Конспект урока по теме "Операционная система"
план-конспект урока по информатике и икт (8 класс) на тему

8 класс

УРОК №2. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ФАЙЛЫ И ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА

Цели:

1. Рассказать об эволюции компьютеров и задачах, которые на них решались
2. Дать понятие «операционная система» и показать, какие они бывают.
3. Объяснить из чего состоит «операционная система».
4. Рассказать о файловой системе, как о важном компоненте операционной системы
5. Ввести понятия, файлов и каталогов (папок)
6. Объяснить принципы именования файлов.

Средства обучения и электронные материалы:

Демонстрация презентации с помощью проектора. Операции, которые приведены в учебнике показываются с учительского компьютера.

Для практической работы нужны ученические ПК.

План урока:

1. Вводная часть.
2. Определение понятия «операционная система» с учетом исторического экскурса.
3. Рассказ о том, из чего состоит операционная система.
4. Определение понятия «пользовательский интерфейс».
5. Рассказ о том, какие операционные системы существуют в настоящее время.
6. Файлы и их именование.
7. Файловая система ОС Windows.
8. Разбор «Рабочего стола».
9. Заключение.

Ход урока:

1. Вводная часть.

Вспомните с учениками пройденный на предыдущем уроке материал.  Еще раз проговорите, для чего созданы компьютеры, какова их цель. Добейтесь от учеников, чтобы они самостоятельно высказали ее. Затем восстановите в памяти, чем вы закончили прошлый урок: компьютер без программного обеспечения ничто. И переходите к основному содержанию.

        На вашем компьютере установлено множество программ. Подумайте: есть ли среди них главная программа? Какие функции, по вашему мнению, должна выполнять такая программа?

2. Немного истории и определение понятия операционная система

Цель этого параграфа – рассказать ученикам о том, как же люди работали с компьютерами, и как компьютер постепенно перешел из категории «уникальных» устройств в категорию «персональных». Основным фактором такого перехода являлось, несомненно, удешевление компьютеров, но не только оно. На примерах эволюции вычислительных машин покажите, как выглядело «общение» пользователя с ними. Наведите учеников на понятие операционной системы – программы (набора программ) - посредника между человеком и компьютером. Подробно разберите рисунок, приведенный в учебнике, и определите основные задачи операционной системы.

        Первые компьютеры назывались электронными вычислительными машинами (ЭВМ). Они занимали очень много места. Нельзя сказать, что по своему устройству ЭВМ были сложнее современных компьютеров, но «персональными», то есть управляемыми одним человеком, они точно не были. Посмотрите на фотографию середины XX века (рис. 1.15). На ней изображена машина ЭНИАК. Для того чтобы её запрограммировать на решение нужной задачи, группе инженеров необходимо было вручную установить порядка 6000 переключателей. На это, бывало, уходило несколько дней. И стоило инженерам допустить маленькую ошибку, ничего не работало! Это был очень тяжёлый труд. Но самое главное заключалось в том, что человек целиком и полностью управлял любой, даже самой мелкой операцией в ЭВМ.

ЧТО БЫЛО ДАЛЬШЕ?

        Постепенно компьютерами начинали пользоваться всё больше и больше людей. ЭВМ стали переходить из категории «уникальных» в категорию «популярных» устройств. С компьютерами начали работать пользователи, а не только инженеры ЭВМ.

        Давайте подумаем, а для чего же использовались компьютеры в то время?

        Они предназначались для математических расчётов, решения сложных физических задач, реализаций программ освоения космоса, оборонных задач и т. д., но точно не для развлечений. А хранили компьютеры отнюдь не фотографии и музыку, а научные и оборонные данные, соответственно пользователями компьютеров были преимущественно учёные и военные.

        Конечно, до «персональных» компьютерам было пока ещё далеко, но надо было как-то упрощать работу с такими устройствами. И тогда программисты придумали: «Давайте создадим специальную программу, которая будет являться посредником между пользователем и компьютером. Эта программа будет принимать от пользователя команды, преобразовывать их для компьютера, затем выполнять и возвращать результат пользователю».

        Получилась даже не одна программа, а набор, система программ. Её назвали операционной системой (ОС). Например, если раньше инженеру для того, чтобы найти нужные данные, требовалось вручную эти данные искать, то с появлением операционных систем уже пользователь получил возможность просто отдать команду: «Найди мои данные!» И ОС сама находила и возвращала пользователю нужную информацию.

        Операционная система «взяла на себя» управление всей работой компьютера: устройствами и другими программами, размещением данных в виде файлов в долговременной памяти, освободив человека от этой рутины (рис. 1.16).

        Можно сказать, что в современном компьютерном мире операционная система - это самая важная часть программного обеспечения компьютера.

3. Состав операционной системы

Состав операционной системы лучше всего объяснять с помощью аналогий. Представьте операционную систему как планету, у которой обязательно есть ядро – самые важные программы, без которых работа операционной системы вообще не возможна. Затем идут всевозможные оболочки-слои. Обязательно расскажите о драйверах – программах, которые управляют устройствами (В этот момент разумно попросить учеников вспомнить, какие устройства они знают, и попросить их назвать). Отдельно стоит рассмотреть пользовательский интерфейс.

Если остается время, а урок идет динамично, то вы можете углубиться в устройство операционных систем, рассказать о видах ядер ОС (монолитные, модульные и т.д.), драйверах, загрузчиках и т.д.

        Операционная система - это программное обеспечение, и каждый пользователь вправе выбирать, с какой программой ему легче работать.

        В этой системе есть часть, без которой компьютер вообще работать не сможет. Она называется ядром операционной системы. В ядро входят программы, управляющие оборудованием, файлами и т. д. В различных операционных системах содержание ядра может различаться. Кроме ядра, в операционной системе присутствует множество других программ. Это, например, планировщики заданий, драйверы (программы, управляющие отдельными устройствами) и многие другие программы.

4. Пользовательский интерфейс

Это очень важная часть операционной системы. Она обеспечивает взаимодействие пользователя и компьютера. Разберите с учениками, каким образом эволюционировал пользовательский интерфейс с развитием компьютеров. Покажите им первую «мышку», первые окна «windows». Постройте временную схему: командная строка->файловый менеджер->графический интерфейс пользователя->тач скрины.

        Пользовательский интерфейс - это набор правил и инструментов, с помощью которых человек общается с компьютером или с любым другим устройством, например с телевизором, стиральной машиной, автомобилем ит. д.

        Приведём примеры пользовательских интерфейсов:

1)        приборная панель самолёта:

2)        пульт дистанционного управления и меню на экране телевизора;

3)        тачскрин-монитор (это монитор, который умеет реагировать на прикосновения).

        Любая операционная система предоставляет пользователю некоторый пользовательский интерфейс, даже несколько интерфейсов: можно выбрать, какой вам больше удобен. С интерфейсами человек работает с помощью мыши и клавиатуры.

        ??? Знаете ли вы, что устройство, которое мы называем «мышь» и без которого мы сегодня не мыслим работу за компьютером, появилось в составе компьютера в 1981 году? Его разработали в компании XERОX. Посмотрите, как выглядела первая мышь (рис. 1.17).

        Интересно, что название MOUSE («мышь») - это аббревиатура.

!!! д/з: _        Найдите в сети Интернет, как эта аббревиатура расшифровывается.

        Как же люди работали до появления мыши? С помощью клавиатуры.

        Первым пользовательским интерфейсом был интерфейс командной строки (рис. 1.18). Пользователь мог на экране монитора вручную вводить команды, набирая их на клавиатуре: запускать программы. Операционная система отвечала ему на этом же экране.        

        Затем появились файловые менеджеры. Эти программы организовывали работу пользователя с помощью различных меню, а для выполнения популярных операций использовались функциональные клавиши клавиатуры (F1, F2 и т. д.) Посмотрите, они есть на любой клавиатуре в самом верху.

        Практически все файловые менеджеры имеют две панели: левую и правую (рис. 1.19). Пользователь может переходить с одной панели на другую и работать с данными и программами. А внизу экрана вы видите всё ту же командную строку, которая служит для задания команд операционной системе.

        И вот, наконец, появился графический пользовательский интерфейс. В этом интерфейсе пользователь видит графические символы, обозначающие различные объекты. Пользователь может простым движением мыши переносить объекты, редактировать их, одним словом, выполнять всю ту же работу, которую он раньше делал с помощью командной строки или файлового менеджера. Посмотрите, как выглядел графический интерфейс пользователя одной из первых операционных систем для компьютеров фирмы Apple.

        Развитием графических пользовательских интерфейсов стали интерфейсы тачскрин (touch screen). В таких интерфейсах нет мыши, а монитор реагирует на нажатия пальцев пользователя. Такие интерфейсы применяются в планшетных компьютерах, навигаторах, информационных киосках и т.д.

5. Какие операционные системы существуют

Для начала спросите у учеников, какие операционные системы они знают. Вполне возможно, что дети приведут вам примеры основных операционных систем: windows, macOS. Ваша задача рассказать им, что операционных систем существует огромное множество. Расскажите, для каких целей применяется та или иная операционная система. Например, unix или linux для серверов, а windows – для рабочих станций и персональных компьютеров. (Хотя это на любителя…)

        В современном компьютерном мире существует множество операционных систем. К самым популярным можно отнести следующие

1.        Операционные системы семейства Windows компании Microsoft. Эти операционные системы получили самое большое распространение в мире.

2.        Операционные системы семейства Linux. Это свободно распространяемые операционные системы.

3.        Операционные системы семейства MacOS компании Apple. Эти операционные системы устанавливаются на все компьютеры фирмы Apple, а также на планшетные компьютеры iPad и музыкальные плейеры iPod.

4.        Операционные системы семейства Android компании Google - установлены на многие мобильные телефоны и коммуникаторы.

6. Что такое файл?

Разберите пример с канцелярским магазином. Продемонстрируйте ученикам файлик для хранения бумаг. Проведите аналогию, между бумажным документом и компьютерными данными. Добейтесь того, чтобы ученики поняли полную аналогию между хранением бумажных документов в полиэтиленовых файлах и компьютерных документов в «бинарных» файлах. При этом, конечно, никакого погружения в мир «цифр» быть не должно. Делайте упор именно на аналогию. Поговорите с учениками о том, что в файлах хранится различная информация: от текстовых документов до фотографий и видео. Попросите учеников самостоятельно привести примеры.

Представьте, что вы хотите обработать фотографии, которые сделали, совершая кругосветное путешествие. Но где находятся эти фотографии? Как их разместить в компьютере, чтобы быстро найти и не перепутать с другими фотографиями? Кто нам поможет в этом?

•        Как вы считаете, какая проблема в этой ситуации?

        Прежде чем говорить о файловой системе, необходимо определиться с самим понятием «файл». Это слово, на самом деле, имеет отношение не только к компьютерам. Давайте зайдём в канцелярский магазин. Там можно увидеть прозрачные пакетики с дырочками по краям. Это и есть файлы. Зачем они нужны? В них хранят документы, различные записи, доклады и пр.

        В компьютерном мире файл - это имеющий имя (именованный) набор данных, размещённый на компьютерном носителе данных (жёстком диске, флеш-памяти, DVD).         Давайте проанализируем это определение на примерах.

1.        Вы берёте цифровой фотоаппарат и делаете фотографию. Щёлк - фотография сохранена на флеш-карте, которая вставлена в фотоаппарат. Произошло следующее: данные о вашем снимке записались в файл, который сохранился на флеш-карте.

2.        Вы сочиняете стихи и набираете их на компьютере в специальной программе обработки текстов — текстовом редакторе. Когда вы нажимаете в этой программе кнопку Сохранить, ваш текст оказывается на жёстком диске компьютера в файле с выбранным вами именем.

3.        Вы пишете программу - вводите её в компьютер. Ваша программа сохраняется в файле.

4.        Все программы, которые входят в состав операционной системы, - это тоже файлы.

Итак, в файлах хранятся любые данные, которые могут понадобиться вам или компьютеру для работы.

Имя файла

Каждый файл имеет имя. Но это имя (обычно) состоит из двух частей: собственно, имени и расширения, которое определяет принадлежность файла к определенным категориям. Вообще говоря, это очень тонкий момент. В операционных системах Unix (linux) файлы категоризируются не только расширением, но и своими свойствами. Будьте готовы к такому повороту сюжета, если ученики будут задавать соответствующие вопросы. Но остановимся на расширениях. Приведите примеры, остановитесь на известных расширениях, которые, как говорится, «на слуху»: mp3, avi, docи т.д. На примерах поясните, зачем вообще расширения нужны.

При наличии свободного времени можно рассказать, что когда-то имена файлов ограничивались 8 символами, это было неудобно. Однако, технологии развивались, и в настоящее время мы можем создавать имена файлов произвольной длины.

        Для того чтобы работать с файлами, мы должны их каким-то образом называть. Имя файла — это самая важная его характеристика. Обычно имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения (рис. 1.22).

        Примеры имён файлов: TeKcr.doc, program.pas, driver.sys, notepad.exe и т. д.

        Всё, что находится до точки, — имя, всё, что после, — расширение.

        По расширению ряд операционных систем определяют тип файла: данные какого типа хранятся в файле, какая программа по умолчанию (то есть если пользователь не указал иное) должна этот файл обрабатывать и какой значок (иконку) использовать для отображения данного файла на экране монитора.

        Например, если файл имеет расширение ехе, то операционные системы семейства Windows определяют его как исполнимый, то есть как программу, которую можно запустить на выполнение. Когда вы запускаете вашу любимую игру, программу работы с изображениями (графический редактор) и т. д., вы запускаете исполнимый файл. Но в операционных системах Linux всё обстоит не так. В них расширение не определяет, исполнимый это файл или нет.

        Файл с расширением sys операционная система Windows считает системным файлом. Это может быть драйвер - программа, управляющая каким-то устройством компьютера, или другие необходимые для работы операционной системы файлы.

        Файлы с расширением doc или docx - это файлы, хранящие в себе документы, созданные в текстовом редакторе Microsoft Word. Когда вы на них щёлкаете два раза мышью, открывается программа Microsoft Word, а в ней уже появляется ваш документ.

        Файлы с расширениями jpg, gif, bmp - это файлы, хранящие графические данные: ваши фотографии и рисунки. Файлы с расширениями aw, mp4 содержат видеоданные, а файлы с расширениями wav, mp3 - звуковые данные.

        На самом деле, вы спокойно можете открыть звуковой файл sample.mp3 в Microsoft Word. Никакой ошибки это не вызовет. Просто Microsoft Word не поймёт», что находится в этом файле, и покажет вам сплошную «абракадабру». Попробуйте.

Файловая система

Сообщите ученикам, что знаний принципов именования файлов не достаточно для управления всей структурой данных. Для этого нужна файловая система. Опишите это порядок. Это самое главное.

        Разобравшись с тем, что такое файлы, мы, однако, натолкнулись на ряд других вопросов. Во-первых, как физически разместить наши файлы на носителе (жёстком диске, флешке, DVD)? Во-вторых, у нас могут быть файлы с одинаковыми именами — как их различить? В-третьих, было бы очень неудобно все наши данные держать в одном месте: мы бы получили большую «свалку». В-четвёртых, было бы неплохо защищать наши данные: представьте, вы создаёте документ, и тут выключается свет, а за ним и компьютер. Что делать?

        Поможет нам в этом файловая система.

        Файловая система - это компонент операционной системы, который отвечает за:

1)        правила размещения данных на носителе информации:

2)        физическое хранение данных на устройстве:

3)        способы именования файлов;

4)        безопасность данных, размещённых на носителе, и т. д.

        Практически все файловые системы позволяют объединять файлы в каталоги (папки). Это наследие канцелярского прошлого. Но очень удобное и полезное, не так ли?         Объединение (группировка) файлов в каталоги позволяет выстроить чёткую логическую структуру хранения файлов и хранить множество файлов с одинаковыми именами.

        Некоторые файловые системы поддерживают шифрование данных, чтобы только их законные владельцы могли получать к ним доступ.

7. Файловая система Windows

Здесь необходимо поведать о том, как устроены файловые системы ОС Windows. Причем обязательно расскажите, что фактически файловых систем – несколько, но их идеологии с точки зрения пользователя очень похожи. Расскажите о дисках и каталогах, о иерархическом принципе организации файлового пространства. В учебнике мы употребляем как понятие «папка», так и понятие «каталог». Они эквиваленты. Если у учеников будет возникать непонимание, то поясните им это. Покажите примеры. Если есть возможность, то на экране покажите, как посмотреть, какая файловая система установлена на компьютере. Определите понятие форматирование.

Если возникнет вопрос о том, какие файловые системы применяется в других операционных система (Linux, MacOs), то рекомендуем остановиться на этом достаточно кратко, поскольку идеология этих файловых систем отличается от идеологии файловых систем ОС семейства Windows даже для пользователя. Однако, можно сказать, что в них также присутствуют понятия «файлов», «папок», «рабочего стола» и т.д., просто их организация их с технической точки зрения иная.

        В операционных системах Windows распространены две файловые системы: FAT32 и NTFS. Файлы хранятся на дисках, которые именуются, начиная с латинской буквы С. Это означает, что первый диск называется С, второй - D, третий - Е и т. д. Причём это могут быть как разные физические диски, так и поименованные части одного диска, называемые логическими дисками. Файлы на дисках могут быть сгруппированы в каталоги (папки). Каталоги могут хранить в себе другие каталоги, образуя иерархию, или дерево каталогов.

        В файловой системе у каждого файла есть свой адрес, по аналогии с адресом человека в городе. Этот адрес выглядит следующим образом:

ИмяДиска1\Папка1\Папка2\.„\Папка1\1\ИмяФайла.РасширениеФайла

        Например,

C:\Windows\System32\Drivers\hdaudio.sys

C:\Program Files\Microsoft Office\Office12\winword.exe

C:\tree.far

        Диск С обычно называется системным диском, поскольку на нём хранятся файлы операционной системы.

        Чтобы создать файловую систему на диске, его нужно отформатировать.

        Форматирование - это процесс, который создаёт файловую систему на диске. Но надо помнить о том, что после форматирования диска все данные, которые на нём находились, станут недоступны. Поэтому будьте внимательны.

        После завершения процесса форматирования диск будет пустой. Теперь мы можем записывать на него свои данные.

8. Рабочий стол

Ученики должны абсолютно четко понимать, что рабочий стол – это просто специальный каталог и ничего более. Все файлы, которые помещены в этом каталоге, отображаются на экране монитора сразу, при загрузке операционной системы. Для удобства, этот каталог имеет фон – картинку, которая делает приятной работу. Но это только каталог и все. Покажите, как надо работать с корзиной и объясните, что файлы, помещенные в корзину на самом деле никуда не удаляются и продолжают занимать место.

        Когда вы включаете компьютер, то видите ваше рабочее пространство, которое называется Рабочим столом. На самом деле это специальный каталог, в который вы можете поместить наиболее часто используемые каталоги и файлы или ссылки на них.         На Рабочий стол можно поместить в качестве фона картинку, которая создаёт пользователю приятную атмосферу для работы.

        На Рабочем столе обычно располагают очень важный для пользователя каталог - Корзину. Файлы и каталоги удаляются в Корзину, а пользователь может просмотреть её содержимое и по желанию вернуть файлы, удалённые по ошибке.

9. Заключение

Еще раз проговорите с учениками, почему возникла необходимость в операционных системах, из чего они состоят и какими бывают. Определите, что самым важным для любого пользователя является его личная информация, или данные. А они должны где-то храниться. Подведите детей к понятию «файловая система», которая и отвечает за данные.

Еще раз проговорите с учениками, что такое файл, каталог, файловая система, расширения и другие понятия. Зачем нужна файловая система? Какие задачи она помогает решить?

        Операционная система была создана для того, чтобы с компьютерами могли работать не только специалисты, но и обычные пользователи.

        Операционная система - это множество программ, часть из которых составляет основу - ядро, без которого работа компьютера была бы невозможна. Другая часть содержит дополнительные программы.

        Операционная система управляет устройствами компьютера, работой других устройств, файлами и является посредником между пользователем и компьютером.

        Операционная система содержит интерфейсы пользователя.

        Самыми распространёнными и популярными операционными системами являются Windows, Linux, MacOS и Android.

        Файл - это поименованный набор данных, размещённый на носителе.

        Обычно полное имя файла состоит из двух частей: имени и расширения. По расширению можно определить, какие данные хранятся в файле и какая программа по умолчанию должна этот файл обрабатывать.

        Файловая система - это компонент операционной системы, который отвечает за:

1)        принципы размещения данных на носителе;

2)        физическое хранение данных на устройстве;

3)        способы именования файлов;

4)        безопасность данных, размещённых на носителе, и т. д.

        Для удобства использования файлы объединяются в каталоги (папки]. Папки образуют иерархическую структуру - дерево каталогов.

        В операционной системе Windows Рабочий стол - это специальный каталог, создающий для пользователя рабочее пространство.

        Корзина — специальный каталог, задача которого — помочь пользователю восстановить случайно удалённые данные.

10. Домашнее задание

Если Вы хотите задать домашнее задание, то можно, например, попросить учеников поискать в интернете информацию о том, что такое «дистрибутивы Linux», какие они бывают, как их можно получить?

Задание

1. В каталоге, указанном учителем создать структуру каталогов, соответствующую рисунку.
2. В каталоге А2 создать подкаталоги В4 и В5 и удалить каталог В2.
3. В каталоге Личное создать файл Name.txt, содержащий информацию о своих фамилии, имени и отчестве. Здесь же создать файл Date.txt, содержащий информацию о своей дате рождения. В этом же каталоге создать файл School.txt, содержащий информацию о начальной школе, которую вы закончили, и о школе, в которой Вы сейчас учитесь (если они различаются)
4. В каталоге Профессия создать файл prof.txt, содержащий информацию о том, какой профессией Вы хотели бы овладеть, и чем вам интересно заниматься. Пофантазируйте, но в меру!!! ☺
5. Присвоить файлу созданному файлу prof.txt атрибут "скрытый" и скрыть файл. Удостоверьтесь в этом, открыв каталог в Проводнике Windows. (Для того чтобы это сделать, исследуйте пункт «Свойства», нажав на правую кнопку мыши на иконке с файлом)
6. В каталоге Хобби создать файл hobby.txt с информацией о Ваших увлечениях.
7. Скопировать файл hobby.txt в каталог В3 и переименовать его в файл Вариант_№N.txt, где N - номер Вашего варианта.
8. Отсортировать содержимое каталога Личное по дате.
9. Сделать копию файла Вариант_№N.txt (например, copy_ Вариант_№N.txt.txt ) в этом же каталоге, а затем удалить его.
10. Отсортировать все файлы, хранящиеся в каталоге Личное, по имени.