- •Операционные системы
- •Владимирского государственного университета
- •Оглавление
- •1 Операционные системы. Общие понятия 5
- •2 Однопользовательские операционные системы 11
- •3 Сетевые операционные системы 13
- •4 Управление локальными ресурсами 17
- •5 Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 43
- •Введение
- •1Операционные системы. Общие понятия
- •1.1Понятие и функции операционной системы
- •1.1.1Ос как расширенная машина
- •1.2Этапы развития ос
- •1.3Классификация ос
- •1.3.1Особенности алгоритмов управления ресурсами
- •Поддержка многозадачности
- •Поддержка многопользовательского режима
- •Вытесняющая и невытесняющая многозадачность
- •Поддержка многонитевости
- •Многопроцессорная обработка
- •1.3.2Особенности аппаратных платформ
- •1.3.3Особенности областей использования
- •1.3.4Особенности методов построения
- •2Однопользовательские операционные системы
- •2.1Структура однозадачной операционной системы
- •2.2Структура многозадачной операционной системы
- •3Сетевые операционные системы
- •3.1Структура сетевой операционной системы
- •3.2Одноранговые сетевые ос и ос выделенных серверов
- •4Управление локальными ресурсами
- •4.1Понятие ресурса
- •4.1.1Свойства и классификация ресурсов
- •4.1.2Действия над ресурсами
- •4.2Управление процессами
- •4.2.1Состояние процессов
- •4.2.2Алгоритмы планирования процессов
- •4.2.3Вытесняющая и невытесняющая многозадачность
- •4.2.4Нити
- •4.2.5Взаимодействие процессов Разделяемая память
- •Программные каналы
- •Системы, управляемые событиями
- •4.2.6Средства синхронизации процессов Проблема синхронизации
- •Критическая секция
- •4.3Управление памятью
- •4.3.1Типы адресов
- •4.3.2Методы распределения памяти без использования дискового пространства
- •Распределение памяти фиксированными разделами
- •Распределение памяти разделами переменной величины
- •Перемещаемые разделы
- •4.3.3Методы распределения памяти с использованием дискового пространства Понятие виртуальной памяти
- •Страничное распределение
- •Сегментное распределение
- •Странично-сегментное распределение
- •Свопинг
- •4.3.4Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных
- •4.4Управление вводом-выводом
- •4.4.1Физическая организация устройств ввода-вывода
- •4.4.2Организация программного обеспечения ввода-вывода
- •Обработка прерываний
- •Драйверы устройств
- •Независимый от устройств, слой операционной системы
- •Пользовательский слой программного обеспечения
- •4.5Файловая система
- •4.5.1Имена файлов
- •4.5.2Типы файлов
- •4.5.3Логическая организация файла
- •4.5.4Физическая организация и адрес файла
- •4.5.5Права доступа к файлу
- •4.5.6Общая модель файловой системы
- •4.5.7Отображаемые в память файлы
- •4.5.8Современная архитектура файловой системы
- •5Современные концепции и технологии проектирования операционных систем
- •5.1Требования, предъявляемые к ос нового поколения
- •5.2Пользовательский интерфейс
- •5.2.1Интерфейс cli
- •5.2.2Интерфейс gui
- •5.3Операционная система Windows nt
- •5.3.1История создания
- •5.3.2Особенности Windows nt версий 4.0 и 5.0
- •5.3.3Требования к аппаратуре
- •5.3.4Области использования Windows nt
- •5.3.5Микроядерная структура Windows nt
- •5.3.6Планирование процессов и нитей
- •5.3.7Управление памятью
- •5.3.8Файловые системы Windows nt
- •Файловая система fat
- •Файловая система ntfs Структура ntfs
- •Короткие имена
- •Надежность ntfs
- •5.3.9Управление вводом-выводом в Windows nt
- •5.3.10Встроенная сетевая поддержка в Windows nt
- •5.3.11Доменная справочная служба Windows nt
- •5.3.12Служба каталогов Active Directory Общие сведения о службе каталогов
- •Архитектура Active Directory
- •Модель данных
- •Логическая структура
- •Модель защиты данных
- •Модель управления
- •Свойства Active Directory
- •Интеграция dns
- •Именование объектов
- •Доступ к Active Directory
- •Виртуальные контейнеры
- •Глобальный каталог
- •Безопасность
- •Репликация
- •Деревья и лес
- •Логическая структура
- •Публикация
- •Литература
5 Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 43
5.1 Требования, предъявляемые к ОС нового поколения 43
5.2 Пользовательский интерфейс 44
5.2.1 Интерфейс CLI 44
5.2.2 Интерфейс GUI 45
5.3 Операционная система Windows NT 45
5.3.1 История создания 46
5.3.2 Особенности Windows NT версий 4.0 и 5.0 46
5.3.3 Требования к аппаратуре 47
5.3.4 Области использования Windows NT 47
5.3.5 Микроядерная структура Windows NT 48
5.3.6 Планирование процессов и нитей 50
5.3.7 Управление памятью 52
5.3.8 Файловые системы Windows NT 54
Файловая система FAT 55
Файловая система NTFS 56
5.3.9 Управление вводом-выводом в Windows NT 60
5.3.10 Встроенная сетевая поддержка в Windows NT 61
5.3.11 Доменная справочная служба Windows NT 64
5.3.12 Служба каталогов Active Directory 65
Общие сведения о службе каталогов 65
Архитектура Active Directory 67
Свойства Active Directory 68
Литература 71
Введение
Настоящий курс представляет собой введение в теорию операционных систем и дает базовые знания по организации и функционированию операционных систем. В теоретической части рассмотрены общие понятия операционных систем, классификация и принципы построения однопользовательских и сетевых операционных систем. Приведены функции операционных систем, дано понятие ресурса вычислительной системы и рассмотрены основные методы управления локальными ресурсами такими как процессорное время, память, ввод-вывод и т.д. Здесь также представлены требования, предъявляемые к ОС нового поколения, рассматривается организация и функционирование основных подсистем современной операционной системы на примере одной из самых популярных ОС Microsoft Windows NT.
Практическая часть курса содержит методические указания к четырем лабораторным работам, выполнение которых позволит студентам не только приобрести базовые навыки работы с различными операционными системами, но научиться разрабатывать основные подсистемы современной ОС.
Учебное пособие предназначено для студентов и преподавателей высших учебных заведений специальности 071900 «Информационные системы и технологии», а также студентов смежных специальностей.
1Операционные системы. Общие понятия
1.1Понятие и функции операционной системы
Операционная система (ОС) в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
1.1.1Ос как расширенная машина
Использование
большинства компьютеров на уровне
машинного языка затруднительно, особенно
это касается ввода-вывода. (Например,
для организации чтения блока данных с
гибкого диска программист может
использовать 16 различных команд, каждая
из которых требует 13 параметров, таких
как номер блока на диске, номер сектора
на дорожке и т. п. Когда выполнение
операции с диском завершается, контроллер
возвращает 23 значения, отражающих
наличие и типы ошибок, которые, необходимо
анализировать.) При работе с диском
программисту-пользователю
достато