Лекции по курсу Сетевые операционные системы Введение.

В последнее время разговор о электронных сетях и сетевых операционных системах оказывает прямо магическое воздействие на собеседников. Для определения причин этого необходимо произвести некоторый экскурс в прошлое.

Термин “сетевая операционная система” (СОС) был придуман или взят в качестве рекламного клише для демонстрации достоинствNETWARE. Это было время в которое только появился 80286 ПК и развитие сетей только начинало переходить от теории к практике, теми путями, которые мы можем уже считать историческими.

В то время кроме NETWAREна роль организатора сетей мог претендовать разве толькоUNIX. Но разве мог 286-й ПК претендовать на роль главной машины (хоста), реально он мог сыграть только роль интеллектуального терминала вUNIXсистеме. Отсюда вытекает и большая распространенность сетей NETWAREи их доминирующая роль с того далекого времени.

Однако с появлением пакета WindowsфирмыMicrosoftситуация начала постепенно изменяться и бедная “Золушка” (в видеWindows3.0) постепенно превращалась из в принцессу в видеWindows NT. Так картина распределение программных продуктов на рынке сбыта начала принципиально меняться. Это происходит прежде всего потому, чтоWindows NT определяет новую веху в развитии вычислительной техники, как система ориентированная не на поставку клиенту сети некоторого дискового пространства (стандартная дляNETWAREтехнология, называемая файл серверной) а на поставку услуг в виде работающих на сервере приложений. А это уже другая технология, называемая клиент-сервер. В этой идеологии основной упор делается на разработку приложений, способных работать на сервере, а сами серверы начинают все чаще использоваться как серверы приложений.

Ярким примеров этому служит развитие реляционных пространственно распределенных баз данных, таких как ORACLE, SYBASE, INFORMIXи некоторых других. В этих базах различные таблицы могут быть размещены по разным машинам, а пользователь базы данных может об этом и не догадываться.

Нельзя также забывать и про UNIX, который испытывает некоторый ренессанс в последнее время. Это объясняется с одной стороны появлением все более мощных машин сINTEL архитектурой на которую стали больше ориентироваться разработчикиUNIX, а с другой, тем, что протоколTCP/IP которыйUNIXиспользует как свой основной внутренний протокол, используется как основной протокол сетиINTERNET, популярность которой за последние два года стремительно возросла.

Введение в типы операционных систем. Типы операционных систем.

Все современные операционные системы по своему типу различаются на две группы: это ОС реального времени и ОС разделения времени. Рассмотрим поведение ОС этих типов в зависимости от воздействия на них.

1. Для ОС реального времени (ОС РВ) характерна максимально быстрая реакция на внешнее событие в заранее неизвестные моменты времени. А для реагирования на каждое событие отводятся жесткие временные рамки. Это дает возможность проводить управление заданными, быстропротекающими процессами в условиях ограничения по времени внешним мешающем воздействии. Примером может служить система противоракетной обороны. В такой системе существует только одна главная задача - уничтожить внезапно появившегося противника в ограниченном по времени диапазоне. Рассмотрим особенности таких систем:

• Принцип управления процессором. Существует два типа управления - от очередей (или событий) как основной или от процессов (вспомогательный). В первом случае обработчик очередей (он же системный монитор) запрашивает информацию о внешних событиях, анализирует ее и принимает решение. Наличие решения зависит от количества информации в момент ее приема. Стратегия процессора очень проста - выполнять задачу до окончания или до истечения времени. Отличие второго случая заключается в том, что информация выделяется в процессе работы системы.

• Характерной особенностью ОС РВ является факт наибольшей адаптацией обрабатывающих программ к реальным физическим устройствам (высокой степенью взаимодействия с физическими устройствами). При этом роль программиста усложняется за счет необходимости жесткой синхронизации работы программ и целостности системы во времени. При этом необходимо отметить, что для ОС РВ как правило не существует средств программирования и отладки программ. Для этой цели служат кросс ассемблеры и кросс компиляторы. Существуют также метаассемблеры - то есть ассемблеры настраиваемые на некоторую систему

• В ОС РВ всегда существует один главный процесс - программа переднего плана и несколько фоновых процессов. Существует возможность приоритетного управлением только фоновыми процессами.

2. Другой, диаметрально противоположной разновидностью ОС являются системы разделения времени. Основной целью в этих системах является решение задачи одновременного представления вычислительных средств некоторому количеству пользователей (некоторому количеству одновременно работающих равноправных задач). Характерными признаками таких ОС может служить:

• Наличие большого количества одновременно обрабатываемых задач в единицу времени. Декларативное гарантирование всем работающим задачам доступа к процессору, периферийным устройствам и устройствам печати в течении некоторого кванта времени.

• Управление всеми задачами в системе на основе приоритетных очередей (с учетом квантилей времени, предоставляемых каждой задаче). В системах такого рода существует некоторый интервал времени - квантиль в течении которого любая задача находящаяся в работе имеет доступ к ресурсам. Другое дело, что администратор системы имеет возможность внутри такого квантиля изменять пропорции доступа к ресурсам для задач разного класса. Рассмотрим два примера: оператору набивающему некоторый текст необходим доступ к ресурсам системы не чаще чем 3 раза в секунду (максимальная осмысленная скорость ввода с клавиатуры) очевидно не нужен большой квантиль времени но нужен кратковременный гарантированный доступ к ресурсам на огромном (по машинным меркам) интервале то есть высокий приоритет, для другого пользователя, осуществляющего компиляцию своих программ, нужен больший квантиль времени и наоборот не нужен высокий приоритет

• Большое количество средств разработки программного обеспечения, большое количество сервисных команд и программ для пользователя-программиста, наличие файловой системы, поддерживающей механизм совместного использования, сопровождения и защиты объектов, Хорошо проработанные методы доступа к системе включая авторизацию доступа и защиту данных.