windows):
tekstas.doc – tekstas, paruoštas tekstų redaktoriumi WORD,
pirma.pas – programa pirma, parašyta PASCAL kalba,
pirma.exe – tos pačios programos vykdomasis modulis.
Daugumoje sistemų plėtinys sudaromas iš ne daugiau kaip 3 simbolių. Apskritai jis nebūtinas, bet padeda suprasti, kokio tipo informacija saugoma faile.
Dažniausiai naudojami tokie plėtiniai:
• com, exe – parengtų vykdyti programų tekstai (vykdomieji moduliai);
• bat – OS komandų paketų failai;
• txt – tekstiniai failai;
• sys – OS sudedamosios dalys.
Pagrindinis katalogas sudaro loginės disko struktūros pagrindą ir yra žymimas diskinio įrenginio vardu (viena raide) su dvitaškiu, pvz., C:.
Personaliniuose kompiuteriuose raidės A ir B skiriamos diskelių vardams, o standžių diskų įrenginiai žymimi kitomis raidėmis.
Didelės talpos standūs diskai sąlygiškai gali būti skaidomi į smulkesnes dalis – loginius diskus, kurie žymimi taip pat kaip ir diskai: C:, D: ir t.t.
Tvarkant failus, svarbi aktyvaus (paruošto darbui) katalogo sąvoka, įjungus kompiuterį, aktyviu tampa tas kaupiklis ir katalogas, iš kurių į OA įvedamas OS branduolys, arba tas katalogas, kurį parengia pradinio OS paruošimo programa autoexec.bat.
Norint patekti iš vieno katalogo į kitą, tenka pereiti katalogų medžio šakomis, t.y. reikia nurodyti kelią, susidedantį iš tų šakų sąrašo. Kelias gali būti nurodomas tik nuo aktyvaus arba pagrindinio katalogo.
Jau minėjome, kad failų sistema yra viena svarbiausių OS dalių. Ji atsakinga už failų, saugomų diskuose ir kituose atminties įrenginiuose, tvarkymą. Todėl OS turi aukšto lygio funkcijas, kurios naudojamos failams sukurti, duomenims į juos įrašyti arba iš jų skaityti, perduoti duomenis iš vienų failų į kitus ir kt. Vartotojui telieka nurodyti bylos (ar bylų) vardus ir kartais kelią iki reikiamo katalogo. Kelias – tai visų medžio šakų, kuriomis einama iki reikiamo katalogo, sąrašas. Taigi, kelias į 5 pav. parodytą katalogą JON, einant nuo šakninio katalogo, yra C:STUDUP8JON (užrašant operacinės sistemos MS DOS komandose) arba C:/STUD/UP8/JON (OS Unix). Kelio šaka šaknies link paprastai žymima dviem taškais (..).2.6. Vartotojo sąsajos
Bendrąja prasme sąsaja vadinama priemonių, sąlygojančių sistemos elementų sąveiką, visuma. Literatūroje apie kompiuterius lietuvių kalba esama ir daugiau šios sąvokos terminų: interfeisas (angl. – interface), aplinka. Bet pastarasis dažniau vartojamas kalbant apie programų kūrimo priemonių ir vartotojo sąsają.
Darbo kompiuteriu patogumas ir efektyvumas labai priklauso nuo sąsajos “draugiškumo” vartotojui.
Sąsajos yra įvairios: nuo labai vaizdžių grafinių vartotojo sąsajų iki vartotojui nepastebimų, bet būtinų aparatūrinių sąsajų. Yra trys pagrindiniai vartotojo sąsajų tipai:
• komandų eilutės;
• meniu tipo;
• grafinė sąsaja.
Komandų eilutės sąsaja naudojama vis rečiau, pvz., operacinėje sistemoje MS-DOS komandų eilutėje pasirodęs kvietimas A:> arba C:> “prašo” ar “kviečia” vartotoją įvesti komandą.
Meniu tipo sąsaja naudojama daugumoje šiuolaikinių taikomųjų programų. Ji siūlo vartotojui panaudoti reikalingą komandą iš pateikto sąrašo (meniu) (paspaudus kai kuriuos klavišus arba pele).
Grafinė sąsaja – būdinga vadinamųjų “langų” sistemų savybė. Šios sistemos vaizduoja programas, dokumentus ir kitus objektus paveikslėliais (piktogramomis) kompiuterio ekrane atidarytuose languose. Grafinėse sąsajose naudojamos tradicinės priemonės ir metaforos, pvz., darbo stalas ir įvairūs įrankiai.2.7. OS raida
Jau minėta, kad pirmosios OS pradėtos kurti 6-tojo dešimtmečio pabaigoje. Tuo metu pagrindinis OS uždavinys buvo automatizuoti paketu vadinamojo užduočių srauto vykdymą. Didelę įtaką paketinio apdorojimo principų populiarinimui turėjo 1965m. firmos IBM sukurta OS/360. Ši OS ne tik palengvino operatorių darbą, bet ir leido iškart, lygiagrečiai vykdyti keletą užduočių.
Pradėjus vartoti ryšiams su kompiuteriais dialogines priemones, tapo aktuali darbo laiko paskirstymo iš karto keliems vartotojams problema.
Tokie principai realizuoti OS THE (1967m.) ir Multics (1964-70m.). Pastarosios sistemos pagrindu firmoje Bell Telephone 1969m. pradėta kurti OS Unix, kuri 8-ajame dešimtmetyje tapo populiariausia mažųjų kompiuterių OS.
Laiko paskirstymo keliems vartotojams metodai, sudarant kiekvienam įspūdį, kad jis dirba prie atskiros virtualios mašinos, buvo parengti ir įgyvendinti OS VAX/VMS ir VM/370 (firma IBM).
Viena pirmųjų (1975m.) specialiai personaliniams kompiuteriams sukurtų OS buvo CP/M. Dabar ji naudojama tik žaidimams skirtuose kompiuteriuose. 1981m. pasirodžius profesionaliam darbui skirtiems kompiuteriams, sukurta nauja operacinė sistema – PC DOS. Jos pagrindu išvystyta labai populiari OS šeima MS DOS. Apie 1985m. ji tapo mikrokompiuteriuos standartu. Tai vienprogramė, vieno vartotojo OS su komandų eilutės sąsaja. Grafinės sąsajos priemonės pirmiausia įdiegtos firmos Apple Macintosh serijos personaliniuose kompiuteriuose. Jie ilgą laiką buvo geriausiai pritaikyti mokymo tikslams ir grafiniams duomenims apdoroti.
1987m. IBM firmoje pradėta kurti naujos kartos personaliniams kompiuteriams skirta operacinė sistema OS/2. Ji turi grafinę sąsają, efektyviau valdo kompiuterį. Tai multiprograminė OS su virtualia atmintimi. Joje taip pat yra kompiuterių tinklų organizavimo ir valdymo priemonės. Gali vykdyti daugumą taikomųjų programų, parašytų MS DOS aplinkai.
Kartu su OS/2 pradėta kurti ir operacinės sistemos MS DOS grafinė aplinka Windows (“Windows” angliškai reiškia “langai”). Ji papildė šią OS ir išplėtė galimybes. Tai įgalino naudotis moderniomis grafinės sąsajos priemonėmis. Vėliau (1992m.) sukurta OS Windows for Workgroups (Windows versija darbo grupėms). Tai tinklinė OS kompiuterių tinklams su Ethernet technologija. Veikia taip pat MS DOS pagrindu.
Siekiant standartizuoti įvairių tipų mikrokompiuterių OS, yra suprojektuota ir naudojama nauja OS-Windows NT (New Technology), kurios savybės analogiškos OS/2 savybėms, tačiau jai reikia daugiau kompiuterio resursų. Lietuvoje populiarus supaprastintas Windows NT variantas Windows 95. Šioms OS jau nereikia MS DOS, kadangi jos yra pilnos 32 bitų OS su grafine vartotojo sąsaja, multiprogramavimu, tinklo palaikymo priemonėmis, daugelio gijų (srautų) apdorojimu ir duomenų apsauga.
Labai universali OS UNIX. Ji gali aptarnauti visų klasių kompiuterius nuo mikrokompiuterių iki supergalingų didžiųjų kompiuterių. Ši OS pasižymi ne tik universalumu ir mobilumu, bet ir didele vartotojams teikiamų paslaugų įvairove. Tai daugelio vartotojų multiprograminė OS. Šios OS programos parašytos C kalba, todėl ji mažiau priklausoma nuo kompiuterio tipo. UN1X vartotojai labiau prisirišę prie komandinės sąsajos. UNTX yra pagrindinė globalių kompiuterių tinklų, pvz., Interneto, organizavimo priemonė. Modernios šios OS modifikacijos turi efektyvias grafines vartotojo sąsajas.

2.8. Taikomoji programinė įranga

Operacinės sistemos valdo kompiuterio darbą. Bet jos suteikia tik bendrąsias kompiuterio valdymo paslaugas, kurių nepakanka praktiniams uždaviniams spręsti. Taigi dar reikia ir kitokių priemonių – taikomųjų programų konkrečioms vartotojo užduotims vykdyti.
Dažniausiai naudojamos šios taikomųjų programų sistemos (paketai):
• tekstų ruošimo įranga (tekstų redaktoriai);
• skaičiuoklės (elektroninės lentelės);
• duomenų bazių valdymo sistemos;
• automatizuoto projektavimo įranga;
• maketavimo sistemos;
• integruotos sistemos.
Toliau aptarsime plačiausiai naudojamas taikomosios programinė.s įrangos grupes.
Tekstų ruošimo įranga, kaip rodo pavadinimas, skirta ruošti įvairiems dokumentams. Ji gerokai praplėtė vartotojo galimybes kurti ir redaguoti tekstus. Ja naudojantis, lengva įterpti, panaikinti, perkelti į kitą dokumento vietą ne tik atskirus žodžius, bet ir sakinius, pastraipas. Taip pat nesunkiai galima keisti paraščių plotį, puslapio dydį ir kt. Visos redagavimo bei puslapio formavimo operacijos atliekamos matant tekstą kompiuterio ekrane. Prieš spausdinant popieriuje, galima ekrane pamatyti būsimą puslapio vaizdą.
Apskritai tekstų ruošimas yra visiems žinomas procesas. Šimtus metų žmonės tuo užsiima, ir visi suprantame, kad paruošti gerą tekstą ir pateikti gražiai suformuotą dokumentą nėra paprasta. Ypač jei pagrindinis įrankis yra rašiklis ar spausdinimo mašinėlė. Parašius simbolį ar žodį neteisingai, reikėtų vėl viską perrašyti. Kitaip yra naudojantis kompiuteriu, kuriame turime tekstų ruošimo įrangą. Renkant tekstą kompiuteriu, spaudžiamas reikiamas klavišas, o atitinkamas simbolis elektroniniu būdu išsaugomas (užrašomas) pagrindinėje atmintyje ir “spausdinamas” tik kompiuterio ekrane (dar sakoma, kad jis išvedamas į ekraną). Elektroniniu būdu saugomais simboliais galima manipuliuoti įvairiausiais būdais, kurie numatyti tekstų ruošimo įrangoje. Taisant klaidas kurioje nors dalyje, visas kitas tekstas išlieka nepakitęs, spausdinamas tik suredaguotas dokumentas.
Dokumento rengimo ciklą, naudojant tekstų ruošimo programinę įrangą, paprastai sudaro 6 etapai:
• teksto įvedimas;
• redagavimas;
• rašybos klaidų paieška ir taisymas;
• teksto formatavimas (apipavidalinimas);
• dokumento išsaugojimas atmintyje ir paėmimas tolimesniam redagavimui;
• dokumento spausdinimas.
Kiekviename etape naudojamos tam tikros priemonės ir veikimo būdai, numatyti turimoje programinėje įrangoje. Pvz., įvesdami tekstą, turite žinoti, kaip valdyti kursorių ir kas atsitiks paspaudus ENTER klavišą, kai kursorius yra sakinio viduryje. Kai dokumentas netelpa į vieną ekraną, reikia išmokti jį stumdyti aukštyn-žemyn, kad matytume reikiamą vietą. Redaguojant tekstą, tenka įterpti naujas teksto dalis ir pašalinti tas, kurių nebereikia. Čia reikės išmokti pažymėti tekstą ir pasirinkti reikiamas redagavimo komandas.
Skaičiuoklės (elektroninės lentelės) – viena plačiausiai naudojamų skaitmeninių duomenų apdorojimo priemonių. Išmokti naudotis skaičiuokle gana lengva. Per trumpą laiką vartotojas sugeba pats sudaryti paprastas lenteles ir atlikti statistinius skaičiavimus. Pati skaičiuoklė yra taikomųjų programų sistema ir užima nemažą OA dalį.
Lentelės įvairiems skaičiavimams susideda iš tam tikro skaičiaus eilučių ir stulpelių. Kiekviename eilutės ir stulpelio susikirtime yra lentelės langelis (arba ląstelė), kuriame įrašytas skaičius. Tų skaičių prasmė ir reikšmės, be abejo, skiriasi priklausomai nuo to, kam ta lentelė sudaryta. Dažniausiai tai yra buhalterinės apskaitos lentelės, ir su eilučių bei stulpelių reikšmėmis atliekami tam tikri skaičiavimai. Dar visai neseniai (o kartais ir dabar) jie buvo atliekami rankiniu būdu arba naudojantis kalkuliatoriumi. Pakeitus lentelėje bent vieną skaičių, tekdavo viską koreguoti ir perskaičiuoti iš naujo.
Elektroninės lentelės įgalina išvengti šių varginančių ir daug laiko užimančių perskaičiavimų. Bet kurioje verslo šakoje jos reikalingos apskaičiuojant biudžetą, finansines ataskaitas ir pateikiant rezultatus diagramų forma. Jos praverčia ne tik buhalteriams, bet ir mokslininkams, mokytojams, architektams, dizaineriams.
Aptarsime keletą elektroninių lentelių privalumų:
1. Jos gali būti žymiai didesnės negu paprastos lentelės.
2. Rankiniams skaičiavimams nepatogios lentelės, netelpančios viename popieriaus lape. Elektroninėje lentelėje gali būti šimtai stulpelių ir tūkstančiai eilučių. Tai įgalina paruošti žymiai didesnes ataskaitas. Žinoma, nematysime iškart visos lentelės ekrane, bet galima stumdyti ją kairėn-dešinėn ir aukštyn-žemyn. Ekranas tampa lyg langu, pro kurį matome norimą l.entelės dalį.
3. Elektroninės lentelės gali atlikti aritmetinius skaičiavimus: sudėtį, atimtį, daugybą ir dalybą. Vartotojui tereikia parašyti formules, pagal kurias apskaičiuojama norimo langelio reikšmė. Skaičiavimai atliekami automatiškai, o juos baigus, langelyje vietoj formulės įrašomas rezultatas.
4. Skaičiuoklės langelyje gali būti įrašyta viena iš standartinių funkcijų, nurodant, iš kurių lentelės langelių paimti duomenis skaičiavimui (rašomi vadinamieji langelių adresai). Skaičiuoklė automatiškai užrašo apskaičiuotą rezultatą.
4. Elektroninėse lentelėse skaičiavimai vyksta tiesiogiai, vos užrašius formulę. Pakeitus bet kurio langelio duomenis, visi su jais susiję rezultatai automatiškai perskaičiuojami.
5. Elektroninė lentelė gali būti išsaugota atmintyje, o vėliau, prireikus, iš jos iškviesta. Verslininkai dažnai perdaro ataskaitas, papildo jas naujais duomenimis.
Duomenų bazių valdymo sistemos įgalina vartotoją valdyti gausybę duomenų. Jos pasirodė verslo pasaulyje maždaug tuo pačiu metu kaip skaičiuoklės. Sukėlę didžiulį entuziazmą, abu šie taikomosios programinės įrangos tipai dažnai naudojami kartu. Tai galingos programinės priemonės, bet jos lengvai įsisavinamos.
Įsivaizduokite stambią firmą, turinčią daug klientų. Tarkime, kad informacija apie klientus tvarkingai sugrupuota aplankuose, o šie sudėti lentynose pavardžių abėcėline tvarka. Nė vienas klientas nepraleistas. Puiku! Bet ką darysime, jei reikės išrinkti informaciją apie klientus, gyvenančius tam tikroje vietoje? Štai čia nepakanka turėti gražiai ir tvarkingai sudėtus aplankus su visa informacija apie savo klientus. O kas bus, jei, paėmę iš lentynos aplanką, suklysite ir padėsite į kitą vietą? Vienintelė išeitis – sukurti klientų duomenų bazę. Duomenims į ją suvesti, tvarkyti ir reikiamą informaciją išrinkti padės duomenų bazės valdymo sistema. Jums, kaip vartotojui, svarbu suprasti, kad duomenų bazė (DB) yra didelė susietų ir kartu saugomų duomenų visuma. Kadangi ji sutvarkyta, duomenis lengvai galima išsirinkti ir jais manipuliuoti. Dar labai svarbu, o gal net svarbiau, išsiaiškinti, kaip veikia duomenų bazės valdymo sistema, kad galėtumėte ja pasinaudoti.
Paprasčiausi DB pavyzdžiai: telefonų knyga, kartoteka, enciklopedija. Kompiuteryje kiekviena DB saugoma atskirame faile. Ryšiams tarp duomenų nustatyti dažniausiai naudojamas reliacinis duomenų modelis, kai jie pateikiami lentelėse.
Tokiose lentelėse eilučių ir stulpelių tvarka nėra svarbi. DB eilutės vadinamos įrašais, stulpeliai – laukais. Antai telefonų DB vienam asmeniui skiriamas vienas įrašas, o šio įrašo laukai gali būti vardas, pavardė, telefono numeris, adresas ir kt.
Informacinės sistemos (pvz., prekių apskaitos) projektavimui gali būti panaudota bet kuri programavimo kalba: Pascal, C ir kt. Bet kiekvieną kartą viską pradėti kurti iš naujo būtų neracionalu. Tą procesą palengvina specialios duomenų bazių valdymo sistemos (DBVS). Dažniausiai tai yra:
• vartotojo duomenų tvarkymo aplinka;
• aukšto lygio programavimo kalba, skirta duomenų valdymo programoms kurti;
• specialios programos – generatoriai programuotojo darbui palengvinti (pavyzdžiui, ataskaitų, meniu sistemos, ekrano langų automatiniai generatoriai).
DBVS programavimo kalbose yra specialios komandos ir funkcijos patogiam duomenų įvedimui ir peržiūrai, programos valdymo meniu kūrimui, dokumentų spausdinimui ir pan. Vartotojo aplinka turi savo teksto redaktorių, programų derinimo priemones, dialogus DB kūrimui ir kt. Šiuo metu populiarios DBVS FoxPro, Informix, Oracle, Access.
Automatizuoto projektavimo įranga labai pakeitė inžinierių projektuotojų darbą. Braižant kompiuteriu, ne tik žymiai sutrumpėja braižymo laikas, bet ir atsiranda kokybiškai naujų galimybių – apžiūrėti suprojektuotą objektą iš visų pusių trimatėje erdvėje, išskirti ir padidinti arba sumažinti jo dalis ir kt. Nebereikia gaminti brangiai kainuojančio fizinio modelio, nes įvairias objekto savybes galima ištirti, pasitelkus tą patį kompiuterį ir analizė.s programinę įrangą.
Maketavimo sistemos. Tai speciali programinė įranga, skirta kombinuotam teksto ir grafinės medžiagos naudojimui kuriamame dokumente. Maketavimo procesas vyksta keliais etapais. Naudojami įvairių tipų programiniai produktai ir įrenginiai: tekstų rengimo įranga, grafinės programos (iliustracijoms formuoti), skeneris (paveikslėliams ir iliustracijoms įvesti). Baigto dokumento puslapiai maketuojami. Minėtos priemonės įgalina tekstą ir grafinius simbolius komponuoti ekrane taip, kaip jis turi atrodyti galutiniame dokumento variante.

Leave a Comment