Операционные системы. Функциональные компоненты локальной ОС. Назначение и функции сетевой ОС

1. Операционные системы. 2

2. Функциональные компоненты локальной ОС. 3

3. Назначение и функции сетевой ОС. 3

4. Функциональные компоненты сетевой ОС. 3

5. Коммуникационные средства. 4

6. Классификация ОС. 4

Классификация ВС по использованию. 5

9. Архитектура ОС. 6

10. Монолитные и многоярусные ядра. 6

11. Функции слоя ядра. 7

12. Вспомогательные модули. 7

13. Состав ядра. 7

14. Функциональные компоненты Linux. 8

15. Микроядерные системы.. 9

16, Объектная модель функционирования. 10

17. Состав исполнительной системы.. 10

18. Совместимость. 11

19. Прикладные среды. Способы реализации. 11

20. Интерфейсы ОС. 12

21. Управление процессами. 12

22. Контекст и дескриптор. 13

23. Структура контекста процесса. 14

Планирование и диспетчеризация. 16

Алгоритмы планирования. 16

Планирование и диспетчеризация в UNIX системах. 16

Процессы в UNIX подобных системах. 17

Файловая система. 19

Организация файла (логическая). 19

Физическая организация файла. 20

Общая модель ФС. 21

Структура ФС. 22

Физическая организация FAT.. 24

Физическая организация NTFS. 25

Монтирование. 26

Создание процессов. 28

1. Операционные системы.

Основные функции:

• предоставление расширенной виртуальной машины
• эффективное (согласно выбранному критерию) распределение ресурсов вычислительной системы.

Управление ресурсами:

1. Планирование ресурсов – назначение тому или иному процессу того или иного ресурса в том или ином количестве.
2. Удовлетворение запросам на ресурсы.
3. Отслеживание состояния и отчет ресурсов.
4. Разрешение конфликтов при использовании ресурсов.

Основные ресурсы: процессор, память, программы, периферийные устройства, информация, сетевые ресурсы.

Процесс – программа, находящаяся на стадии выполнения.

Программа – статический объект.

Процесс – динамический объект.

Процесс состоит из одного или более потоков (нитей). Для потоков одного процесса адресное пространство единое, а для каждого процесса – свое.

Вторая задача ОС – управление ресурсами опирается, на мат аппарат, связанный с СМО или эмпирическими методами. Алгоритм управления процессами определяет тип ОС.

Основной ресурс – оперативная память.

Два способа разделения:

• Временной: в каждый конкретный момент времени вся память принадлежит только одному процессу.
• Пространственный: память разделяется между процессами.

2 вида выделения памяти:

• Статический: заранее выделяется память для процесса.
• Динамический: выделение ОЗУ осуществляется по запросу от того или иного процесса. Реализуется посредством прерываний, при этом резервирование происходит только в системной области памяти => доступ только через стек.

Внешняя память 2 ресурса:

- собственно память (разделяется пространственным способом);

- доступ к памяти (разделяется временным способом).

Внешние устройства могут быть разделяемыми – в том случае, если к ним обеспечен параллельный доступ (с использованием прямого доступа), в других случаях последовательный доступ => устройства не могут быть разделяемыми.

Программный ресурс – это разделяемые системные модули. Для того, чтобы они были разделяемыми, они должны быть написаны согласно определенным принципам – позволять свое многократное использование без искажения кода и данных.

Это либо повторно входимые (RE-ENTRANCE), либо повторно прерываемые (RE-ENTERABLE).

Повторно-прерываемые допускают многократный прерывание и повторный запуск по обращению из любой другой программы, т.е. требуют сохранения состояния.

Повторно-входимые модули имеют менее жесткие требования. Вход возможен только во вполне определенную точку программы.

Re-entrance модулей (большинство программ) значительно больше, чем re-enterable модулей (драйверы).

Информационные ресурсы – это собственно данные (переменные в ОЗУ, файлы, БД и т.п.). Доступ только по чтению, не требует специальных алгоритмов.

Также, ресурсы могут быть сетевыми и т.д.

2. Функциональные компоненты локальной ОС.

• Система управления процессами;
• Система управления памятью;
• Подсистема ввода/вывода;
• Система администрирования – защита данных;
• Множественные среды – для взаимодействия с ПО.

Системные программы и системные приложения формируют системные процессы, а последние называются системными, так как инициализируются самой ОС.

Прикладной программист взаимодействует с ОС с использованием интерфейса API.

3. Назначение и функции сетевой ОС.

Сетевая ОС – та ОС, которая позволяет предоставлять собственные ресурсы пользователям и имеет возможность получить доступ к ресурсам других ОС и обеспечить передачу информации любого рода.

Сетевая ОС предоставляет расширенную виртуальную вычислительную среду как единое целое и позволяет распределять нагрузку между компьютерами ВС. По сути такая ОС – интерфейс между пользователем и низкоуровневыми программно-аппаратными средствами и транспортами.

Распределенная система – идеальный вариант сетевой ОС. В сетевой ОС необходимо учитывать иерархию машин и ресурсов, а в распределенной системе ресурсы абсолютно прозрачны. Совр. тенденция – достижение прозрачности в сетевых ОС.

4. Функциональные компоненты сетевой ОС.

• Локальные ресурсы;
• Серверная часть – позволяет предоставлять в пользование собственные ресурсы;
• Клиентская часть – инициатор доступа к чужим ресурсам;
• Транспортные средства;
• Коммуникационная среда.

Функции серверной части

·  Блокировка файлов по записи

·  Ведение справочников ресурсов

·  Управление запросами удаленного доступа к собственной файловой системе и БД

·  Управление очередями запросов удаленных пользователей, в том числе к своим периферийным устройствам.

Состав клиентской части ОС:

- собственно клиентская часть;

- редиректор.

Функции редиректора:

• Распознавание запросов к собственным локальным ресурсам или к сетевым ресурсам.

Функции клиентской части:

• Форматирование запросов информации к виду, пригодному для передачи на сервер.
• Прием ответов из сети и приведение их к локальному формату.

5. Коммуникационные средства.

Коммуникационная и транспортные средства – те средства, с помощью которых происходит передача информации.

Функции коммуникационной среды:

- адресация;

- буферизация;

- выбор маршрута передачи;

- оптимизация маршрута;

- обеспечение надежности передачи информации.

Транспортировка происходит по особым правилам – протоколам