- •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 Одноранговые и серверные сетевые операционные системы
- •1.3.1 Ос в одноранговых сетях
- •1.3.2 Ос в сетях с выделенными серверами
- •1. 4. 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 и переносимость 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 Мультипрограммирование на основе прерываний
- •3.5.1 Назначение и типы прерываний
- •3.5.2 Механизм прерываний
- •3.5.3 Программные прерывания
- •3.5.4 Диспетчеризация и приоритезация прерываний в ос
- •3.5.5 Функции централизованного диспетчера прерываний на примере Windows nt
- •3.5.6 Процедуры обработки прерываний и текущий процесс
- •3.5.7 Системные вызовы
- •3. 6. Синхронизация процессов и потоков
- •3. 5. 1. Цели и средства синхронизации
- •3.6.2 Необходимость синхронизации и гонки
- •3.6.3 Критическая секция
- •3.6.4 Блокирующие переменные
- •3.6.5 Семафоры
- •3.6.6 Тупики
- •3.6.7 Синхронизирующие объекты ос
- •3.6.8 Сигналы
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •4. Управление памятью
- •4. 1. Функции ос 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
- •Перемещаемые разделы
- •4. 3. 2. Алгоритмы распределения с использованием внешней памяти
- •Свопинг и виртуальная память
- •Страничное распределение
- •Сегментное распределение
- •Сегментно-страничное распределение
- •Разделяемые сегменты памяти
- •4.4 Кэширование данных
- •4. 4. 1 Иерархия запоминающих устройств
- •4.4.3 Проблема согласования данных
- •4.4.4 Способы отображения основной памяти на кэш
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •5. Ввод-вывод и файловая система
- •5. 1. Задачи ос 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
- •5. 6. Физическая организация s5 и ufs
- •5. 7. Физическая организация 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
- •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
- •Разрешения на доступ к каталогам и файлам
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные вопросы
- •5.9 Отказоустойчивость файловых систем
- •5.9.1 Восстанавливаемость файловых систем Причины нарушения целостности файловых систем
- •5.9.2 Протоколирование транзакций
- •5.9.3 Восстанавливаемость файловой системы ntfs
- •5.9.4 Избыточные дисковые подсистемы raid
- •Библиографический список
- •Ответы на вопросы для самопроверки
Вопросы для самопроверки
Какие характеристики безопасности используются в общей модели объекта, применяемого для разделяемых ресурсов в ОС Windows NT?
Какие схемы хранения объектов используются в Windows NT?
Какой метод доступа (централизованный или распределенный) применяется в Windows NT?
Какие классы операций доступа поддерживаются в Windows NT?
Какие правила в Windows NT используются для назначения списка ACL вновь создаваемому объекту?
Какие правила определены в Windows NT для определения действий разрешений?
Контрольные вопросы
Как именуется программа, используемая в ОС Windows NT для проверки прав доступа к объектам?
В чем смысл встроенных пользователей и групп в ОС Win- dows NT?
Может ли администратор Windows NT создавать новые группы и новых пользователей, для которых он самостоятельно может определить права?
Наследуются ли права группы ее членами?
Что понимается под словосочетанием «токен доступа» (access token)?
Какие объекты в Windows NT снабжаются дескрипторами без-опасности?
Может ли менять ACL объекта пользователь, который его создал?
Если администратор Windows NT стал владельцем некоторого объекта, принадлежащего другому пользователю, а затем захотел вернуть владение объектом прежнему хозяину, то может ли он это сделать?
В чем отличие элементов ACL Windows NT от ОС UNIX?
Допустимо ли в Windows NT управлять доступом к файлам и каталогам для ФС типа FAT?
Какие типы разрешений определены в Windows NT?
Перечислите стандартные разрешения ОС Windows NT, применяемые для файлов.
Перечислите стандартные разрешения ОС Windows NT, применяемые для каталогов.
5.9 Отказоустойчивость файловых систем
Даже после внезапного краха системы те данные, которые пользователь записывал в течение своего сеанса работы на диск, останутся, скорее всего, нетронутыми. Вероятность того, что система при сбое питания или программной ошибке в коде какого-либо системного модуля будет делать осмысленные действия по уничтожению файлов на диске, пренебрежимо мала. Поэтому при перезапуске операционной системы после краха большинство данных, хранящихся в файлах на диске, по-прежнему корректны и доступны пользователю. Коды и данные операционной системы также хранятся в файлах, что и позволяет легко ее перезапустить после сбоя, не связанного с отказом диска или повреждением системных файлов.
Тем не менее, диски также могут отказывать, например, по причине нарушения магнитных свойств отдельных областей поверхности. В данном разделе рассматриваются методы, которые повышают устойчивость вычислительной системы к отказам дисков за счет использования избыточных дисков и специальных алгоритмов управления массивами таких дисков.
Другой причиной недоступности данных после сбоя системы может служить нарушение целостности служебной информации файловой системы, произошедшее из-за незавершенности операций по изменению этой информации при крахе системы. Примером такого нарушения может служить несоответствие между адресной информацией файла, хранящейся в каталоге, и фактическим размещением кластеров файла. Для борьбы с этим явлением применяются так называемые восстанавливаемые файловые системы, которые обладают определенной степенью устойчивости к сбоям и отказам компьютера (при сохранении работоспособности диска, на котором расположена данная файловая система).
Комплексное применение отказоустойчивых дисковых массивов и восстанавливаемых файловых систем существенно повышают такой важный показатель вычислительной системы, как общая надежность.