- •Рецензенты:
- •Ответственные за выпуск:
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Назначение и функции операционной системы
- •1.1. Функциональные компоненты операционной системы автономного компьютера
- •1.1.1. Управление процессами
- •1.1.2. Управление памятью
- •1.1.3. Управление файлами и внешними устройствами
- •1.1.4. Защита данных и администрирование
- •1.1.5. Интерфейс прикладного программирования
- •1.1.6. Пользовательский интерфейс
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •1.2. Сетевые операционные системы
- •1.2.1. Сетевые и распределенные ос
- •1.2.2. Два значения термина «сетевая ос»
- •1.2.3. Функциональные компоненты сетевой ос
- •1.2.4. Сетевые службы и сетевые сервисы
- •1.2.5. Встроенные сетевые службы и сетевые оболочки
- •1.3. Требования к современным операционным системам
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •2. Архитектура операционной системы
- •2.1. Ядро и вспомогательные модули ос
- •2.2. Ядро и привилегированный режим
- •2.3. Многослойная структура ос
- •2.4. Аппаратная зависимость ос
- •2.5. Переносимость операционной системы
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •2.6. Микроядерная архитектура
- •2.6.1. Концепция
- •2.6.2. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры
- •2.7. Совместимость и множественные прикладные среды
- •2.7.1. Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов
- •2.7.2. Трансляция библиотек
- •2.7.3. Способы реализации прикладных программных сред
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •3. Процессы и потоки
- •3.1. Мультипрограммирование
- •3.1.1. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •3.1.2. Мультипрограммирование в системах разделения времени
- •3.1.3. Мультипрограммирование в системах реального времени
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Мультипроцессорная обработка
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Планирование процессов и потоков
- •3.4. Понятия «процесс» и «поток»
- •3.4.1. Создание процессов и потоков
- •3.4.2. Планирование и диспетчеризация потоков
- •3.4.3. Состояния потока
- •3.4.4. Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования
- •3.4.5. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании
- •3.4.6. Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах
- •3.4.7. Смешанные алгоритмы планирования
- •3.5. Синхронизация процессов и потоков
- •3.5.1. Цели и средства синхронизации
- •3.5.2. Сигналы
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •4. Управление памятью
- •4.1. Функции операционной системы по управлению памятью
- •4.2. Типы адресов
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •4.3. Алгоритмы распределения памяти
- •4.3.1. Алгоритмы распределения без использования внешней памяти Распределение памяти динамическими разделами
- •Распределение памяти перемещаемыми разделами
- •4.3.2. Алгоритмы распределения с использованием внешней памяти
- •Свопинг и виртуальная память
- •Страничное распределение
- •Сегментное распределение
- •Сегментно-страничное распределение
- •Разделяемые сегменты памяти
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •5. Ввод-вывод и файловая система
- •5.1. Задачи операционной системы по управлению файлами и устройствами
- •5.2. Специальные файлы
- •5.3. Логическая организация файловой системы
- •5.3.1. Цели и задачи файловой системы
- •5.3.2. Типы файлов
- •5.3.3. Иерархическая структура файловой системы
- •5.3.4. Имена файлов
- •5.3.5. Монтирование
- •5.3.6. Атрибуты файлов
- •5.3.7. Логическая организация файла
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •5.4. Физическая организация файловой системы
- •5.4.1. Диски, разделы, секторы, кластеры
- •5.4.2. Физическая организация и адресация файла
- •2048 Записей
- •5.5. Физическая организация fat
- •Кластер № 17 – начальный кластер файла file1; кластер № 18 – начальный кластер файла file2
- •5.6. Физическая организация файловых систем s5 и ufs
- •5.7. Физическая организация файловой системы ntfs
- •5.7.1. Структура тома ntfs
- •5.7.2. Структура файлов ntfs
- •5.7.3. Каталоги ntfs
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •5.8. Контроль доступа к файлам
- •5.8.1. Доступ к файлам как частный случай доступа к разделяемым ресурсам
- •5.8.2. Механизм контроля доступа
- •Имена файлов
- •5.8.3. Организация контроля доступа в ос unix
- •Процесс
- •Запрос операции
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •5.8.4. Организация контроля доступа в ос Windows nt
- •5.8.5. Разрешения на доступ к каталогам и файлам
- •Соотношение индивидуальных и стандартных разрешений для файлов
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •Ответы на вопросы для самопроверки
- •Лабораторные работы
- •Методические указания для проведения лабораторных занятий и выполнения контрольной работы
- •Лабораторная работа № 1 Системный реестр Windows 9x. Редактор базы данных регистрации
- •Редактор системного реестра. Утилита regedit.Exe
- •Командный файл системного реестра
- •Утилита редактора системных правил Poledit
- •Список ключей системного реестра
- •Заблокировать возможность удаления принтеров.
- •Заблокировать возможность добавления принтеров.
- •Скрыть вкладку «Устройства» утилиты «Система».
- •Скрыть вкладку «Профили оборудования» утилиты «Система».
- •Лабораторная работа № 2 Администрирование сетевой ос Windows xp
- •Установка удаленного терминала (Remote DeskTop Connection)
- •Работа с Windows 2003 Server
- •Утилиты панели управления
- •Управление рабочей станцией
- •Администрирование
- •Конфигурирование сервера
- •Управление контроллером домена
- •Предоставление доступа к ресурсам сервера
- •Привилегия клиента удаленного терминала
- •Панель задач. Управление процессами
- •Лабораторная работа № 3 Командные центры Windows 9х
- •Утилита «Дата/время»
- •Утилита «Клавиатура»
- •Утилита «Мышь»
- •Утилита «Специальные возможности»
- •Утилита «Принтеры»
- •Утилита «Шрифты»
- •Утилита «Установка и удаление программ»
- •Утилита «Система»
- •Утилита «Язык и стандарты» Окно утилиты Язык и стандарты содержит вкладки Денежные единицы, Время, Дата, Региональные стандарты, Числа.
- •Рабочий стол. Свойства рабочего стола
- •Лабораторная работа № 4 Установка ос Fedora Core X. Режимы работы системы. Инсталляция приложений
- •Подготовка жесткого диска к инсталляции ос Linux
- •Программа редактирования разделов жесткого диска PowerQuest PartitionMagic 8.0
- •Создать как: (Create as:) Logical Partition Тип раздела: (Partition type:) Linux Ext3 Размер: (Size:) 9500
- •Инсталляция ос Fedora Core X
- •Графический интерфейс gnome ос Linux
- •Лабораторная работа № 4 Установка ос Fedora Core X
- •Текстовый интерфейс ос Linux Алфавитно-цифровой терминал
- •Режимы работы ос Linux
- •Установка приложений в ос Red Hat
- •Лабораторная работа № 5 Подсистемы управления ос
- •Управление ресурсами ос Linux
- •Графические утилиты управления процессами. Системный монитор
- •Подсистемы управления, общие для всех ресурсов
- •Администрирование в ос Red Hat. Локальные системы
- •Пользовательский интерфейс
- •Регистрация событий
- •Лабораторная работа № 6 Файловые системы. Сетевые сервисы ос Linux
- •Команды и утилиты, предназначенные для работы с файловыми системами
- •Создание, редактирование и удаление разделов жесткого диска. Утилита fdisk
- •Создание и локализация файловой системы
- •Файловые службы и сетевые файловые системы
- •Автомонтирование
- •Сервисы Linux
- •Список вопросов к контрольной работе
- •Библиографический список
|
УДК 681.3.06 ББК 32.973.26-018.2 Ф-32 |
Рекомендовано научно-методическим советом УрГЭУ в качестве учебного пособия для студентов всех форм обучения |
Рецензенты:
Кафедра Автоматизированных Информационных Технологий Экономического факультета Кабардино-Балкарского государственного университета
Кафедра прикладной математики Уральского государственного технического университета – УПИ
Ответственные за выпуск:
В. М. Иванов директор ЦДО;
А. Ф. Шориков – зав. кафедрой информационных систем в экономике
Федоров Е. В.
Ф32 Операционные системы, среды и оболочки: Учеб.пособие. Переработанное и дополненное. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2005. 253 с.
Учебно-методическое пособие разработано на основе государственных общеобразовательных стандартов.
В пособии изложен материал по курсу «Операционные системы, среды и оболочки», который студенты, обучающиеся по специальности «Информационные системы в экономике», обязаны изучить при подготовке к испытаниям, установленным учебным планом.
В пособии рассмотрены следующие вопросы: назначение операционной системы, архитектура операционной системы, потоки и процессы, распределение памяти и файловые системы.
Пособие содержит описание лабораторных работ по курсу, которые предназначены для практического закрепления материала.
Оглавление
|
Введение ………………………………………………………………….. |
6 |
|
1. Назначение и функции операционной системы …………………….. |
8 |
|
1.1 Функциональные компоненты операционной системы автономного компьютера…….……………………………………………….. |
9 |
|
1.1.1. Управление процессами …………………………………... |
10 |
|
1.1.2. Управление памятью ………………………………………. |
11 |
|
1.1.3. Управление файлами и внешними устройствами .………. |
12 |
|
1.1.4. Защита данных и администрирование ….………………… |
13 |
|
1.1.5. Интерфейс прикладного программирования .……………. |
14 |
|
1.1.6. Пользовательский интерфейс ..…………………………….. |
15 |
|
1.2. Сетевые операционные системы ..………………………………. |
17 |
|
1.2.1. Сетевые и распределенные ОС ..…………………………... |
17 |
|
1.2.2. Два значения термина «сетевая ОС» ..…………………….. |
18 |
|
1.2.3. Функциональные компоненты сетевой ОС ..……………... |
19 |
|
1.2.4. Сетевые службы и сетевые сервисы ..…………………….. |
21 |
|
1.2.5. Встроенные сетевые службы и сетевые оболочки ..……… |
23 |
|
1.3. Требования к современным операционным системам …..……. |
25 |
|
2. Архитектура операционной системы ………………………………... |
28 |
|
2.1. Ядро и вспомогательные модули ОС …..………………………. |
28 |
|
2.2. Ядро и привилегированный режим ……………………………… |
30 |
|
2.3. Многослойная структура ОС …………………………………….. |
33 |
|
2.4. Аппаратная зависимость ОС ……………………………………... |
36 |
|
2.5. Переносимость операционной системы ……..…………………... |
38 |
|
2.6. Микроядерная архитектура ..……………………………………... |
40 |
|
2.6.1. Концепция ..…………………………………………………... |
40 |
|
2.6.2. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры ... |
43 |
|
2.7. Совместимость и множественные прикладные среды ..………… |
45 |
|
2.7.1. Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов ..………………………………………………………………….. |
46 |
|
2.7.2. Трансляция библиотек ..……………………………………... |
47 |
|
2.7.3. Способы реализации прикладных программных сред ..…... |
48 |
|
3. Процессы и потоки ……………………………………………………. |
53 |
|
3.1. Мультипрограммирование ..……………………………………… |
53 |
|
3.1.1. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки .………………………………………………………………... |
54 |
|
3.1.2. Мультипрограммирование в системах разделения времени …………………………………………………………………… |
55 |
|
3.1.3. Мультипрограммирование в системах реального времени |
56 |
|
3.2. Мультипроцессорная обработка …..……………………………. |
57 |
|
3.3. Планирование процессов и потоков ..…………………………... |
62 |
|
3.4. Понятия «процесс» и «поток» ..…………………………………. |
62 |
|
3.4.1. Создание процессов и потоков .…………………………… |
64 |
|
3.4.2. Планирование и диспетчеризация потоков .……………… |
67 |
|
3.4.3. Состояния потока ..…………………………………………. |
69 |
|
3.4.4. Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования …………………………………………………………….. |
71 |
|
3.4.5. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании ..... |
73 |
|
3.4.6. Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах ...... |
74 |
|
3.4.7. Смешанные алгоритмы планирования ..…………………..... |
77 |
|
3.5. Синхронизация процессов и потоков ..…………………………... |
79 |
|
3.5.1. Цели и средства синхронизации ..…………………………... |
79 |
|
3.5.2. Сигналы ..……………………………………………………... |
80 |
|
4. Управление памятью …………………………………………………. |
82 |
|
4.1. Функции ОС по управлению памятью ..………………………..... |
82 |
|
4.2. Типы адресов ………………………………………………………. |
83 |
|
4.3. Алгоритмы распределения памяти …..…………………………... |
88 |
|
4.3.1. Алгоритмы распределения без использования внешней памяти …………………………………………………………………….. |
89 |
|
4.3.2. Алгоритмы распределения с использованием внешней памяти …………………………………….……………………………… |
90 |
|
5. Ввод-вывод и файловая система ……………………………………... |
108 |
|
5.1. Задачи ОС по управлению файлами и устройствами ..………..... |
108 |
|
5.2. Специальные файлы ..……………………………………………... |
112 |
|
5.3. Логическая организация файловой системы ..…………………... |
113 |
|
5.3.1. Цели и задачи файловой системы ..………………………..... |
114 |
|
5.3.2. Типы файлов ..………………………………………………... |
115 |
|
5.3.3. Иерархическая структура файловой системы ..…………..... |
116 |
|
5.3.4. Имена файлов ..……………………………………………….. |
117 |
|
5.3.5. Монтирование ..……………………………………………..... |
119 |
|
5.3.6. Атрибуты файлов ..…………………………………………... |
121 |
|
5.3.7. Логическая организация файла ..…………………………..... |
122 |
|
5.4. Физическая организация файловой системы ..…………………... |
124 |
|
5.4.1. Диски, разделы, секторы, кластеры ..……………………….. |
124 |
|
5.4.2. Физическая организация и адресация файла ..……………... |
127 |
|
5.5. Физическая организация FAT …..………………………………... |
131 |
|
5.6. Физическая организация s5 и ufs…………………………………. |
134 |
|
5.7. Физическая организация NTFS …..………………………………. |
139 |
|
5.7.1. Структура тома NTFS ..……………………………………… |
139 |
|
5.7.2. Структура файлов NTFS ..…………………………………… |
141 |
|
5.7.3. Каталоги NTFS …..…………………………………………… |
144 |
|
5.8. Контроль доступа к файлам ..……………………………………... |
148 |
|
5.8.1. Доступ к файлам как частный случай доступа к разделяемым ресурсам ……………………………………………………………. |
148 |
|
5.8.2 . Механизм контроля доступа ..…………………………….... |
151 |
|
5.8.3. Организация контроля доступа в ОС UNIX ..……………… |
154 |
|
5 8.4. Организация контроля доступа в ОС Windows NT ..………. |
158 |
|
Ответы на вопросы для самопроверки …………………………………. |
166 |
|
Лабораторные работы …………………………………………………… |
170 |
|
Лабораторная работа №1 Системный реестр Windows 9X. Редактор базы данных регистрации ………………………………….. |
172 |
|
Лабораторная работа № 2 Администрирование сетевой ОС Windows XP……………………………………………………………….. |
184 |
|
Лабораторная работа № 3 Командные центры Windows 9Х …………. |
198 |
|
Лабораторная работа № 4 Установка ОС Fedora Core X. Режимы работы системы. Инсталляция приложений………….......................... |
206 |
|
Лабораторная работа № 5 Подсистемы управления ОС ……………… |
222 |
|
Лабораторная работа № 6 Файловые системы. Сетевые сервисы ОС Linux ……………………………………………………………………… |
236 |
|
Список вопросов к контрольной работе ……………………………….. |
249 |
|
Библиографический список ……………………………………………. |
253 |