Лекція 2: Основи Операційної Системи

Мета лекції: Ознайомити студентів з основними поняттями та функціями операційних систем, розглянути різні типи операційних систем і їх ролі в комп’ютерних системах.

План лекції:

Цей план лекції може бути доповнений конкретними прикладами, демонстраціями або практичними завданнями відповідно до ваших навчальних цілей та ресурсів, доступних для студентів.

Частина 1: Вступ до операційних систем

Визначення операційної системи

Операційна система (ОС) — це комплекс програмного забезпечення, яке керує роботою комп’ютерної системи та забезпечує взаємодію між апаратними та програмними компонентами. В інших словах, операційна система є посередником між користувачем і обладнанням комп’ютера, що дозволяє використовувати комп’ютерну систему ефективно та зручно.

Роль операційної системи в комп’ютерній системі

Роль операційної системи в комп’ютерній системі є важливою і многоаспектною. Ось декілька ключових аспектів ролі ОС:

1. Керування ресурсами: Операційна система відповідає за управління обладнанням комп’ютера, таким як процесор, пам’ять, диски та інші ресурси. Вона розділяє ресурси між різними програмами та завданнями, щоб забезпечити ефективне використання обладнання.
2. Управління процесами та завданнями: ОС контролює виконання процесів та завдань. Вона регулює, яким чином програми взаємодіють між собою та з системою, керуючи ресурсами і виконанням операцій.
3. Файлова система та керування файлами: Операційна система забезпечує зберігання, організацію та доступ до файлів на дисках. Вона відповідає за створення, зміну, видалення та керування файлами та каталогами.
4. Інтерфейс користувача: ОС надає засоби для взаємодії користувача з комп’ютером. Це може бути графічний інтерфейс (як у Windows або macOS) або командний рядок (у Linux або Unix). Інтерфейс дозволяє користувачеві запускати програми, керувати файлами та налаштовувати систему.
5. Забезпечення безпеки та доступу: ОС відповідає за захист системи від несанкціонованого доступу та зберігання конфіденційності даних. Вона надає інструменти для автентифікації користувачів, контролю доступу та шифрування інформації.
6. Мережеві функції операційних систем: Деякі операційні системи мають вбудовані засоби для роботи з мережами. Вони дозволяють комп’ютерам обмінюватися даними через мережу та підключатися до Інтернету.

Розуміння цих аспектів допоможе вам краще оцінити важливість операційних систем і їх ролі в роботі комп’ютерних систем. Далі ми розглянемо різні типи операційних систем та їхні функції.

Частина 2: Типи операційних систем

Операційні системи (ОС) можна класифікувати за декількома параметрами, що визначають їхні характеристики та застосування. Давайте розглянемо декілька основних типів операційних систем, які існують:

Однозадачні та багатозадачні операційні системи

1. Однозадачні операційні системи: Ці ОС дозволяють виконувати лише одну програму або завдання в один момент часу. Користувач може запустити лише одну програму, інші програми чекають на завершення виконання поточної.
2. Багатозадачні операційні системи: У цих ОС можна виконувати кілька програм або завдань одночасно. Вони розділяють ресурси та процесорний час між різними програмами, що дозволяє користувачам більше продуктивно використовувати свій комп’ютер.

Операційні системи для персональних комп’ютерів та серверів

3. Операційні системи для персональних комп’ютерів (ОС ПК): Ці ОС розроблені для використання на домашніх та офісних комп’ютерах. Вони зазвичай мають графічний інтерфейс, який полегшує користувачам роботу з комп’ютерами.
4. Операційні системи для серверів: ОС для серверів спроектовані для обробки великого обсягу даних та запитів в мережі. Вони забезпечують надійну та безпечну роботу серверів, а також можливість керування ресурсами і службами.

Мобільні операційні системи

5. Мобільні операційні системи: Ці ОС розроблені для мобільних пристроїв, таких як смартфони та планшети. Вони оптимізовані для роботи на пристроях з обмеженими ресурсами та дозволяють використовувати мобільні додатки та сервіси.

Кожен з цих типів операційних систем має свої особливості та вимоги, і вони використовуються для різних цілей та сценаріїв. Розуміння різних типів ОС є важливим для того, щоб визначити, яка система підходить для конкретних потреб і завдань. У наступних лекціях ми розглянемо кожен тип операційної системи більш докладно та дамо поради щодо їх використання та підтримки.

Частина 3: Функції операційних систем

Операційні системи (ОС) є важливою складовою будь-якої комп’ютерної системи і виконують різноманітні функції, що забезпечують її нормальну роботу та взаємодію з користувачем. Давайте розглянемо основні функції операційних систем:

Керування ресурсами комп’ютера

1. Керування процесором: ОС визначає, які процеси виконуються на комп’ютері і в якому порядку. Вона розподіляє процесорний час між різними завданнями для забезпечення ефективного використання ресурсу.
2. Керування пам’яттю: ОС відповідає за управління оперативною та віртуальною пам’яттю. Вона визначає, які дані та програми зберігаються в пам’яті та як до них звертаються процеси.
3. Керування введенням/виведенням: ОС дозволяє програмам взаємодіяти з пристроями введення/виведення, такими як клавіатура, мишка, дисплей, принтер тощо.

Управління процесами та завданнями

4. Управління процесами: ОС керує виконанням різних процесів або завдань на комп’ютері. Вона регулює створення, завершення та планування процесів.

Файлова система та керування файлами

5. Файлова система: ОС забезпечує структуру та організацію файлів на дисках. Вона дозволяє зберігати, зчитувати, записувати та видаляти файли, а також створювати та керувати каталогами.

Інтерфейс користувача

6. Графічний інтерфейс (GUI): Деякі ОС надають графічний інтерфейс, який полегшує користувачам взаємодію з комп’ютером. Це включає в себе вікна, іконки, меню та інші графічні елементи.

Забезпечення безпеки та доступу

7. Забезпечення безпеки: ОС відповідає за захист системи від несанкціонованого доступу, вірусів та шкідливого програмного забезпечення. Вона надає інструменти для автентифікації користувачів та контролю доступу до ресурсів.

Мережеві функції операційних систем

8. Мережеві функції: Деякі ОС мають вбудовані засоби для роботи з мережами. Вони дозволяють комп’ютерам обмінюватися даними через мережу та підключатися до Інтернету.

Розуміння цих функцій допоможе вам краще оцінити роль операційної системи у комп’ютерній системі та дозволить вам більше контролювати та оптимізувати її роботу. У наступних лекціях ми розглянемо кожну з цих функцій більш детально та дамо поради щодо їх використання та підтримки.

Частина 4: Історія розвитку операційних систем

Щоб краще зрозуміти сучасні операційні системи, важливо розглянути їхню історію та еволюцію. Давайте розглянемо основні етапи розвитку операційних систем:

Перші операційні системи

На ранніх стадіях розвитку обчислювальної техніки операційні системи були відсутніми або дуже простими. Комп’ютери були програмовані безпосередньо з допомогою машинного коду, і кожна задача вимагала повного перепрограмування комп’ютера.

Розвиток операційних систем від реальних до віртуальних

1. Реальні операційні системи: Перші операційні системи були реальними, а це означало, що комп’ютер обслуговував лише одну програму в один момент часу. Користувачі мали доступ до машини через консоль та панелі керування.
2. Партійні операційні системи: У 1950-60-х роках з’явилися партійні операційні системи, які дозволяли обробляти партії задач послідовно. Завдання були зібрані у чергу та виконувалися одне за одним без втручання користувача.
3. Часові операційні системи: З розвитком технологій виникли часові операційні системи. Вони дозволяли виконувати декілька завдань одночасно (багатозадачність) та давали користувачам більше можливостей взаємодії з комп’ютером через графічний інтерфейс.

Сучасні тенденції в операційних системах

Сучасні операційні системи, такі як Microsoft Windows, macOS, Linux і Android, мають велику кількість функцій і можливостей:

• Графічний інтерфейс: Вони надають зручний графічний інтерфейс для користувачів, що спрощує роботу з комп’ютером.
• Мережеві функції: Сучасні операційні системи дозволяють підключатися до мережі, обмінюватися даними і виходити в Інтернет.
• Безпека і захист даних: Вони мають різні заходи безпеки, такі як антивіруси, брандмауери та шифрування даних.
• Підтримка багатозадачності: Вони дозволяють виконувати багато завдань одночасно, забезпечуючи продуктивність користувачів.

Завдяки постійному розвитку та інноваціям операційних систем, користувачі отримують все більше можливостей та функціональностей, що полегшують їм роботу з комп’ютером та мобільними пристроями.

Частина 5: Основні операційні системи

Сучасні комп’ютери і мобільні пристрої працюють на різних операційних системах (ОС), які розроблені для різних платформ та завдань. Давайте розглянемо деякі з основних операційних систем та їхні особливості:

Популярні операційні системи для різних платформ

1. Windows: Операційна система Windows вирізняється великою популярністю серед користувачів ПК. Вона відома своїм графічним інтерфейсом, великою кількістю програм та ігор, а також широкою підтримкою апаратного забезпечення.
2. macOS: macOS є операційною системою, розробленою компанією Apple для їхніх комп’ютерів Mac. Вона славиться своєю стабільністю, безпекою та високоякісним дизайном. Основним відмінністю є те, що macOS працює лише на обладнанні Apple.
3. Linux: Linux — це вільна та відкрита операційна система, яка доступна для різних платформ, включаючи сервери та персональні комп’ютери. Вона відома своєю стабільністю, безпекою та можливістю налаштування. Є багато різних дистрибутивів Linux, таких як Ubuntu, Fedora, і CentOS.
4. Android: Android — це операційна система, розроблена компанією Google для мобільних пристроїв, таких як смартфони та планшети. Вона володіє великою кількістю додатків, гнучкістю та можливістю налаштування.
5. iOS: iOS — це операційна система, розроблена компанією Apple для їхніх мобільних пристроїв, таких як iPhone та iPad. Вона відома своєю безпекою, високою продуктивністю та екосистемою додатків App Store.

Основні відмінності між ними

Кожна з цих операційних систем має свої унікальні особливості та переваги. Ось деякі основні відмінності між ними:

• Інтерфейс: Windows і macOS мають графічний інтерфейс, тоді як Linux може мати різноманітні графічні оболонки або бути консольною. Android і iOS використовують сенсорний інтерфейс.
• Доступність програм: Windows має найбільшу кількість додатків, в той час як macOS має додатки, спеціально розроблені для середовища Apple. Linux має велику кількість безкоштовних програм. Android і iOS мають свої власні магазини додатків.
• Підтримка апаратного забезпечення: Windows і Android підтримують більше різних пристроїв, тоді як macOS і iOS обмежені обладнанням Apple.
• Безпека: macOS, iOS і Linux вважаються більш безпечними операційними системами порівняно з Windows і Android.

Частина 6: Завдання для самостійного опрацювання

У цьому розділі ми надаємо вам завдання для самостійного опрацювання, які допоможуть вам покращити свої навички у встановленні, налаштуванні та роботі з операційними системами. Ось деякі рекомендації та вказівки щодо завдань:

Рекомендації щодо встановлення та налаштування операційних систем

1. Встановлення операційної системи: Виберіть операційну систему, яку ви хочете встановити, і слідуйте крокам інсталяційного процесу. Дотримуйтесь інструкцій та виконуйте налаштування за вашими потребами.
2. Настройка мережі: Налаштуйте підключення до Інтернету на вашій операційній системі. Переконайтеся, що ви розумієте, як налаштовувати IP-адресу та DNS-сервери.
3. Створення користувача: Створіть обліковий запис користувача на вашій операційній системі та надайте йому права та обмеження, які вам потрібні.

Відомості щодо важливих команд і інструментів у консолі операційної системи

4. Ознайомлення з командним рядком (консоллю): Вивчіть основи використання командного рядку вашої операційної системи. Ознайомтеся з основними командами, такими як cd (змінити теку), ls (список файлів і каталогів), mkdir (створити каталог), і так далі.
5. Адміністрування користувачами і групами: Навчіться створювати та керувати обліковими записами користувачів і груп у консолі. Розберіться, як надавати та забирати права доступу.
6. Моніторинг ресурсів: Дізнайтеся, як використовувати інструменти моніторингу ресурсів для відстеження використання CPU, пам’яті та інших ресурсів на вашій системі.

Ці завдання допоможуть вам поглибити свої знання про операційні системи та набути практичний досвід у роботі з ними. Не соромтеся досліджувати та експериментувати зі своєю операційною системою, оскільки це важливий крок у вивченні області ІТ.

Питання та обговорення

У нашому курсі ми завжди вітаємо активну участь студентів та сприяємо обміну знаннями і досвідом. Ця частина лекції призначена для вашого зв’язку з викладачем та іншими студентами. Ось декілька можливих аспектів цього розділу:

Можливість студентів поставити питання

Якщо у вас є будь-які питання стосовно матеріалу лекції, теми курсу або операційних систем загалом, ви можете задавати їх у цьому розділі. Викладач курсу та інші учасники будуть раді надати відповіді та допомогти вам зрозуміти складні аспекти.

Обговорення теми лекції

Цей розділ також може включати можливість обговорювати тему лекції більш детально. Ви можете обмінюватися думками, дослідженнями та досвідом з іншими студентами. Обговорення може стосуватися практичного застосування операційних систем, рішень у вирішенні проблем або поділу корисних ресурсів та інформації.

Завдяки цьому розділу ви матимете можливість активно брати участь у курсі, розвивати свої навички та навчатися від інших учасників. Не соромтеся ділитися своїми думками та питаннями — це сприяє збагаченню знань і покращенню навчального процесу.