Разработка поурочного плана "Классификация операционных систем, функции операционных систем" для учащихся 7 класса
план-конспект урока по информатике и икт (7 класс) на тему

Поурочный план

Тема:  Классификация операционных систем, функции операционных систем

Цель: ученики смогут классифицировать по признакам операционные системы, узнают функции ОС

Методы и стратегии: словесный, наглядный, практический.

Оборудование: ПК, интерактивная доска.

План урока

Этапы урока                                                                                                                                        Примечания

1. Организационный момент (постановка цели и задач урока)                                1 мин
2. Актуализация знаний (ответы учащихся на проблемные вопросы учителя)                        6 мин
3. Изучение новой темы (рассказ учителя, демонстрация презентации)                        15 мин
4. Практическая часть (создание графа)                                                        12 мин
5. Рефлексия (обсуждение работ учащихся)                                                        10 мин
6. Домашнее задание                                                                        1 мин

Ход урока

1. Орг. момент

2. Актуализация знаний

Нам нужно вспомнить с вами изученный нами материал, чтобы успешно понять новый

1. Как вы думаете, что такое операционная система?
2. Назовите, какие ОС вам известны?
3. Как вы думаете зачем нужны ОС?

Можно провести аналогию  нервной системы человека и операционные системы компьютера.

Как нервная система человека управляет / передаёт сигналы от головного мозга к мышцам туловища – к мышцам предплечия  от них – к мышцам руки от мышц руки – к мышцам кисти руки от них – к мышцам каждого пальца.

Так и операционная система управляет работой компьютера.

3. Изучение новой темы

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.

Классификация операционных систем.

Современные ОС можно классифицировать по нескольким признакам:

1)      Назначение:

a)      Общего назначения (вычислительные машины общего назначения)

b)      Специализированные  (спецтехника, бытовая техника, автомобили)

2)      Количество пользователей:

a)      Однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, Windows 9x)

b)      Многопользовательские (Windows NT, UNIX)

3)      Количество одновременно работающих программ

a)      Однозадачные (MS-DOS)

b)      Многозадачные (Windows, UNIX)

4)      По режиму разделения времени (по используемому критерию эффективности):

a)      Пакетные (MS-DOS)

b)      Интерактивные (Windows, UNIX)

c)      Реального времени (QNX, Neutriono, VxWorks).

  История возникновения операционных систем.

Первая ОС (operating system) появилась в 1957 г. Структурограмма развития ОС.

ОС очень удобна, но не абсолютно необходима для работы с компьютером. На заре компьютерной эпохи техники загружали программы в память, используя ручные устройства ввода: кнопки и переключатели или перфоленты. Затем они вручную задавали стартовый адрес программы и указывали компьютеру, что надо перейти к нему и начать ее выполнение.

Однако современные пользователи компьютеров применяют более совершенные методы. Появилось такое понятие как файл, затем файловая система. Затем  появилось понятие разделения времени, и следовательно понятия многозадачности и многопользовательности.

В мире операционных систем колесо прогресса вращается медленно. Разработка операционной системы (ОС) занимает годы. Уже созданная ОС остаётся бесполезной, пока не появятся приложения, позволяющие реализовать ее возможности. Потом ее еще предстоит осваивать, а для этого требуется документация обучение и практика. Если учесть типичные задержки в разработке приложении для ОС, это означает, что пользователи работают с системой, основанной на технологии 10— или 20—летней давности.

В качестве примера можно отметить, что разработка ОС UNIX началась в 1969 году, разработка OS/2 идет с 1984г., а ОС Windows NT с 1988г.

Пока ОС ожидают признания разработчиками и пользователями программ, аппаратные технологии идут вперед. Обычным делом становятся компьютеры с более мощным процессором, большим объемом памяти и даже с несколькими процессорами. При этом разработчики пытаются усовершенствовать старые ОС, чтобы те могли использовать новые возможности. Все современные ОС находятся в состоянии развития.(Windows NT 3.0, 3.5, 3.51, 3.51SP3, 4.0, 4.0SP3, OS/2 1.0,2.0,2.1,3.0, 3.0FP31,4.0,4.0FP3)

4. Практическая часть (создание графа)        

Учащимся предлагается создать граф «Виды операционных систем», на основе текста «Немного истории».

Работа в группах по 4 человека.

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.

Альтернативные ОС

Словом UNIX обозначается не одна операционная система, а целое семейство ОС. UNIX создавалась прежде всего для профессионалов, и поэтому никогда не содержала никаких “рюшечек” типа удобного графического интерфейса. Важное было другое – совместимость, переносимость, настраиваемость и, самое главное, стабильность.

Вплоть до середины 90-х гг. “интересы” создателей Windows и UNIX лежали в различных плоскостях: многочисленные варианты UNIX обслуживали “большие” компьютеры и серверы, a Windows трудилась на “персоналках”. И развивались эти ОС в совершенно разных направлениях. Как вдруг... Да-да, именно вдруг, и без всякой видимой причины, оба семейства операционных систем одновременно начали заглядываться на владения друг друга. Момент, когда два гиганта, пыхтя и неуклюже переваливаясь, двинулись навстречу друг другу, угадать нетрудно – 1993 год... Именно в этом году Microsoft впервые решила посягнуть на “серверный” рынок, выпустив первую версию Windows NT, а “вчерашний студент” Линус Торвальдс создал “домашнюю”, свободно распространяемую операционную систему Linux.

5. Рефлексия. К доске выходят по 1 представителю от группы для защиты работы.

Выслушав всех представителей учитель подводит общий итог.

6. Домашнее задание учебник 7 класс Е.А. Вьюшкова  параграфы 6, 7