
- •Оглавление
- •1 Операционные системы. Общие понятия 6
- •2 Однопользовательские операционные системы 16
- •3 Сетевые операционные системы 18
- •4 Управление локальными ресурсами 23
- •5 Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 60
- •Введение
- •1Операционные системы. Общие понятия
- •1.1Понятие и функции операционной системы
- •1.1.1Ос как расширенная машина
- •1.1.2Ос как система управления ресурсами
- •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
- •Лабораторные работы по курсу «Операционные системы»
- •Управление файлами в ms dos
- •Основные отличия Windows от ms dos
- •Windows и объектно-ориентированное программирование
- •Принцип разделения ресурсов компьютера при работе нескольких задач в Windows
- •Динамически подключаемые библиотеки (dll) и принципы организации памяти Windows
- •Реестр Windows
- •Управление файлами в Windows
- •Общая организация традиционного ядра ос unix
- •Основные функции ядра
- •Принципы взаимодействия с ядром
- •Принципы обработки прерываний
- •Файловая система Linux
- •Задание на лабораторную работу
- •Состояние процессов
- •Алгоритмы планирования процессов
- •Взаимодействие и синхронизация процессов
- •Задание на лабораторную работу
- •Варианты заданий
- •Методы распределения памяти с использованием дискового пространства
- •Задание на лабораторную работу
- •Варианты заданий
- •Общая модель файловой системы
- •Физическая организация файла на устройстве внешней памяти
- •Файловая система fat
- •Файловая система ntfs
- •Файловая система ext2
- •Журналируемые файловые системы
- •Задание на лабораторную работу
- •Варианты заданий
- •Литература
Логическая структура
Логическая структура Active Directory определяет набор классов и атрибутов, которые могут храниться в каталоге. Логическая структура определяет, в какой части дерева каталогов может быть создан тот или иной класс, и указывает для каждого класса разрешенные родительские каталоги. Содержимое класса определяется списком атрибутов, которые может или должен содержать данный класс.
Публикация
Публикация– это процесс создания в каталоге объектов, либо непосредственно содержащих информацию, которую необходимо сделать доступной, либо содержащих ссылки на такую информацию. Например, объект типа “пользователь” содержит полезную информацию о пользователях (номера их телефонов и адреса электронной почты), а объект типа “том” содержит ссылку на том совместно используемой файловой системы.
Группы
Операционная система Windows 2000 поддерживает новые свойства групп:
если в системе установлена новая версия программы Exchange, то группы могут рассматриваться как списки рассылки;
группы могут содержать незащищенных членов (такая возможность становится особенно актуальной, когда группа используется одновременно и как средство защиты данных и как список рассылки);
функция защиты данных может быть отключена (это оказывается удобным, если группа используется исключительно как список рассылки);
группы могут быть вложенными;
вводится новый тип группы – универсальная (Universal). Универсальная группа является самой простой разновидностью группы. Такие группы могут отражаться в списках ACL и размещаться в любом месте доменного леса. Они могут содержать другие универсальные группы, глобальные группы и объекты типа “пользователь”, расположенные в любом месте леса. В системах небольших организаций можно использовать только универсальные группы, не прибегая к созданию глобальных и локальных групп. Глобальная группа (Global goup) может отражаться в списках ACL и располагаться в любом месте леса. В нее могут входить объекты типа “пользователь” и другие глобальные группы, принадлежащие к тому же домену. Локальная группа домена используется только в пределах своего домена. Такая группа может содержать объекты типа “пользователь” и другие глобальные группы, принадлежащие к любому домену леса, универсальные группы и другие локальные группы домена, принадлежащие к тому же домену.
Лабораторные работы по курсу «Операционные системы»
Каждая из представленных ниже лабораторных работ рассчитана на четыре аудиторных часа. В ходе выполнения лабораторной работы студент должен изучить предложенный теоретический материал, выполнить индивидуальное задание и подготовить отчет о проделанной работе. Форма сдачи лабораторной работы предполагает демонстрацию выполненного задания (программного продукта) и знаний теоретической части вопроса, рассмотренного в лабораторной работе.
Отчет по лабораторным работам должен содержать:
тему и цель лабораторной работы;
вариант задания на лабораторную работу;
краткие теоретические сведения и описание алгоритма работы программы;
листинг разработанной программы с подробными комментариями;
результаты работы программы;
выводы.
Лабораторная работа №1 «Знакомство с различными операционными системами»
Цель работы
Ознакомиться с наиболее популярными операционными системами MS DOS, Microsoft Windows, Linux и получить базовые навыки работы с данными ОС.
Теоретические сведения
Операционная система MS DOS
Структура ОС MS DOS
Структура операционной системы MS DOS приведена на рисунке 6.1.
Рис. 6.1. Структура операционной системы MS DOS
Модуль «Базовая система ввода-вывода» индивидуален для каждой вычислительной системы. В этом модуле содержатся аппаратно-зависимые драйверы таких устройств как дисплей, клавиатура, последовательный канал связи и т.д. Ядро ОС взаимодействует с драйверами устройств с помощью пакетов запросов, драйверы переводят эти запросы в различные команды для аппаратных контроллеров.
«Ядро ОС» включает набор аппаратно независимых сервисных программ, называемых системными функциями. К ним относятся следующие функции:
управление файлами и записями;
управление памятью;
доступ к часам реального времени;
порождение других задач и т.д.
Прикладные программы могут обращаться к системным функциям путем загрузки регистров параметрами функций и последующей передачи управления операционной системе с помощью программного прерывания. Реакция состоит в том, что ЭВМ прерывает обработку текущей программы и переходит к выполнению некоторой подпрограмме, специально предназначенной для данного события. По завершении указанной подпрограммы ЭВМ возвращается к выполнению прерванной программы. Для хранения адресов подпрограмм обработки прерываний в ОС MS DOS используется таблица векторов прерываний, которая занимает 1024 байта и располагается по адресу 0000h:0000h. Каждый 4-байтный элемент таблицы соответствует типу прерывания (от 0 до 0FFH) и содержит сегмент и относительный адрес обработчика прерывания данного уровня. Прерывания от 0 до 1FH (самые нижние уровни) используются как прерывания внутренней аппаратуры; MS-DOS использует прерывания от 20Н до 3FH, все остальные прерывания могут использоваться внешней аппаратурой, системными драйверами и прикладными программами.
«Командный процессор» (или оболочка) – это интерфейс пользователя с операционной системой. Он отвечает за анализ синтаксиса и выполнение команд пользователя, включая загрузку и выполнение других программ.
Не редко частью ОС MS DOS считают программу «Загрузчик DOS», который находится в первом секторе каждой дискеты и в первом секторе логического диска, с которого происходит загрузка DOS. Назначение этой очень короткой программы – загрузка в память системного файла DOS IO.SYS при начальной загрузке компьютера.
Процесс загрузки ПК с установленной ОС MS DOS состоит из следующих шагов:
Включение питания.
Самоконтроль POST.
Проверка накопителя в устройстве А: (выполняется если в Setup такая возможность не отключена). Если накопителя нет, то далее шаг 5 иначе 4.
Чтение блока начальной загрузки с устройства A:, далее шаг 6.
Чтение блока начальной загрузки с устройства С:.
Поиск системных файлов. Если системные файлы не найдены, то шаг 3.
Загрузка системных файлов (загружается файл IO.SYS, который в свою очередь загружает файл MSDOS.SYS).
Установка конфигурации системы (все параметры содержаться в файле Config.Sys, если этот файл отсутствует, то устанавливаются стандартные параметры системы).
Загрузка командного процессора с передачей ему управления (файла Command.Com).
Выполнение файла автозапуска если он есть (Autoexec.Bat содержит команды подготавливающие DOS к работе с прикладными программами.)
Выдача системного приглашения.