Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системное программное обеспечение. Учебник
.pdf
141
Глава 5. Особенности организации различных операционных систем
лении систему, обеспечивающую большую работоспособность
оборудования, а также платформу для наиболее ответственных
приложений электронной коммерции и ведения бизнеса в определенной области.
Windows 2000 Datacenter Server является самой производительной и полнофункциональной серверной операционной
системой из всех, когда-либо предлагавшихся корпорацией
Майкрософт. Эта система поддерживает до 64 Гб физической
памяти, а также симметричную мультипроцессорную обработку с использованием до 32 процессоров. Ее стандартные компоненты обеспечивают 4-узловую кластеризацию и балансировку нагрузки. Она оптимизирована для работы с большими
хранилищами данных, для эконометрического анализа, моделирования крупномасштабных процессов в науке и технике,
оперативной обработки транзакций и объединения серверов.
После выхода Windows 2000 и Windows Me компания Micro
soft принимает стратегически важное решение: объединить два
направления и в дальнейшем делать на одном NT-ядре домашние и корпоративные ОС.
Долгожданное объединение воплотилось в выпуске Win-
dows XP. Компания Microsoft предлагает данную версию в двух
исполнениях: Windows XP Professional и Windows XP Home
Edition. Первая является продолжением Windows NT/2000 и
известна также под названием Windows 2002. Кроме того, существует 64-битовая серверная версия Windows XP Professional, разработанная для 64-битового процессора Intel Itanium,
поддерживающая SMP [12, 13, 15].
Таким образом, Windows XP является следующей после
Windows 2000 и Windows Millennium – версией операционной системы Microsoft Windows. В Windows XP осуществлена эффективная интеграция сильных сторон Windows 2000
(основанной на отраслевых стандартах системы безопасности,
высокой надежности и управляемости) с лучшими характеристиками систем Windows 98 и Windows Me, такими как простой в применении интерфейс пользователя, возможности
технологии Plug and Play и новые принципы организации
службы технической поддержки. Тем самым сделан очередной шаг по пути сближения операционных систем семейства
-
СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
142
Windows. В результате подобной интеграции была получена
лучшая на сегодняшний день операционная система.
Сохранив ядро Windows 2000, операционная система Windows XP обрела новое внешнее оформление. Были объединены
и упрощены типичные задачи, добавлены новые визуальные
подсказки, помогающие пользователю в работе с компьютером.
XP стала первой Windows, в которую встроена утилита записи
информации на CD-R или CD-RW. При создании CD система
сначала копирует все файлы в образ на диск, после чего переписывает его на CD. Упрощен также процесс установки средства
общего доступа в Интернет (ICS – Internet Connection Sharing).
Кроме того, теперь в комплект поставки операционной системы
входит брандмауэр (firewall), позволяющий работать с локальными и виртуальными частными сетями, а также коммутируемыми соединениями. Средство очень удобно в настройке, однако позволяет контролировать только входящий трафик.
В целом Windows XP оставляет впечатление хорошо продуманной и отлаженной системы, которая наверняка понравится домашним и корпоративным пользователям.
Windows Vista – следующая версия операционной системы Windows фирмы Microsoft, продолжающая линейку Windows XP. В переводе на русский vista означает новые возможности, открывающиеся перспективы.
В линейке продуктов Windows NT – Windows Vista носит номер версии 6.0 (Windows 2000–5.0, Windows XP – 5.1, Windows
Server 2003 – 5.2). Для обозначения Windows Vista иногда используют аббревиатуру WinVI, которая объединяет и название
Vista, и номер версии, записанный римскими цифрами. С новой файловой системой, поддерживающей SQL-запросы, встроенной возможностью записи DVD-дисков, совершенно новым
рабочим столом. Кнопка «Пуск» исчезла, вместо этого появились новые панели, типа Office, которые могут быть легко убраны с рабочего стола или дополнены трехмерным интерфейсом,
основанном на DirectX (32-битные окна программ с z-буфером
и 3D-поверхностью). Полная поддержка технологии Net, абсолютное лидерство в области обработки 3D-графики. Vista будет
существовать как в 64-разрядном, так и в 32-разрядном вариантах [12, 13, 14].
143
Глава 5. Особенности организации различных операционных систем
Новая версия Windows обеспечивает повышенную безопасность и надежность данных (встроенная защита от вирусов, более гибкая настройка прав пользователей, шифрование важных
данных, контроль за работой критически важных служб ОС),
легкую работу с информацией и совместимость со всеми современными средствами коммуникации, упрощенное управление
и установку ОС на несколько компьютеров, обновленный интерфейс, мастер синхронизации с мобильными устройствами и т.д.
У нее повышенное по сравнению с Windows XP быстродействие, которое достигается несколькими путями. Это и обновленная подсистема управления памятью и вводом-выводом,
и возможность автозапуска служб и программ в фоновом режиме. Появился в Windows Vista и новый спящий режим, названный Sleep Mode и сочетающий в себе лучшие черты режимов Standby (быстрое «пробуждение») и Hibernate (высокая
сохранность данных). По мнению специалистов Microsoft, название Windows Vista призвано отразить новые возможности
операционной системы и ее преимущества для пользователей
[12, 13, 14].
Windows Vista разделена на модули, что позволяет ее проще
настраивать. Готовясь распространить Windows Vista в организации, IT-профессионалы могут выбирать именно те компоненты операционной системы, которые необходимо установить
в определенной группе компьютеров. Например, языки являются компонентами, таким образом английский язык может
быть установлен в одной группе компьютеров, в то время как
французский, немецкий и испанский будут установлены в других. Драйверы и обновления также являются компонентами,
что позволяет с легкостью вносить изменения в образ, реагируя на изменения в конфигурации аппаратного и программного
обеспечения.
5.4. Сетевые операционные системы
Сначала несколько слов о вычислительных сетях.
Локальная вычислительная сеть, ЛС, ЛВС (Local Area Network, LAN) – это группа ЭВМ, а также периферийное оборудование, объединенные одним или несколькими автономными
(не арендуемыми) высокоскоростными каналами передачи
СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
144
цифровых данных (в том числе проводными, волоконно-оптическими, радио-СВЧ или ИК-диапазона) в пределах одного
или нескольких близлежащих зданий. Служит для решения
комплекса взаимосвязанных функциональных и информационных задач (например, в рамках какой-либо организации
или ее автоматизированной системы), а также совместного использования объединенных информационных и вычислительных ресурсов. В зависимости от принципов построения ЛВС
подразделяются на типы «клиент – сервер» и «файл – сервер»,
а также «одноранговые». ЛВС могут иметь в своем составе
средства для выхода в распределенные и глобальные вычислительные сети.
Клиент – сервер (client – server architecture/topology) – это
архитектура или организация построения сети (в том числе
локальной и распределенной), в которой производится разделение вычислительной нагрузки между включенными в ее
состав ЭВМ, выполняющими функции «клиентов», и одной
мощной центральной ЭВМ – «сервером». В частности, процесс
наблюдения за данными отделен от программ, использующих
эти данные. Например, сервер может поддерживать центральную базу данных, расположенную на большом компьютере,
зарезервированном для этой цели. Клиентом будет обычная
программа, расположенная на любой ЭВМ, включенной в сеть,
а также сама ЭВМ, которая по мере необходимости запрашивает данные с сервера. Производительность при использовании клиент-серверной архитектуры выше обычной, поскольку
как клиент, так и сервер делят между собой нагрузку по обработке данных. Другими достоинствами клиент-серверной архитектуры являются большой объем памяти и ее пригодность
для решения разнородных задач, возможности подключения
большого количества рабочих станций, включая ПЭВМ и пассивные терминалы.
Файл – сервер (file – server architecture) – это архитектура построения ЛВС, основанная на использовании так называемого файлового сервера (file server) – относительно мощной
ЭВМ, управляющей созданием, поддержкой и использованием
общих информационных ресурсов локальной сети, включая
доступ к ее базам данных (БД) и отдельным файлам, а также
145
Глава 5. Особенности организации различных операционных систем
их защиту. Для поддержки и ведения больших и очень больших БД, содержащих десятки миллионов записей, используются так называемые многопроцессорные системы, способные
эффективно обрабатывать значительные объемы информации
и обладающие хорошим соотношением характеристик цена/
производительность. В отличие от клиент-серверной архитектуры данный принцип построения сети предполагает, что
включенные в нее рабочие станции являются полноценными
ЭВМ с установленным на них полным объемом необходимого
для независимой работы составом средств основного и прикладного программного обеспечения. Другими словами, в указанном случае отсутствуют возможности разделения вычислительной нагрузки между сервером и терминалами сети.
Одноранговая ЛВС (peer-to-peer LAN, peer LAN) – это «бессерверная» организация построения сети, которая допускает
включение в нее как ЭВМ различной мощности, так и терминалов ввода-вывода. Термин «одноранговая сеть» означает,
что все терминалы сети имеют в ней одинаковые права. Каждый пользователь одноранговой сети может определить состав
файлов, которые он предоставляет для общего использования
(так называемые public files). Таким образом, пользователи
одноранговой сети могут работать как со всеми своими файлами, так и с файлами, предоставляемыми другими ее пользователями. Подключение отдельных ЭВМ в одноранговую
сеть производится преимущественно высокочастотными коаксиальными кабельными линиями связи. Известны три основных варианта топологии одноранговой сети, которые носят
наименования «шина», «кольцо» и «звезда». Создание одноранговой сети обеспечивает наряду с взаимообменом данными между включенными в нее ЭВМ совместное использование
части дискового пространства (через public files), а также совместную эксплуатацию периферийных устройств (например,
принтеров). Существуют и другие возможности, например,
когда одна из ЭВМ временно берет на себя функции «сервера», а остальные работают в режиме «клиентов». Последнее
широко используется в различного рода обучающих системах.
Достоинствами одноранговых ЛВС являются также относительная простота их установки и эксплуатации, умеренная
СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
146
стоимость, возможность развития (например, по числу включенных в них терминалов), независимость выполняемых вычислительных и других процессов для каждой включенной
в сеть ЭВМ.
Сегмент (сети) (network segment) – это участок локальной
сети, отделенный от других участков повторителем, концен-
тратором, мостом или маршрутизатором. Все станции сегмента поддерживают один и тот же протокол доступа к среде
передачи и делят ее общую пропускную способность. Другими
словами, сегмент – это группа устройств (например, ПК, серверы, принтеры и т.п.), которые соединены при помощи сетевого оборудования. В сегменте сети Ethernet компьютеры
могут быть соединены с помощью концентраторов. Сигнал, передаваемый по сети, будет услышан всеми рабочими станциями, входящими в сеть. Если сегмент соединен с другим сегментом с помощью моста или маршрутизатора, то они могут
обмениваться пакетами. Сегменты, соединенные вместе при
помощи моста или маршрутизатора, формируют группу сетей
(internetwork). Сегменты очень часто называют подсетями.
Топология (topology) – это принцип построения (конфигурация или схема) сетевых соединений. Примерами являются
топологии «звезда», «кольцо», «шина» и «дерево».
Кластер (cluster) – это вычислительная система, состоящая
из нескольких связанных между собой ЭВМ, расположенных
в едином корпусе или соединенных скоростным каналом и используемых как единый, унифицированный вычислительный
ресурс. Для абонентов кластер выглядит как единое целое. Кластерная архитектура обеспечивает возможность наращивания,
высокую степень надежности и удобство администрирования.
Кластеризация (clastering) – это построение вычислительных систем с использованием кластеров. Например, при кластеризации два или несколько серверов (или узлов сети) совместно
используют общие ресурсы и могут обеспечить высокую степень
их доступности, при этом сервер может не выполнять функции посредника между системой хранения данных и другими
сетевыми устройствами. Это действие, осуществляемое СУБД
и предназначенное для быстрого нахождения записей, которые
находятся в разных блоках жесткого диска.
147
Глава 5. Особенности организации различных операционных систем
Интернет (англ. Internet) – всемирная система объеди-
ненных компьютерных сетей, построенная на использовании
протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается
как «Всемирная сеть» и «Глобальная сеть».
Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей.
Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (англ. Internet Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных.
Протокол IP был специально создан агностическим в отношении физических каналов связи. То есть любая система
(сеть) передачи цифровых данных, проводная или беспроводная, для которой существует стандарт инкапсуляции в нее
IP-пакетов, может передавать и трафик Интернета. Агностицизм протокола IP, в частности, означает, что компьютер или
маршрутизатор должен знать тип сетей, к которым он непосредственно присоединен, и уметь работать с этими сетями,
но не обязан (и в большинстве случаев не может) знать, какие
сети находятся за маршрутизаторами.
На стыках сетей специальные маршрутизаторы (программные или аппаратные) занимаются автоматической сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов
получателей этих пакетов. Протокол IP образует единое адресное пространство в масштабах всего мира, но в каждой отдельной сети может существовать и собственное адресное подпространство, которое выбирается исходя из класса сети. Такая
организация IP-адресов позволяет маршрутизаторам однозначно определять дальнейшее направление для каждого пакета данных. В результате между отдельными сетями Интернета не возникает конфликтов, и данные беспрепятственно
и точно передаются из сети в сеть по всей планете и ближнему
космосу.
Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и серверами. Она может позволить любой рабочей станции работать
СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
148
с разделяемым сетевым диском или принтером, которые физически не подключены к этой станции.
В некоторых компьютерных сетях есть выделенный автономный компьютер, который выполняет функции только файлового сервера. Такие системы называются ЛВС с файловым
сервером. В других, малых ЛВС, рабочая станция может одновременно выполнять и функции файлового сервера. Это одноранговые ЛВС.
Компоненты сетевой операционной системы на каждой рабочей станции и файловом сервере взаимодействуют друг с другом
посредством языка, называемым протоколом. Одним из общих
протоколов является протокол фирмы IBM NetBIOS (Network
Basic Input Output System – Сетевая операционная система ввода-вывода). Другим распространенным протоколом является
IPX (Internet-work Packet Exchange – Межсетевой обмен пакетами) фирмы Novell.
Операционная система NetWare фирмы Novell. Novell была
одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС.
Она производила как аппаратные средства, так и программные,
однако в последнее время фирма Novell сконцентрировала усилия на программных средствах ЛВС. Некоторые характеристики программных продуктов NetWare приводятся ниже.
В среде NetWare способно работать большее количество
приложений, чем в любой другой ЛВС.
ОС NetWare способна поддерживать рабочие станции, управляемые DOS, DOS и Windows, OS/2, UNIX, Windows NT,
Mac System 7 и другими ОС. Есть варианты сетевой ОС NetWare,
предназначенные для работы под управлением многозадачных,
многопользовательских операционных систем OS/2 и UNIX.
Версию 3.12 ОС NetWare можно приобрести для 20, 100 или
250 пользователей, а версия 4.0 имеет возможность поддержки
до 1000 пользователей. Все версии ОС хорошо совместимы между собой, поэтому в одной и той же компьютерной сети можно
иметь файловые серверы с разными версиями ОС NetWare.
Некоторые команды ОС NetWare:
• NPRINT – передача текстового файла на принтер;
• LOGIN – команда подсоединения к серверу (для отсоеди-
нения – LOGOUT);
149
Глава 5. Особенности организации различных операционных систем
• WHOAMI – идентификация пользователя (информация
о текущем сеансе);
• USERLIST – выдача имен пользователей, подсоединен-
ных к ЛВС в данный момент;
• SEND – посылка сообщения какому-либо пользователю.
Сетевые операционные системы LAN Meneger, Windows NT
и LAN Server. Хотя эти сетевые операционные системы пользу-
ются меньшей популярностью, чем OC NetWare, они больше подходят под начинающую широко развиваться программную технологию «клиент – сервер». Многие специалисты считают, что
будущее именно за этой технологией, поэтому вполне возможно,
что ОС NetWare потеряет свои лидирующие позиции, но пока
она остается самой широко распространенной и популярной.
Обе сетевые ОС LAN Manager и LAN Server работают,
опираясь на OS/2. Для работы ОС LAN Manager 2.2 требуется OS/2 версии 1.21 или более поздней, в то время как LAN
Server 3.0 требует OS/2 2.0. Рабочие станции могут управляться DOS версии 3.3 или OS/2 версии 1.21.
При использовании OS/2 в качестве операционной системы для управления файловым сервером ЛВС появляется возможность обслуживания запросов рабочих станций в многозадачной среде, основанной на принципе разделения памяти.
Каждой задаче или прикладной программе выделяются определенные области памяти, которые обслуживаются параллельно.
При этом прикладная программа состоит из процессов. Важным преимуществом является простота программного управления компьютерами в среде OS/2, даже если они используются
в качестве файловых серверов. Сама система OS/2 имеет такие
положительные черты, как:
• нет ограничения памяти на уровне 640К для прикладных
программ;
• OS/2 версии 2.х предоставляет пользователю одновременный доступ к нескольким сеансам DOS, каждый из которых может располагать объемом ОЗУ 620К;
• система OS/2 допускает возможность работы в среде
Microsoft Windows;
• простая инсталляция с использованием графического интерфейса;
СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
150
• виртуальная память;
• быстрый доступ к диску;
• высокопроизводительная файловая система (High Performance File System, HPFS);
• поддержка национальных языков (National Language Support, NLS);
• поддержка усовершенствованного механизма управления системой питания (Advanced Power Management, APM);
• защита целостности системы;
• быстрая 32-разрядная архитектура;
• поддержка карт расширения PCMCIA.
Система OS/2 предоставляет в распоряжение программисту
именованные каналы (named pipes). Программист может ин-
терпретировать эти каналы как файлы, но на самом деле именованные каналы содержат сообщения. Они движутся от рабочих
станций к файловому серверу. На сервере прикладная программа может выполнять их обработку.
Одной из существенных причин, в силу которых LAN
Manager и LAN Server оказались менее популярными, чем сетевая ОС NetWare, является большой объем дискового пространства, требуемый для хранения программных и конфигурационных файлов LM и LS. Обычно при работе с NetWare,
чтобы иметь доступ к файловому серверу, нужно хранить
на рабочей станции от двух до шести небольших файлов. При
работе с LAN Manager и LAN Server для тех же целей необходимо от 1М до 3М дискового пространства на рабочей станции.
Требования к объему памяти для программного обеспечения рабочих станций под управлением LAN Manager и LAN
Server также гораздо выше, чем для NetWare. Для LM и LS
примерный объем памяти под драйверы равен 90К, а рабочие
станции под управлением NetWare требуют только от 50К до
60К памяти под рабочие драйверы.
Сетевая операционная система Windows NT Advanced Server. В начале 1993 года фирма Microsoft выпустила новую се-
тевую ОС NT Advanced Server, и эта операционная система
расширяет характеристики и преимущества OC LAN Manager
по нескольким направлениям.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]