Раздел 4. Работа в операционных системах и средах

Тема 4.1. Структура операционной системы

Структура различных видов операционных систем (например, MS-DOS, Windows 98, Windows 2000, Linux и т.п.).

Структура ОС носит модульный характер.

Программный модуль - программа, рассматриваемая как целое в контекстах хранения в наборе данных, трансляции, объединения с другими программными модулями, загрузки в оперативную память для выполнения или разработки в составе программного комплекса.

При разработке программного обеспечения его разделение на модули происходит по функциональному признаку, что способствует минимизации числа межмодульных связей и, следовательно, уменьшению сложности разрабатываемого программного комплекса.

Размеры модулей при этом обычно составляют несколько десятков, реже несколько сотен операторов алгоритмического языка. При исполнении программ различают исходный модуль - программу, выраженную на принятом при разработке комплекса языке программирования, объектный модуль - программу, полученную в результате трансляции на машинный язык, и загрузочный модуль - программу, прошедшую редактирование и готовую к помещению в оперативную память и после настройки адресных констант по месту загрузки - к исполнению. Загрузочный модуль может включать в себя несколько объектных и ранее отредактированных загрузочных модулей.

Рассмотрим последовательность обработки задания на ЭВМ.

Решение любой задачи на ЭВМ начинается с написания ее алгоритма на языке программирования. Текст алгоритма называется исходной программой или исходным модулем.

Первый этап обработки - трансляция, т.е. перевод текста исходного модуля с какого либо языка программирования на язык машинных команд конкретной ЭВМ. Трансляция осуществляется с помощью специальных, сложных программ - трансляторов, которые входят в состав комплекта системных обрабатывающих программ ОС.

Транслятор загружается в оперативную память (RAM) ЭВМ, ему передается управление центральным процессором, входной информацией для него служит транслируемый исходный модуль, результатом работы является текст программы на машинном языке - объектный модуль.

Сложные программные комплексы состоят из многих модулей, поэтому, перед этапом выполнения программы необходимо объединение всех модулей и определение связей между ними.
В современных ОС такое объединение модулей осуществляется после этапа трансляции перед загрузкой программы в RAM ЭВМ для выполнения. Процесс установления межмодульных связей в различных ОС называют редактированием связей (компоновкой задач, построением задач), и выполняется он с помощью специальной программы редактора связей.
Программа редактора связей осуществляет первичное разрешение межмодульных ссылок. Предположим, что в модуле А существует команда обращения к модулю В - call В. Редактор связей после объединения обоих модулей в единый загрузочный модуль в соответствующей машинной команде должен проставить адрес модуля В, определенный относительно начала всего загрузочного модуля.

Чтобы программа могла выполняться, единый загрузочный модуль должен быть помещен в RAM ЭВМ. Эту операцию называют этапом загрузки, а программу, которая осуществляет загрузку, - загрузчиком или программой выборки.

Тема 4.2. Установка. Режимы остановки Windows

Установка программного обеспечения, инсталляция — процесс установки программного обеспечения на компьютер конечного пользователя. Выполняется особой программой (пакетным менеджером), присутствующей в операционной системе (например, RPM и APT в Linux, Установщик Windows в Microsoft Windows), или же входящим в состав самого программного обеспечения средством установки. В операционной системе GNU очень распространено использование системы GNU toolchain и её аналогов для компиляции программного обеспечения непосредственно перед установкой.

Большинство программ поставляются для продажи и распространения в сжатом (упакованном, см.: Архив) виде. Для нормальной работы они должны быть распакованы, а необходимые данные правильно размещены на компьютере, учитывая различия между компьютерами и настройками пользователя. В процессе установки выполняются различные тесты на соответствие заданным требованиям, а компьютер необходимым образом конфигурируется (настраивается) для хранения файлов и данных, необходимых для правильной работы программы.

Установка, как правило, включает в себя размещение всех необходимых программе файлов в соответствующих местах файловой системы, а также модификацию и создание конфигурационных файлов. Пакетные менеджеры также выполняют при установке контроль зависимостей, проверяя, есть ли в системе необходимые для работы данной программы пакеты, а в случае успешной установки регистрируя новый пакет в списке доступных.

Так как данный процесс является различным для каждой программы и компьютера, то многие программы (включая сами операционные системы) поставляются вместе с универсальным или специальным установщиком — программой, которая автоматизирует большую часть работы, необходимой для их установки.

Некоторые программы написаны таким образом, что устанавливаются простым копированием своих файлов в нужное место, а самого процесса установки как такового нет. Про такие программы говорят, что они «не требуют установки». Это распространено среди программ для Mac OS X, DOS и Microsoft Windows. Существуют операционные системы, которые не требуют установки, и, таким образом, могут быть напрямую запущены с загрузочного диска (компакт- или DVD-диск), не оказывая воздействия на другие операционные системы, установленные на компьютере пользователя. Примером такой операционной системы является Knoppix или Mac OS 1-9.

Данный термин также распространяется на плагины, драйверы и программные файлы, которые сами по себе не являются программами.

Обычные операции, выполняемые в процессе установки программного обеспечения, включают создание или изменение:

• Используемых и неиспользуемых совместно программных файлов.
• Каталогов.
• Записей конфигурационных файлов, используемых одной программой, или совместно.
• Переменных среды.

Возможные варианты установки

• Установка вручную — установка выполняется без установщика или со значительным количеством операций, вручную выполняемых пользователем.
• «Тихая» установка — установка, в процессе которой не отображаются сообщения или окна. «„Тихая“ установка» не является синонимом «автоматическая установка», хотя часто ошибочно используется в этом значении.
• Автоматическая установка — установка, которая выполняется без вмешательства со стороны пользователя, исключая, конечно, сам процесс её запуска. Процесс установки иногда требует взаимодействия с пользователем, который управляет процессом установки, делая выбор: принимая пользовательское соглашение, настраивая параметры, указывая пароли и так далее. В графических средах могут использоваться инсталляторы, которые предоставляют так называемого Мастера установки, однако и они зачастую предоставляют параметры командной строки, позволяющие выполнить полностью автоматическую установку.
• Самостоятельная установка — установка, которая не требует начального запуска процесса. Например, Vodafone Mobile Connect USB Modem, который устанавливается с USB-порта компьютера при подключении к нему без необходимости в ручном запуске.
• Удалённая установка — установка, которая выполняется без использования монитора, подсоединённого к компьютеру пользователя (в частности, выполняемая на компьютере без видеовыхода вообще). Это может быть контролируемая установка с другой машины, соединенной через локальную сеть или посредством последовательного кабеля. Автоматическая и удалённая установки являются обычными операциями, выполняемыми системными администраторами.
• «Чистая» установка — установка, выполняемая в отсутствие таких факторов, которые могут изменяться от программы к программе. Ввиду сложности типичной установки, имеется множество факторов, влияющих на её успешный исход. В частности, файлы, оставшиеся от предыдущей установки этой же программы, или нестабильное состояние операционной системы могут привести к неправильной установке и работе программы.
• Непосредственная установка — установка программы, выполняемая с её копии на жестком диске (называемой flat copy), а не с самого оригинального носителя (обычно компакт- или DVD-диск). Это может быть полезным в ситуациях, когда целевая машина не способна справиться с произвольным доступом для чтения с оптических дисководов во время выполнения задач, вызывающих большую загрузку процессора, как, например, при установке программ.

Программа установки, установщик или инсталлятор (англ. installer) — это программа, которая устанавливает программное обеспечение на компьютер. Некоторые установщики специально сделаны для установки содержащихся в них файлов, другие же являются универсальными и работают, считывая содержимое комплекта программного обеспечения, которое необходимо установить.

Различия между системой управления пакетами и установщиком: