Базовые понятия операционных систем

Остановимся на некоторых понятиях, важных для понимания принципов функционирования всех операционных систем.

Ключевое понятие любой операционной системы – процесс. Процессом называют программу в момент ее выполнения. Управление процессами – важнейшая функция операционной системы.

При исполнении процессов на центральном процессоре следует различать следующие характерные состояния:

1. порождение – подготовка условий для исполнения процессором;

2. активное состояние – исполнение программы процессором;

3. ожидание – программа не исполняется по причине занятости какого-либо требуемого ресурса;

4. готовность – программа не исполняется, но все необходимые для исполнения программы ресурсы, кроме центрального процессора, предоставлены;

5. окончание – нормальное или аварийное завершение исполнения программы, после которого процессор и другие ресурсы ей не предоставляются.

С процессом связано понятие ресурса. Ресурс – функциональный элемент вычислительной системы (оперативная память, диски, процессор и т.д.), который может быть выделен процессу на определенный промежуток времени.

Файловая система

Всем компьютерным приложениям нужно хранить и получать информацию. Наиболее удобной для доступа к долговременным устройствам хранения информации оказалась система, при которой пользователь назначает для той или иной совокупности данных некоторое имя.

Определенный участок диска, занятый информацией, имеющей собственное имя, называется файлом.

Часть операционной системы, работающая с файлами и обеспечивающая хранение данных на дисках и доступ к ним, называется файловой системой.

С точки зрения пользователя наиболее важным аспектом файловой системы является ее внешнее представление, т.е. именование и защита файлов, операции с файлами и т.д. Компьютеру безразлично, какое имя имеет любая программа или документ, т.к. он получает от операционной системы инструкцию подобно такой: «прочитай столько-то байт с такого-то места на диске». При этом пользователь не обязан знать, в каком физическом прядке и где именно находятся его данные. Ему достаточно потребовать от операционной системы прочитать документ или загрузить необходимую программу.

Таким образом, файловая система нацелена на выполнение следующих действий:

1. определение физического расположения частей файла;

2. определение наличия свободного места и выделение его для создаваемых файлов.

Скорость выполнения этих операций напрямую зависит от самой файловой системы. Разные файловые системы используют различные механизмы для реализации указанных задач и имеют свои преимущества и недостатки.

Файловая система типа FAT (File Allocation Table – таблица расположения файлов) относится к линейной табличной структуре со сведениями о файлах – именами файлов, их атрибутами и другими данными, определяющими местоположение файлов или их фрагментов.

Таблица размещения файлов представляет собой карту области данных, в которой описывается состояние каждого участка (кластера) области данных.

Файловая система NTFS (New Technology File System) хранит информацию обо всех файлах и папках в главной таблице файлов (Master File Table, MFT), использующей более компактную форму записи и содержащую информацию для восстановления.

Использование NTFS повышает безопасность компьютера, т.к. эта файловая система допускает защиту данных путем их шифрования и возможности установки запрета на доступ к ним.