- •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
Вопросы для самопроверки
Какова главная задача подсистемы управления процессами?
Могут ли потоки одного процесса принадлежать разным приложениям?
Какие задачи, связанные с планированием потоков, решает ОС?
При каких условиях алгоритм квантования вырождается в алгоритм последовательной обработки?
Какие классы приоритетов определены в ОС Windows NT?
Контрольные вопросы
Какие термины ОС используются для обозначения единицы работы вычислительной системы?
Назовите отличия в организации вычислительного процесса на уровне потоков от организации вычислений на уровне процессов.
Дайте определение дескриптора процесса.
Что такое «контекст процесса»?
Назовите команду, с помощью которой в ОС UNIX происходит порождение процессов.
Назовите основные состояния потоков.
Какие алгоритмы планирования потоков Вам известны?
Чем различаются вытесняющий и невытесняющий алгоритмы планирования?
В чем суть концепции квантования?
Какой принцип заложен в алгоритм планирования потоков, основанный на приоритете обслуживания?
Кто может выступать в качестве инициатора изменения приоритета потока?
Какие разновидности приоритетного планирования Вам из-вестны?
В чем отличие абсолютных и относительных приоритетов?
Какая зависимость (прямая или обратная) между квантом и приоритетом реализована в ОС UNIX System?
Какую роль выполняет сигнал в ОС?
4. Управление памятью
4.1. Функции операционной системы по управлению памятью
Под памятью (memory) здесь подразумевается оперативная память компьютера. В отличие от памяти жесткого диска, которую называют внешней памятью (storage), оперативной памяти для сохранения информации требуется постоянное электропитание.
Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Особая роль памяти объясняется тем, что процессор может выполнять инструкции программы только в том случае, если они находятся в памяти. Память распределяется как между модулями прикладных программ, так и между модулями самой операционной системы.
Помимо первоначального выделения памяти процессам при их создании ОС должна также заниматься динамическим распределением памяти, т.е. выполнять запросы приложений на выделение им дополнительной памяти во время выполнения. После того как приложение перестает нуждаться в дополнительной памяти, оно может возвратить ее системе. Выделение памяти случайной длины в случайные моменты времени из общего пула памяти приводит к ее фрагментации и вследствие этого к неэффективному ее использованию. Дефрагментация памяти тоже является функцией операционной системы.
Во время работы операционной системы ей часто приходится создавать новые служебные информационные структуры, такие как описатели процессов и потоков, различные таблицы распределения ресурсов, буферы, используемые процессами для обмена данными, синхронизирующие объекты и т.п. Все эти системные объекты требуют памяти. В некоторых ОС заранее (во время установки) резервируется некоторый фиксированный объем памяти для системных нужд. В других же ОС используется более гибкий подход, при котором память для системных целей выделяется динамически. Таким образом, разные подсистемы ОС при создании своих таблиц, объектов, структур и т.п. также обращаются к подсистеме управления памятью с запросами.
Защита памяти это еще одна важная задача операционной системы. Эта функция, как правило, реализуется программными модулями ОС в тесном взаимодействии с аппаратными средствами.