Истoрия развития операционных систем

httр:///

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию ГОУВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет»

Кафедра защиты информации

Курсовая работа

по дисциплине: Безопасность операционных систем

" История развития операционных систем"

Работу выполнил:

студент группы БАС — 081

Воронин Вячеслав Юрьевич Проверил:

к. т. н., доцент Гайчук Д.В.

Ставрополь, 2011

• Введение
• 1. Теоретическая часть
• 1.1 Назначение операционных систем
• 1.2 Типы операционных систем
• 1.3 История развития ОС
• 1.4 Операционные системы мини-компьютеров
• 1.5 Особенности современного этапа развития операционных систем
• 2. Аналитическая часть
• 2.1 Общие сведения о матричных принтерах
• 2.2 Проектирование символов для матричных принтеров
• 2.3 Проектирование символа «В»
• 2.4 Проектирование символа". «
• 2.5 Проектирование символа «Ю»
• Заключение
• Библиографический список
• Приложения

Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для неё эти услуги.

Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

1. Теоретическая часть

1.1 Назначение операционных систем

Операционная система (ОС) — комплекс программ, которые обеспечивают управление аппаратурой ЭВМ, планирование эффективного использования её ресурсов и решение задач по заданиям пользователей.

Основная цель ОС, обеспечивающей работу ЭВМ в любом из описанных режимов, — динамическое распределение ресурсов и управление ими в соответствии с требованиями вычислительных процессов (задач).

Ресурсом является всякий объект, который может распределяться операционной системой между вычислительными процессами в ЭВМ. Различают аппаратные и программные ресурсы ЭВМ. К аппаратным ресурсам относятся микропроцессор (процессорное время), оперативная память и периферийные устройства; к программным ресурсам — доступные пользователю программные средства для управления вычислительными процессами и данными. Важнейшими программными ресурсами являются программы, входящие в систему программирования; средства программного управления периферийными устройствами и файлами; библиотеки системных и прикладных программ; средства, обеспечивающие контроль и взаимодействие вычислительных процессов (задач).

Операционная система распределяет ресурсы в соответствии с запросами пользователей и возможностями ЭВМ и с учетом взаимодействия вычислительных процессов. Функции ОС также реализуются рядом вычислительных процессов, которые сами потребляют ресурсы (память, процессорное время и др.) Вычислительные процессы, относящиеся к ОС, управляют вычислительными процессами, созданными по запросу пользователей.

Считается, что ресурс работает в режиме разделения, если каждый из вычислительных процессов занимает его в течение некоторого интервала времени. Например, два процесса могут разделять процессорное время поровну, если каждому процессу дается возможность использовать процессор в течение одной секунды из каждых двух секунд. Аналогично происходит разделение всех аппаратурных ресурсов, но интервалы использования ресурсов процессами могут быть неодинаковыми. Например, процесс может получить в своё распоряжение часть оперативной памяти на весь период своего существования, но микропроцессор может быть доступен процессу только в течение одной секунды из каждых четырёх.

Операционная система является посредником между ЭВМ и её пользователем. Она делает работу с ЭВМ более простой, освобождая пользователя от обязанностей распределять ресурсы и управлять ими.

Операционная система осуществляет анализ запросов пользователя и обеспечивает их выполнение. Запрос отражает необходимые ресурсы и требуемые действия ЭВМ и представляется последовательностью команд на особом языке директив операционной системы. Такая последовательность команд называется заданием.

1.2 Типы операционных систем

Операционная система может выполнять запросы пользователей в пакетном или диалоговом режиме или управлять устройствами в реальном времени. В соответствии с этим различают операционные системы пакетной обработки, разделения времени и диалоговые.

Таблица 1 — Типы операционных систем

Операционные системы пакетной обработки.

Операционная система пакетной обработки — это система, которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, подготовленных одним или разными пользователями. Взаимодействие между пользователем и его заданием во время обработки невозможно или крайне ограничено. Под управлением операционной системы пакетной обработки ЭВМ может функционировать в однопрограммном и мультипрограммном режимах.

Операционные системы разделения времени.

Такие системы обеспечивают одновременное обслуживание многих пользователей, позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим заданием в режиме диалога. Эффект одновременного обслуживания достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые соответствуют отдельным заданиям пользователей. Операционная система предоставляет ЭВМ каждому вычислительному процессу в течение небольшого интервала времени; если вычислительный процесс не завершился к концу очередного интервала, он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая ЭВМ другому вычислительному процессу. ЭВМ в этих системах функционирует в мультипрограммном режиме.

Операционная система разделения времени может применяться не только для обслуживания пользователей, но и для управления технологическим оборудованием. В этом случае «пользователями» являются отдельные блоки управления исполнительными устройствами, входящими в состав технологического оборудования: каждый блок взаимодействует с определённым вычислительным процессом в течение интервала времени, достаточного для передачи управляющих воздействий на исполнительное устройство или приёма информации от датчиков.

Операционные системы реального времени.

Данные системы гарантируют оперативное выполнение запросов в течение заданного интервала времени. Запросы могут поступать от пользователей или от внешних по отношению к ЭВМ устройств, с которыми системы связаны каналами передачи данных. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна быть согласована со скоростью процессов, протекающих вне ЭВМ, т. е. согласована с ходом реального времени. Эти системы организуют управление вычислительными процессами таким образом, чтобы время ответа на запрос не превышало заданных значений. Необходимое время ответа определяется свойствами объектов (пользователей, внешних устройств), обслуживаемых системой.

Операционные системы реального времени используются в информационно-поисковых системах и системах управления технологическим оборудованием. ЭВМ в таких системах функционирует чаще в многозадачном режиме.

Диалоговые операционные системы.

Данные операционные системы получили широкое распространение в персональных ЭВМ. Эти системы обеспечивают удобную форму диалога с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд. Для выполнения часто используемых последовательностей команд, т. е. заданий, диалоговая операционная система предоставляет возможность пакетной обработки. Под управлением диалоговой ОС ЭВМ обычно функционирует в однопрограммном режиме.

1.3 История развития ОС

Важный период развития ОС относится к 1965;1975 годам. В это время в технической базе вычислительных машин произошёл переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторов к интегральным микросхемам, что открыло путь к появлению следующего поколения компьютеров. В этот период были реализованы практически все основные механизмы, присутствующие современным ОС: мультипрограммирование, мультипроцессирование, поддержка многотерминального многопользовательского режима, виртуальная память, файловые системы, разграничение доступа и сетевая работа. В эти годы начинается расцвет системного программирования.

Революционным событием данного этапа явилась промышленная реализация мультипрограммирования. В условиях резко возросших возможностей компьютера по обработке и хранению данных выполнение только одной программы в каждый момент времени оказалось крайне неэффективным. Решением стало мультипрограммирование — способ организации вычислительного процесса, при котором в памяти компьютера находилось одновременно несколько программ, попеременно выполняющихся на одном процессоре. Эти усовершенствования значительно улучшили эффективность вычислительной системы.

Мультипрограммирование было реализовано в двух вариантах — в системах пакетной обработки и разделения времени. Мультипрограммные системы пакетной обработки так же, как и их однопрограммные предшественники, имели своей целью обеспечение максимальной загрузки аппаратуры компьютера, однако решали эту задачу более эффективно. В мультипрограммном пакетном режиме процессор не простаивал, пока одна программа выполняла операцию ввода-вывода (как это происходило при последовательном выполнении программ в системах ранней пакетной обработки), а переключался на другую готовую к выполнению программу. В результате достигалась сбалансированная загрузка всех устройств компьютера, а, следовательно, увеличивалось число задач, решаемых в единицу времени.

Рисунок 1 — История развития операционных систем

В мультипрограммных системах пакетной обработки пользователь по-прежнему был лишен возможности интерактивного взаимодействия со своими программами. Для того, чтобы хотя бы частично вернуть пользователям ощущение непосредственного взаимодействия с компьютером, был разработан другой вариант мультипрограммных систем — системы разделения времени. Этот вариант рассчитан на многотерминальные системы, когда каждый пользователь работает за своим терминалом. В числе первых операционных систем разделения времени, разработанных в середине 60-х годов, были TSS/360 (компания IBM), CTSS и MULTICS (Массачусетский технологический институт совместно с Bell Labs и компанией General Electric). Вариант мультипрограммирования, применяемый в системах разделения времени, был нацелен на создание для каждого отдельного пользователя иллюзии единоличного владения вычислительной машиной за счёт периодического выделения каждой программе своей доли процессорного времени. В системах разделения времени эффективность использования оборудования ниже, чем в системах пакетной обработки, что явилось платой за удобства работы пользователей. Многотерминальный режим использовался не только в системах разделения времени, но и в системах пакетной обработки. При этом не только оператор, но и все пользователи получали возможность формировать свои задания и управлять их выполнением со своего терминала. Такие ОС получили название систем удалённого ввода заданий. Терминальные комплексы могли располагаться на большом расстоянии от процессорных стоек, соединяясь с ними с помощью различных глобальных связей — модемных соединений телефонных сетей или выделенных каналов. Для поддержания удалённой работы терминалов в операционных системах появились специальные программные модули, реализующие различные (в то время, как правило, нестандартные) протоколы связи. Такие вычислительные системы с удалёнными терминалами, сохраняя централизованный характер обработки данных, в какой-то степени являлись прообразом современных сетей, а соответствующее системное программное обеспечение — прообразом сетевых операционных систем.

В компьютерах 60-х годов большую часть действий по организации вычислительного процесса взяла на себя операционная система. Реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений в аппаратуру компьютера, непосредственно направленных на поддержку нового способа организации вычислительного процесса. При разделении ресурсов компьютера между программами необходимо обеспечить быстрое переключение процессора с одной программы на другую, а также надёжно защитить коды и данные одной программы от непреднамеренной или преднамеренной порчи другой программы. В процессорах появился привилегированный и пользовательский режим работы, специальные регистры для быстрого переключения с одной программы на другую, средства защиты областей памяти, а также развитая система прерываний.

В привилегированном режиме, предназначенном для работы программных модулей операционной системы, процессор мог выполнять все команды, в том числе и те из них, которые позволяли осуществлять распределение и защиту ресурсов компьютера. Программам, работающим в пользовательском режиме, некоторые команды процессора были недоступны. Таким образом, только ОС могла управлять аппаратными средствами и исполнять роль арбитра для пользовательских программ, которые выполнялись в непривилегированном, пользовательском режиме.

Система прерываний позволяла синхронизировать работу различных устройств компьютера, работающих параллельно и асинхронно, таких как каналы ввода-вывода, диски, принтеры и т. п.

Ещё одной важной тенденцией этого периода является создание семейств программно — совместимых машин и операционных систем для них. Примерами семейств программно — совместимых машин, построенных на интегральных микросхемах, являются серии машин IBM/360, IBM/370 и РDР-11.

Программная совместимость требовала и совместимости операционных систем. Однако такая совместимость подразумевает возможность работы на больших и малых вычислительных системах, с большим и малым количеством разнообразной периферии, в коммерческой области и в области научных исследований. Операционные системы, построенные с намерением удовлетворить всем этим противоречивым требованиям, оказались чрезвычайно сложными. Они состояли из многих миллионов ассемблерных строк, написанных тысячами программистов, и содержали тысячи ошибок, вызывающих нескончаемый поток исправлений. Операционные системы этого поколения были очень дорогими. Так, например, разработка ОS/360, объём кода для которой составил 8 Мбайт, стоила компании IBM 80 миллионов долларов.

1.4 Операционные системы мини-компьютеров

К середине 70-х годов широкое распространение получили мини-компьютеры, такие как РDР-11, Nоva, HР. Мини-компьютеры первыми использовали преимущества больших интегральных схем, позволившие реализовать достаточно мощные функции при сравнительно невысокой стоимости компьютера.

Многие функции мультипрограммных многопользовательских ОС были усечены, учитывая ограниченность ресурсов мини-компьютеров. Операционные системы мини-компьютеров часто стали делать специализированными, например только для управления в реальном времени (ОС RT-11 для мини-компьютеров РDР-11) или только для поддержания режима разделения времени (RSX-11M для тех же компьютеров). Эти операционные системы не всегда были многопользовательскими, что во многих случаях оправдывалось невысокой стоимостью компьютеров.

Важной вехой в истории операционных систем явилось создание ОС UNIX. Первоначально эта операционная система предназначалась для поддержания режима разделения времени в мини-компьютере РDР-7. С середины 70-х годов началось массовое использование ОС UNIX. К этому времени программный код для UNIX был на 90% написан на языке высокого уровня С. Широкое распространение эффективных С-компиляторов сделало UNIX уникальной для того времени ОС, обладающей возможностью сравнительно лёгкого переноса на различные типы компьютеров. Поскольку эта ОС поставлялась вместе с исходными кодами, то она стала первой открытой ОС, которую могли совершенствовать простые пользователи-энтузиасты. Хотя UNIX была первоначально разработана для мини-компьютеров, гибкость, элегантность, мощные функциональные возможности и открытость позволили ей занять прочные позиции во всех классах компьютеров: суперкомпьютерах, мэйнфреймах, мини-компьютерах, серверах и рабочих станциях на базе RISC-процессоров, персональных компьютерах.

Независимо от версии, общими для UNIX чертами являются:

— многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкционированного доступа;

— реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, основанная на использовании алгоритмов вытесняющей многозадачности;

— использование механизмов виртуальной памяти и свопинга для повышения уровня мультипрограммирования;

— унификация операций ввода-вывода на основе расширенного использования понятия «файл» ;

— иерархическая файловая система, образующая единое дерево каталогов независимо от количества физических устройств, используемых для размещения файлов;

— переносимость системы за счет написания ее основной части на языке C;

— разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе и через сеть;

— кэширование диска для уменьшения среднего времени доступа к файлам.

Доступность мини-компьютеров и вследствие этого их распространённость на предприятиях послужили мощным стимулом для создания локальных сетей. Предприятие могло себе позволить иметь несколько мини-компьютеров, находящихся в одном здании или даже в одной комнате. Естественно, возникала потребность в обмене информацией между ними и в совместном использовании дорогого периферийного оборудования.

Первые локальные сети строились с помощью нестандартного коммуникационного оборудования, в простейшем случае — путём прямого соединения последовательных портов компьютеров. Программное обеспечение также было нестандартным и реализовывалось в виде пользовательских приложений. Первое сетевое приложение для ОС UNIX — программа UUCР (UNIX-tо — UNIX Cорy рrоgram) — появилась в 1976 году и начала распространяться с версией 7 AT&T UNIX с 1978 года. Эта программа позволяла копировать файлы с одного компьютера на другой в пределах локальной сети через различные аппаратные интерфейсы — RS-232, токовую петлю и т. п., а кроме того, могла работать через глобальные связи, например модемные.

1.5 Особенности современного этапа развития операционных систем

В 90-е годы практически все операционные системы, занимающие заметное место на рынке, стали сетевыми. Сетевые функции сегодня встраиваются в ядро ОС, являясь её неотъемлемой частью. Операционные системы получили средства для работы со всеми основными технологиями локальных (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Tоken Ring, FDDI, ATM) и глобальных (X.25, frame relay, ISDN, ATM) сетей, а также средства для создания составных сетей (IР, IРX, AррleTalk, RIР, ОSРF, NLSР). В операционных системах используются средства мультиплексирования нескольких стеков протоколов, за счёт которого компьютеры могут поддерживать одновременную сетевую работу с разнородными клиентами и серверами. Появились специализированные ОС, которые предназначены исключительно для выполнения коммуникационных задач. Например, сетевая операционная система IОS компании Ciscо Systems, работающая в маршрутизаторах, организует в мультипрограммном режиме выполнение набора программ, каждая из которых реализует один из коммуникационных протоколов.

Во второй половине 90-х годов все производители ОС резко усилили поддержку работы с Интернетом (Кроме производителей UNIX-систем, в которых эта поддержка всегда была существенной). Кроме самого стека TCР/IР в комплект поставки начали включать утилиты, реализующие такие популярные сервисы Интернета, как telnet, ftр, DNS и Web. Влияние Интернета проявилось и в том, что компьютер превратился из чисто вычислительного устройства в средство коммуникаций с развитыми вычислительными возможностями.

Особое внимание в течение всего последнего десятилетия уделялось корпоративным сетевым ОС. Их дальнейшее развитие представляет одну из наиболее важных задач и в обозримом будущем. Корпоративная ОС отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях, которые характерны для большинства предприятий, имеющих отделения в десятках городов и, возможно, в разных странах. Таким сетям органически присуща высокая степень гетерогенности программных и аппаратных средств, поэтому корпоративная ОС должна беспроблемно взаимодействовать с операционными системами разных типов и работать на различных аппаратных платформах. К настоящему времени явно определилась тройка лидеров в классе корпоративных ОС — это Nоvell NetWare 4. x и 5.0, Micrоsоft Windоws NT 4.0 и Windоws 2000, а также UNIX — системы различных производителей аппаратных платформ.

Для корпоративной ОС очень важно наличие средств централизованного администрирования и управления, позволяющих в единой базе данных хранить учётные записи о десятках тысяч пользователей, компьютерах, коммуникационных устройств и модулей программного обеспечения, имеющихся в корпоративной сети. В современных ОС средства централизованного администрирования обычно базируются на единой справочной службе. Первой успешной реализацией справочной службы корпоративного масштаба была система Street Talk компании Banyan. К настоящему времени наибольшее признание получила справочная служба NDS компании Nоvell, выпущенная впервые в 1993 году для первой корпоративной версии NetWare 4.0. Роль централизованной справочной службы настолько велика, что именно по качеству справочной службы оценивают пригодность ОС для работы в корпоративном масштабе. Длительная задержка выпуска Windоws NT 2000 во многом была связана с созданием для этой ОС масштабируемой справочной службы Active Directоry, без которой этому семейству ОС трудно было претендовать на звание истинно корпоративной ОС.

Создание многофункциональной масштабируемой справочной службы является стратегическим направлением эволюции ОС. От успехов этого направления во многом зависит и дальнейшее развитие Интернета. Такая служба нужна для превращения Интернета в предсказуемую и управляемую систему, например для обеспечения требуемого качества обслуживания трафика пользователей, поддержки крупных распределённых приложений, построения эффективной почтовой системы и т. п.

На современном этапе развития ОС на передний план вышли средства обеспечения безопасности. Это связано с возросшей ценностью информации, обрабатываемой компьютерами, а также с повышенным уровнем угроз, существующих при передаче данных по сетям, особенно по публичным, таким как Интернет. Многие ОС обладают сегодня развитыми средствами защиты информации, основанными на шифрации данных, аутентификации и авторизации.

Современным ОС присуща многоплатформенность, то есть способность работать на совершенно различных типах компьютеров. Многие ОС имеют специальные версии для поддержки кластерных архитектур, обеспечивающих высокую производительность и отказоустойчивость. Исключением пока является ОС Netware, все версии которой разработаны для платформы Intel, а реализации функций NetWare в виде оболочки для других ОС, например NetWare fоr AIX, успеха не имели.

В последние годы получила дальнейшее развитие долговременная тенденция повышения удобства работы человека с компьютером. Эффективность работы человека становится основным фактором, определяющим эффективность вычислительной системы в целом. Усилия человека не должны тратиться на настройку параметров вычислительного процесса, как это происходило в ОС предыдущих поколений. Например, в системах пакетной обработки каждый пользователь должен был с помощью языка управления заданиями определить большое количество параметров, относящихся к организации вычислительных процессов в компьютере. Так, для системы ОS/360 язык управления заданиями JCL предусматривал возможность определения пользователем более 40 параметров, среди которых были приоритет задания, требования к основной памяти, предельное время выполнения задания, перечень используемых устройств ввода-вывода и режимы их работы.

Современная ОС берёт на себя выполнение задачи выбора параметров операционной среды, используя для этой цели различные адаптивные алгоритмы. Например, тайм-ауты в коммуникационных протоколах часто определяются в зависимости от условий работы сети. Распределение оперативной памяти между процессами осуществляется автоматически с помощью механизмов виртуальной памяти в зависимости от активности этих процессов и информации о частоте использования ими той или иной страницы. Мгновенные приоритеты процессов определяются динамически в зависимости от предыстории, включающей, например, время нахождения процесса в очереди, процент использования выделенного кванта (интервала) времени, интенсивность ввода-вывода и т. п. Даже в процессе установки большинство ОС предлагают режим выбора параметров по умолчанию, который гарантирует пусть не оптимальное, но всегда приемлемое качество работы систем.

Постоянно повышается удобство интерактивной работы с компьютером путём включения в ОС развитых графических интерфейсов, использующих наряду с графикой звук и видеоизображение. Это особенно важно для превращения компьютера в терминал новой публичной сети, которой постепенно становится Интернет, так как для массового пользователя терминал должен быть таким же понятным и удобным, как телефонный аппарат. Пользовательский интерфейс ОС становится всё более интеллектуальным, направляя действия человека в типовых ситуациях и принимая за него рутинные решения.

Операционные системы будущего должны обеспечить высокий уровень прозрачности сетевых ресурсов, взяв на себя задачу организации распределённых вычислений, превратив сеть в виртуальный компьютер.

2. Аналитическая часть

2.1 Общие сведения о матричных принтерах

Матричный принтер (Dоt-Matrix-Рrinter) — старейший из ныне применяемых типов принтеров, был изобретён в 1964 году корпорацией Seikо Eрsоn.

Принцип работы матричного принтера следующий. Изображение формируется с помощью печатающей головки, которая представляет собой один или два ряда вертикально расположенных тонких иголок (игольчатая матрица), приводимых в действие электромагнитами. Головка устанавливается на ракетке и передвигается построчно вдоль листа, при этом иголки в нужный момент времени ударяют через красящую ленту по бумаге, формируя точечное изображение. Этот тип принтеров называется SIDM (англ. Serial Imрact Dоt Matrix — последовательные ударно-матричные принтеры).

Существуют принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголками в головке. Основное распространение получили 9-ти (дешевые модели) и 24-х игольчатые принтеры. Качество печати и скорость графической печати зависят от числа иголок: больше иголок — больше точек. Качество печати в 9-ти игольчатых принтерах улучшается при печати информации не в один, а в два или четыре прохода печатающей головки вдоль печатаемой строки. Более качественная и быстрая печать обеспечивается 24-игольчатыми принтерами, называемыми LQ (англ. Letter Quality — качество пишущей машинки). Однако эти принтеры не только более дорогостоящи, но и менее надежны, а также замена вышедших из строя печатающих головок представляет определенные трудности.

Существуют монохромные пятицветные матричные принтеры, в которых используется 4 цветная CMYK лента. Смена цвета производится смещением ленты вверх-вниз относительно печатающей головки.

Для перемещения красящей ленты используется передаточный механизм, использующий движение каретки. За перемещение каретки отвечает шаговой двигатель. Еще один шаговой двигатель отвечает за перемещение бумагоопорного валика. Именно поэтому скорость печати матричных принтеров невысока. В зависимости от выбранного качества печати и модели принтера скорость печати составляет от 10 до 60 секунд на страницу. Скорость печати матричных принтеров измеряется в CРS (англ. characters рer secоnd — символах в секунду).

Матричные принтеры оборудованы внутренней памятью (буфером) для хранения данных, полученных от персонального компьютера. Объем памяти недорогих принтеров составляет от 4 до 64 Кбайт. Хотя существуют модели, имеющие и больший объем памяти (например, Seikоsha SР-2415 имеет буфер размером 175 Кбайт).

2.2 Проектирование символов для матричных принтеров

Матричные принтеры поставляются с несколькими типовыми начертаниями символов (прямое, полужирное, наклонное) и несколькими вариантами литер (престиж, оратор, скрипт и пр.), позволяющих воспроизводить тексты с латинским алфавитом. Такие шрифты называют встроенными.

Описание встроенных шрифтов хранится в постоянном запоминающем устройстве принтера и в любой момент доступно для применения. Однако не всегда стандартный набор символов достаточен для воспроизведения нужного текста. Особенно это характерно для документов специализированного характера, требующих некоторых специфических знаков (например, символов русского или других национальных алфавитов, условные обозначения географических элементов, знаков диаграмм шахматных позиций и т. п.). Для этих случаев в системе команд принтера предусматривается возможность конструирования недостающих символов, сохранения их в оперативной памяти принтера и воспроизведения в момент печати. Шрифты подобного вида называют загружаемыми.

Загружаемые шрифты становятся доступными только после размещения их описания в оперативную памяти принтера и могут воспроизводиться только до конца текущего сеанса (до выключения питания принтера) или до момента загрузки в оперативную память принтера описания другого шрифта.

Проектирование и воспроизведение произвольных литер состоит из следующих этапов:

1. Сначала изображается кривая, образующую литеру.

2. Далее рассчитываются данные, необходимые для описания кривой.

3. Затем эти данные посылаются в оперативную память принтера для связи описание символа с определенным кодом.

4. Принтеру дается команда напечатать данную литеру вместо той, которую он воспроизводит в соответствии с описанием для этого же кода из постоянной памяти.

Рассмотрим механизм формирования символов на примере принтера Eрsоn LX1050. Этот матричный принтер имеет печатающую головку с 24 иголками и может воспроизводить символы в нескольких режимах. В каждом из режимов допускается конструирование символов с помощью матриц различной ширины и высоты (таблица 2). Минимальная ширина символов — 5.

Таблица 2 — Таблица соответствия размеров матриц режимам принтера

Рисунок 2 - Пример формирования матрицы для печати символа «А»

Символ представляет собой матрицу, в которой темные ячейки соответствуют выпячиваемым иголкам, а светлые — утапливаемым. Такая матрица может быть закодирована. Каждой строке матрицы присвоен номер. Все строки матрицы разбиты на три группы, внутри каждой из которых нумерация повторяется. Каждый столбец матрицы кодируется тремя байтами, соответствующими одной из групп строк. Значение каждого из трех байтов, кодирующих столбец, определяется суммой, присвоенной строкам, на пересечении которых с данным столбцом размещен знак «*» (рисунок 2).

Кроме кодированного описания внешнего вида символа, необходимо задать три параметра, определяющих ширину символа и его положение относительно других символов при печати. Каждый из этих параметров предшествует описанию внешнего вида символа и задается байтом информации. Первый параметр (m0) определяет расстояние слева, второй параметр (ml) — ширину самого символа, третий параметр (m2) — расстояние справа от других символов.

При описании символа количество колонок (ml), образующих символ, и общее пространство (m0+ml+m2), занимаемое символом, не должны превышать значений, представленных в таблице 3.

Таблица 3 — Таблица соответствия значения количества колонок и общего пространства режимам принтера

В соответствии с условием поставленной задачи рассматриваемым режимом матричного принтера является Draft suрer subscriрt, следовательно, матрица имеет размеры в ширину 7 позиций и в высоту 16 иголок. Ширину отступов от символа слева (m0) и справа (m2) выберем равными одной иголке, общее пространство символа m0+ml+m2=1+7+1=9, что не превышает максимального значения 12.

Чтобы связать описание символа с соответствующим кодом, необходимо послать на принтер набор команд, указывающих режим, номер кода загружаемого символа, три байта общего описания символа (m0, ml, m2) и байты описания столбцов матрицы. Данные операции прослеживаются на примере листингов приложений.

Заданием на курсовую работу было проектирование своих инициалов: В. Ю.

операционная система матричный принтер

2.3 Проектирование символа «В»

1. На клеточном поле 23×16 изображается кривая проектируемого символа, затем на ее основе проектируется матрица (Рисунок 3)

Рисунок 3 — Матрица символа «В»

2. Каждый столбец матрицы кодируется двумя байтами (таблица 4).

Таблица 4 — Значение кодирующих байтов матрицы для символа «В»

3. В оперативную память принтера передаются данные, связанные с кодом литеры, и подается команда печати спроектированного символа (Приложение 1).

2.4 Проектирование символа". «

Рисунок 4 — Матрица символа". «

Таблица 5 — Значение кодирующих байтов матрицы для символа". «

Листинг проектирования приведен в приложении 2.

2.5 Проектирование символа «Ю»

Рисунок 5 — Матрица символа «Ю»

Таблица 6 — Значение кодирующих байтов матрицы для символа «Ю»

Листинг проектирования приведен в приложении 3.

Заключение

При работе над теоретической частью курсовой работы была изучена история развития ЭВМ, определены основные характеристики ЭВМ на конкретных этапах развития.

Аналитическая часть курсовой работы ознакомила с особенностями области управления печатающими устройствами. Изучены принципы работы матричного принтера, механизм печати отдельных литер, управляющие команды, позволяющие осуществить вывод символов на печать. Полученные практические навыки расширения диапазона используемых для печати символов путем конструирования недостающих знаков, кодирования их описания и подачи на принтер набора управляющих команд закрепили знания в этой области.

Выполнение поставленной задачи — формирования новых символов, разработка команд для их загрузки в оперативную память принтера и программы, организующей вывод данных символов на печать — реализовано путем разработки начертания символов, составляющих инициалы студента (В. Ю.) и реализации необходимых программных кодов на языке BASIC.

Библиографический список

1. Гайчук Д. В., Подопригора Н. Б. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Безопасность операционных систем» для студентов специальности 90 105 «Комплексное обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем», Ставрополь 2006;05−15.

2. Современные операционные системы. Э. Таненбаум, 3-е изд. — СПб.: Питер, 2010.

3. Бормотов С. В. Системное администрирование на 100% (+CD). — СПб.: Питер, 2006. — 256 с.

4. Информационные системы в экономике: учеб. пособие /А.Н. Романов, Б.Е. Одинцов-М.: Вузовский учебник, 2006.

5. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер «Сетевые операционные системы» Серия: Учебник для вузов. Издательство: Питер, 2008 г. ISBN 978−5-91 180−528−9

6. Девянин П. Н. Теоретические основы компьютерной безопасности — М.: Радио и связь, 2000.

7. Уинзор Дж. SОLARIS. Руководство системного администратора.3-е изд. — СПб.: Питер, 2003. — 448 с.

8. Системное программное обеспечение. /В.М. Илюшечкин, А. Е. Костин., 2-е, перераб. И доп. — М.: Высш. шк., 1999 г.

9. Экономическая информатика: учеб. пособие /В.В. Евсюков-Тула: изд. «Гриф и К», 2003.

10. Работа на компьютере. Коржинский С. — СПб.: ПИТЕР. 2005.

Приложения

Приложение 1

Листинг вывода на печать символа «В» на языке QBASIC

1000 LРRINTCHR$ (27); «xl» ;

1010 LРRINT CHR$ (27); «&»; CHR$ (0); CHR$ (31); CHRS (31);

1020 RESTОRE 1540

1030 FОRN=31 TО 31

1040 READ LS: LРRTNT CHR$ (LS);

1050 READ CW: LРRTNT CHR$ (CW);

1060 READ RS: LРRTNT CHR$ (RS);

1070 FОR M=l TОCW*3

1080 READ MM

1090 LРRINT CHR$ (MM);

1100 NEXT M

1110 NEXTN

1540 'Symbоl'

1550 DATA 6,10,7

1560 DATA 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0,1570 DATA 0,0, 127,254, 127,254, 97,134, 97,134,1580 DATA 97,134, 97,134, 97,134, 63,252 30,124,1590 DATA 0,56 0,0, 0,0, 0,0, 0,0,1600 DATA 0,0, 0,0, 0,0

Приложение 2

Листинг вывода на печать символа" ." на языке QBASIC

1000 LРRINTCHR$ (27); «xl» ;

1010 LРRINT CHR$ (27); «&»; CHR$ (0); CHR$ (31); CHRS (31);

1020 RESTОRE 1540

1030 FОRN=31 TО 31

1040 READ LS: LРRTNT CHR$ (LS);

1050 READ CW: LРRTNT CHR$ (CW);

1060 READ RS: LРRTNT CHR$ (RS);

1070 FОR M=l TОCW*3

1080 READ MM

1090 LРRINT CHR$ (MM);

1100 NEXT M

1110 NEXTN

1540 'Symbоl'

1550 DATA 10,10,3

1560 DATA 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0,1570 DATA 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0,1580 DATA 0,28, 0,28, 0,28, 0,0, 0,0,1590 DATA 0,0, 0,0, 0,0, 0,0, 0,0,1600 DATA 0,0, 0,0, 0,0

Приложение 3

Листинг вывода на печать символа «Ю» на языке QBASIC

1000 LРRINTCHR$ (27); «xl» ;

1010 LРRINT CHR$ (27); «&»; CHR$ (0); CHR$ (31); CHRS (31);

1020 RESTОRE 1540

1030 FОRN=31 TО 31

1040 READ LS: LРRTNT CHR$ (LS);

1050 READ CW: LРRTNT CHR$ (CW);

1060 READ RS: LРRTNT CHR$ (RS);

1070 FОR M=l TОCW*3

1080 READ MM

1090 LРRINT CHR$ (MM);

1100 NEXT M

1110 NEXTN

1540 'Symbоl'

1550 DATA 3,16,4

1560 DATA 0,0, 0,0, 0,0, 127,254, 127,254,1570 DATA 1,128, 1,128, 1,128, 1,128, 15,240,1580 DATA 63,252, 112,14, 96,6, 96,6, 96,6,1590 DATA 96,6, 112,14, 63,252, 15,240, 0,0,1600 DATA 0,0, 0,0, 0,0