Операционные системы и их основные функции. Организация файловой системы и работа с ней. Операционные системы и их основные функции. Организация файловой системы.

Основные функции любого компьютера – ввод, хранение, обработка и вывод данных. Общие принципы работы электронных вычислительных машин сформулировал в 40-ых годах нашего века американский математик Дж. Фон Нейман. Согласно этим принципам, любую ЭВМ образуют три главных компонента, показанных на рис. 5.

Рис. 5. Принципиальная схема ЭВМ

Информация, с которой работает ЭВМ, делится на два принципиально разных типа:

·        набор команд по обработке (программа);

·        данные, которые обрабатывает программа.

Руководит обработкой процессор, который в свою очередь состоит из двух блоков: устройства управления и арифметико-логического устройства.

Команды и данные вводятся в оперативную память машины. Устройство управления процессора выбирает команды из ОЗУ и организует их выполнение, а арифметико-логическое устройство проводит арифметические и логические операции над данными.

Таким образом, без программ не может работать никакая вычислительная машина. Программы для ЭВМ делятся на два больших класса:

·        системное программное обеспечение (операционные системы);

·        прикладное программное обеспечение.

Операционные системы служат для обеспечения работы всех частей компьютера и для упрощения взаимодействия пользователя с компьютером.

Практически все современные операционные системы в качестве интерфейса с пользователем используют графическое представление информации, хотя и сохраняют возможность работы с командной строкой. Наиболее распространённой операционной системой в настоящее время является ОС Microsoft Windows. Она имеет графический интерфейс, хотя и предусмотрена возможность работы с командной строкой. Напротив, операционная система Linux ориентирована на работу с командной строкой, хотя в последнее время, имеет возможность в случае необходимости работать и с графическим интерфейсом. Кроме рассмотренных ОС имеется множество других, например, Unix, Mac OS, FreeBSD, Solaris и т.д.

Одной из важнейших характеристик операционной системы является наличие так называемой многозадачности. Первые операционные системы не обладали многозадачностью, т.е. запущенная на выполнение программа целиком захватывала все ресурсы компьютера и пока она не заканчивала работу, нельзя было запустить на выполнение другую программу. Современные операционные системы являются многозадачными, т.е. в них можно запустить на выполнение одновременно несколько программ, которые будут работать независимо друг от друга. Многозадачность осуществляется в основном программными средствами, но в последнее время всё большее распространение получают компьютеры, в которых находятся более одного процессора. В таких компьютерах одна программа может выполняться на одном процессоре, а другая на другом.

Лекция

Сети локальные и глобальные. Основные понятия. Сети локальные и глобальные. Основные понятия.

Когда компьютеры получили широкое распространение, то возникла проблема обмена информацией между пользователями. Информация содержалась в электронном виде, а её обмен осуществлялся механической транспортировкой носителей, в то время как уже были известны телефон, радио, телевидение. Это ненормальное положение дел и послужило толчком к решению проблемы путём создания условий для электронной передачи данных от одного компьютера к другому. Проблема решилась, когда научились объединять компьютеры в сеть.

Компьютерная сеть (в дальнейшем просто сеть) – такое объединение компьютеров, когда данные, расположенные на одном компьютере становятся доступными для пользователей других компьютеров.

Чтобы компьютерная сеть работала, надо:

1. соединить компьютеры физически линией связи (например, с помощью проводов);

2. договориться о единых правилах обмена информацией;

3. присвоить каждому компьютеру уникальный адрес, чтобы знать к какому компьютеру в сети идет обращение;

4. запустить на компьютерах специальные программы, которые будут формировать и обслуживать запросы пользователей.

На физическом уровне компьютеры можно объединить с помощью следующих линий связи:

а) проводных линий;

б) кабельных линий (коаксиальных, оптоволоконных);

в) радиолиний, в том числе спутниковых;

г) телефонных линий.

К одной из важнейших характеристик линий связи относится пропускная способность, определяющая предельную скорость передачи информации. Если представить поток информации в линии связи как поток воды по трубе, то пропускная способность будет выражаться диаметром трубы. Очевидно, чем больше диаметр трубы, тем больше можно за одно и то же время перекачать воды. В этом отношении перечисленные линии можно расположить по возрастанию пропускной способности в следующем порядке: телефонные, проводные, коаксиальные, оптоволоконные, радиолинии.

Соглашение о формате передаваемых данных и правилах обмена данными в сети называется протоколом.

Если компьютеры, объединенные в сеть, расположены недалеко друг от друга (в одной комнате, одном здании), то такая сеть называется локальной. Если к сети могут подключаться компьютеры независимо от места расположения, то такая сеть называется глобальной. Иногда говорят о корпоративных сетях, это нечто промежуточное между локальными и глобальными сетями. В корпоративную сеть объединяются локальные сети отдельных подразделений корпорации.

Чтобы физически объединить компьютеры в сеть необходимо соответствующее аппаратное обеспечение.

Так для объединения компьютеров в локальную сеть внутри здания каждый компьютер должен быть оснащён так называемой сетевой картой. Сетевые карты компьютеров объединяются между собой через сетевой концентратор с помощью кабеля или витой пары (два провода свитые наподобие косички). Такое решение позволяет обеспечить скорость обмена информацией 10 Мбит/сек или 100 Мбит/сек.

В последнее время всё большее распространение получают беспроводные сети, когда компьютеры объединены в сеть с помощью радиоканала по технологии Blue Tooth.

Подключить к сети одиночный компьютер, расположенный далеко от основной массы компьютеров можно с помощью телефонной линии или так, называемой выделенной линии. Таким образом, подключаются почти все домашние компьютеры. Для этого компьютер должен быть подключен к специальному устройству, называемому модемом. Задача модема преобразовать компьютерные сигналы в такие сигналы, которые можно передавать по телефонной линии. Скорости обмена информацией в этом случае может достигать значений до 56 Кбайт/сек по обычной телефонной линии и на порядок больше по выделенной линии.

Если все компьютеры в сети равноправны, то сеть называется одноранговой.

Как правило, одноранговыми бывают небольшие локальные сети. Аббревиатура ЛВС означает не что иное, как локальная вычислительная сеть.

Обычно же в сети выделяются один или несколько компьютеров, на которых сосредоточены основные ресурсы сети, такие как базы данных, средства работы с этими базами, средства защиты информации от несанкционированного доступа. Такие компьютеры называются серверами, а остальные компьютеры - клиентами.

Как уже говорилось выше, на компьютерах, объединённых в сеть, должно быть установлено специальное программное обеспечение. К такому программному обеспечению относятся и сетевые операционные системы. Из наиболее распространённых сетевых ОС в настоящее время являются FreeBSD, NetWare, Windows Server.

На сервере работает серверная часть сетевого программного обеспечения, а на клиентских компьютерах запускаются программы-клиенты. Задача клиентской части -послать запрос на обслуживание, а серверной части - обслужить клиентский запрос.

Самой распространённой сетевой информационной технологией является технология «Клиент-сервер». Основная идея этой технологии – разделить ключевые функции по обработке информации между программой-приложением (клиентом) и программой управления базой данных (сервером). На сервер возлагаются задачи по оптимизации обслуживания, поддержке целостности и безопасности данных, контролю за доступом к данным. Приложение же должно правильно сформулировать запрос и красиво оформить выданный сервером результат.

Наиболее известными продуктами, рассчитанными на технологию «клиент-сервер» являются сервер базы данных Oracle Server фирмыOracle и SQLBase фирмы Centura.

Лекция