- •Эволюция операционных систем. Структура вычислительной системы
- •Понятие операционной системы.
- •Функции операционных систем.
- •Основные понятия и концепции ос.
- •Архитектурные особенности ос.
- •Классификация ос.
- •Краткие сведения об архитектуре компьютера.
- •История создания ос корпорации Microsoft.
- •Системы Unix и Linux.
- •Дистрибутивы Linux.
- •Процессы. Понятие процесса.
- •Состояния процесса.
- •Одноразовые операции. Упрощенная иеархическая структура процессов.
- •Многоразовые операции. Приостановка, блокирование и разблокирование процесса.
- •Переключение контекста. Выполнение операции разблокирования процесса.
- •Планирование процессов. Уровни планирования процессов.
- •Критерии планирования и требования к алгоритмам.
- •Вытесняющее и невытесняющее планирование.
- •Алгоритм планирования First-Come, First-Served (fcfs).
- •Алгоритм планирования Round Robin (rr).
- •Алгоритм планирования Shortest-Job-First (sjf).
- •Гарантированное планирование.
- •Приоритетное планирование.
- •Многоуровневые очереди с обратной связью (Multilevel Feedback Queue).
- •Категории средств обмена информацией.
- •Логическая организация механизма передачи информации. Установка связи.
- •Особенности передачи информации с помощью линий связи.
- •Буферизация.
- •Поток ввода/вывода и сообщения.
- •Надежность средств связи. Завершение связи.
- •Потоки исполнения.
- •Алгоритмы синхронизации. Interleaving, race condition и взаимоисключения.
- •Критическая секция.
- •Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов.
- •Требования, предъявляемые к алгоритмам синхронизации.
- •Запрет прерываний.
- •Переменная-замок.
- •Флаги готовности.
- •Алгоритм Петерсона.
- •Команда Test-and-Set (проверить и присвоить).
- •Команда Swap (обменять значения).
- •Механизмы синхронизации процессов и потоков.
- •Цели и средства синхронизации.
- •Решение проблемы producer-consumer с помощью семафоров.
- •Wait-функции и ожидаемые таймеры.
- •События и семафоры.
- •Мьютексы.
- •Реализация мониторов и передачи сообщений с помощью семафоров.
- •Реализация семафоров и передачи сообщений с помощью мониторов
- •Реализация семафоров и мониторов с помощью очередей сообщений
- •Управление памятью. Физическая организация памяти
- •Физическая организация памяти компьютера
- •Свойство локальности
- •Логическая память
- •Связывание адресов
- •Функции системы управления памятью
- •59. Схема управления памятью с одним процессом в памяти
- •Страничная память
- •Сегментная и сегментно-страничная организация памяти
- •Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти. Понятие виртуальной памяти
- •Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти
- •Страничная виртуальная память
- •Сегментно-страничная организация виртуальной памяти
- •Структура таблицы страниц
- •Ассоциативная память
- •Размер страницы
- •Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью. Исключительные ситуации при работе с памятью
- •Стратегии управления страничной памятью
- •Алгоритмы замещения страниц: общие правила, классификация, эффективность
- •Алгоритм fifo
- •Аномалия Билэди
- •Оптимальный алгоритм (opt)
- •Алгоритм nru
- •Алгоритм lru
- •Программное моделирование алгоритма lru
- •Трешинг
- •Моделирование рабочего множества
- •Страничные демоны (сервисы). Фоновый процесс
- •Программная поддержка сегментной модели памяти процесса
- •Файловая система. Файлы с точки зрения пользователя. Функции файловой системы
- •Общие сведения о файлах (имена, типы, атрибуты)
- •Организация файлов и доступ к ним (последовательный, прямой). Формы организации файлов
- •Операции над файлами
- •Директории. Логическая структура файлового архива
- •Разделы диска
- •Операции над директориями
- •Защита файлов
- •Реализация файловой системы. Общая структура файловой системы. Блок-схема файловой системы
- •Управление внешней памятью. Методы выделения дискового пространства
- •Выделение непрерывной последовательностью дисковых блоков
- •Связанный список. Хранение файла в виде связанного списка дисковых блоков.
- •Индексные узлы.
- •Управление свободным и занятым дисковым пространством.
- •Структура файловой системы на диске. Примерная структура файловой системы на диске.
- •Связывание файлов. Структура файловой системы с возможностью связывания файла с новым именем.
- •Кооперация процессов при работе с файлами.
- •Примеры разрешения коллизий и тупиковых ситуаций.
- •Hадежность файловой системы.
- •Целостность файловой системы.
- •Порядок выполнения операций.
- •Журнализация.
- •Производительность файловой системы. Кэширование.
- •Современные архитектуры файловых систем.
- •Дополнительные возможности современных файловых систем (на примере ntfs ос Windows xp).
- •Система управления вводом-выводом
- •Физические принципы организации ввода-вывода.
- •Общие сведения об архитектуре компьютера.
- •Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – dma).
- •Структура системы ввода-вывода. Логические принципы организации ввода-вывода.
- •Структура подсистемы ввода-вывода. Драйверы.
- •Функции подсистемы ввода-вывода.
- •Компоненты подсистемы ввода-вывода (структурная схема).
- •Диспетчер ввода-вывода.
- •Типовая обработка ввода-вывода.
- •Установка драйвера.
- •Диспетчер электропитания.
- •Сетевые и распределенные операционные системы.
- •Взаимодействие удаленных процессов как основа работы вычислительных сетей.
- •Основные вопросы логической организации передачи информации между удаленными процессами.
- •Понятие протокола.
- •Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем. Семиуровневая эталонная модель osi/iso.
- •Проблемы адресации в сети. Одноуровневые адреса. Двухуровневые адреса.
- •Удаленная адресация и разрешение адресов. Схема разрешения имен с использованием dns-серверов.
- •Основные понятия информационной безопасности. Угрозы безопасности
- •Формализация подхода к обеспечению информационной безопасности.
- •Криптография как одна из базовых технологий безопасности ос.
- •Шифрование. Шифрование открытым ключом.
- •Шифрование с использованием алгоритма rsa.
- •Защитные механизмы ос. Идентификация и аутентификация
- •Пароли, уязвимость паролей.
- •Шифрование пароля.
- •Авторизация. Разграничение доступа к объектам ос.
- •Аудит системы защиты.
- •Анализ некоторых популярных ос с точки зрения их защищенности: ms-dos; Windows nt/2000/xp; Windows Vista; Windows 7.
- •Брандмауэр ос ms Windows.
Дистрибутивы Linux.
Дистрибутив – это набор программного обеспечения, включающий все четыре основные составные части операционной системы – ядро, файловую систему, оболочку и утилиты, а также некоторую совокупность прикладных программ. В настоящее время существует уже более сотни различных дистрибутивов Linux, и постоянно появляются новые.
Live CD.
Ниже приводится краткое описание некоторых дистрибутивов Linux.
Red Hat Linux
Дистрибутив Red Hat Linux является одним из наиболее популярных. Входящие в дистрибутив удобные средства администрирования системы делают его простым для начинающих пользователей. Компания RedHat, Inc регулярно выпускает обновления для своих дистрибутивов, в том числе и для нескольких предыдущих его версий. Менеджер пакетов Red Hat Linux весьма удобен для системного администратора, обслуживающего большое количество серверов. Существует платная система автоматических обновлений для тех, у кого нет времени следить за анонсами.
Fedora Core Linux
Fedora Core Linux – это наследник дистрибутива Red Hat Linux. Fedora Core Linux одинаково хорошо подходит для установки как на домашний или офисный компьютер, так и на мощный сервер. Система включает удобную программу для установки и полный набор приложений – игры, офисные пакеты, Web-серверы и т. п. Fedora Core Linux может легко соседствовать с Windows, как на одном компьютере, так и в локальной сети, а офисный пакет OpenOffice позволяет без проблем открывать, редактировать и сохранять документы в форматах DOC и XLS.
Mandrake Linux
Mandrake Linux был создан французской фирмой MandrakeSoft в 1998 г. с целью сделать Linux простым в использовании для всех. Mandrake Linux, начинавшийся как переделка Red Hat Linux, затем стал полностью независимым дистрибутивом. Отличается несложной процедурой инсталляции, наличием локализованной русской версии. Русифицированная версия – Linux Mandrake Russian Edition – выпускается российской фирмой ALT Linux. Эта версия содержит в себе ряд готовых решений: для серверов различного класса и назначения, профессиональных рабочих станций, офисных и домашних компьютеров.
ALT Linux
ALT Linux Master 2.2 – универсальный дистрибутив Linux, предназначенный для построения корпоративных информационных систем, применения в качестве серверной платформы, разработки клиентских и серверных приложений, использования в образовательных учреждениях и применения в качестве настольной операционной системы.
ALT Linux Junior представляет собой дистрибутив для рабочих станций и домашних компьютеров, для начинающих и опытных пользователей.
ASP Linux
ASP Linux – многозадачная, многопользовательская сетевая операционная система, представляющая собой версию операционной системы Linux, полностью совместимую с Red Hat Linux. Выпущена российской фирмой ASP Linux. Поддерживает стандарты открытых систем и протоколы сети Интернет.
SuSE Linux
Немецкая компания SuSE Linux– разработчик второго по популярности в мировом масштабе коммерческого дистрибутива операционной системы Linux. В 2003 г. компания SuSE Linux представила несколько новых дистрибутивов, облегчающих переход с Windows на Linux фирм и отдельных пользователей.
Первый из продуктов – SuSE Linux Office Desktop – представляет собой дистрибутив Linux, совместимый с Microsoft Office. Для обеспечения совместимости с программами для Windows в дистрибутив включен пакет Codeweavers Crossover Office 1.3.1. Он позволяет запускать в среде Linux приложения из пакета Microsoft Office, клиент Lotus Notes и некоторые другие программы. В дистрибутив также включен офисный пакет StarOffice 6.0. В качестве менеджера рабочего стола можно использовать KDE или GNOME.
Дистрибутив SUSE LINUX Enterprise Server 8 предназначен для средних и крупных предприятий, предоставляет основные сетевые службы с возможностями высокой доступности и масштабируемости, необходимыми для развертывания центров обработки данных.
Дистрибутив SuSE LINUX Standard Server 8 отличается удобным пользовательским интерфейсом и оснащен инструментальными средствами для простой установки и настройки с целью предоставления небольшим компаниям и подразделениям возможностей для работы с файлами, службами печати, информационной инфраструктурой, электронной почтой, Интернет-шлюзами и серверами приложений.
KNOPPIX
В последнее время все большую популярность приобретают специальные Linux-дистрибутивы, не требующие инсталляции. Это означает, что для начала работы достаточно вставить в дисковод CD-ROM загрузочный диск с дистрибутивом, и Linux-система автоматически загрузится, полностью готовая к работе.
Подобный дистрибутив, не требующий вообще никакой установки на компьютер, может оказаться исключительно удобен и полезен, причем для широкого круга пользователей. Человек, ни разу в жизни не видевший Linux в работе и сомневающийся, стоит ли пытаться установить ее на свой компьютер, может без особых затрат времени и сил попробовать операционную систему «в деле», попытаться привыкнуть, оценить удобство ее использования и, возможно, решить, что подобную операционную систему стоит иметь на компьютере, а может быть, и сделать основной. Один из самых первых таких CD-дистрибутивов, появившихся на рынке, – KNOPPIX Live CD.
