Операционные системы
Назначение и функции ОС
Операционная система – это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой компонент прикладного программного обеспечения обязательно работает под управлением ОС.
Основные функции, которые выполняют ОС:
прием от пользователя заданий или команд и их обработка;
прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку и остановку других программ;
загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;
инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);
обеспечение работы систем управления файлами (СУФ) и СУБД;
обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;
обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода\вывода;
распределение памяти и организация виртуальной памяти;
планирование о диспетчеризации задач;
организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;
обеспечение сохранности данных;
обеспечение работы систем программирования.
Обзор операционных систем
MS DOS 6
Системные требования: очень маленькие.
Одна из первых "массовых" ОС, широко распространенная во времена компьютеров на процессорах 286-486. Управление осуществлялось набором команд с клавиатуры, что было крайне медленно и неудобно. Эта ситуация привела к возникновению оболочек-консолей, самой популярной из которых оказался Norton Commander. На сегодняшний день операционная система DOS является устаревшей и практически не используется. Ее можно встретить на совсем древних машинах, которые владельцы не спешат выбрасывать в мусор.
Windows 3 (1990 год)
Системные требования: 386-25, 4 Мb RAM
Сама по себе она не является операционной системой, а устанавливается поверх DOS. Но обладает большим количеством нововведений, что сделало эту надстройку настоящим революционным продуктом. Появились многооконность, красивый (по тем временам) интерфейс, многозадачность, а также иные приятности и полезности. Собственно говоря, отсюда и начинается монопольное владычество Microsoft, потому что разработчики стали создавать программы, работающие только под Windows 3. Сегодня связка DOS+Windows 3 встречается крайне редко, только на очень старых машинах, где мощности железа не позволяют установить нечто более современное.
Windows 95 (1995 год)
Минимальные системные требования: 486DX-25, 8Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-100, 32Mb RAM
Появление новых окон произвело фурор в компьютерном мире. Это уже не очередная надстройка над DOS, а самостоятельная ОС. Был в корне переработан интерфейс, улучшилась многозадачность, дистрибутив пополнился служебными программами и дополнительными утилитами. Также система могла похвастаться большим количеством встроенных драйверов для многих устройств, что делало процесс инсталляции гораздо проще. Через год Microsoft выпустила версию OSR2 (OEM Service Release), которая поддерживала новую файловую систему FAT32, что позволяло работать с жесткими дисками большого объема. Появился встроенный интернет-браузер и приложение DirectX для работы с трехмерной графикой и медиа-потоками.
Стабильность работы и защищенность в Windows 95 оставляло желать лучшего. Рекомендуется периодически переустанавливать ОС, особенно если часто инсталлировать разного рода программы. В нынешнее время Windows 95 считается устаревшей, хотя для машин класса Пентиум-100, которые еще живут в домах и даже организациях, это наиболее подходящая операционная система.
Windows NT 4 (1995 год)
Минимальные системные требования: Pentium-66, 16Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-166, 64Mb RAM
Windows NT представляет собой совершенно иную систему, предназначенную для серьезной работы и больших сетей. Например, большинство пакетов для трехмерного моделирования и анимации работали только под NT. Несмотря на внешнее сходство с Windows 95, эта ОС имеет другое ядро и использует иные механизмы работы. Она отличается большой устойчивостью, безопасностью и стабильностью, однако у этого есть обратная сторона. Драйвера устройств должны быть специально написаны под Windows NT, операционка использует собственную файловую систему NTFS, которую не понимают Windows 95-98. Конфигурировать NT гораздо сложнее, это должен делать квалифицированный пользователь. Система предназначена для серьезной работы, так что про всякие игрушки лучше забыть. Windows NT 4 существует в двух вариантах: Workstation и Server. Первый предназначен для персональных рабочих мест, а второй должен работать в качестве сервера.
Благодаря своей надежности и относительно низким системным требованиям Windows NT 4 стала очень популярной. Однако эта система тоже не идеальна, и Microsoft регулярно выпускала пакеты обновлений, называемые сервис-паками. Необходимым минимумом стал сервис-пак 4. Если он не установлен, то некоторые программы просто откажутся запускаться.
Сейчас Windows NT 4 считается устаревшей системой, хотя многие пользователи не спешат устанавливать себе нечто новое.
Windows 98 (1998 год)
Минимальные системные требования: Pentium-66, 24Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-150, 64Mb RAM
Ядро и основные механизмы остались прежними. Появилась поддержка новых на тот день интерфейсов и протоколов, пополнилась коллекция драйверов. Наиболее очевидное новшество - интеграция с Интернет. Рабочий стол можно сделать настоящей веб-страницой. Обновленный Internet Explorer стал довольно простым и в тоже время функциональным, что сделало его лидером на рынке браузеров.
Повторилась история со вторым релизом - через некоторое время появилась Windows 98 SE, что значит Second Edition (вторая редакция). Предпочтительнее использовать именно ее, по причине меньшего количества ошибок и большей устойчивости. Также рекомендуется периодически удалять Windows 98 и устанавливать заново для большей стабильности работы.
На сегодня эта операционная система хоть и является морально устаревшей, но еще широко распространена.
Windows Me (2000 год)
Минимальные системные требования: Pentium-150, 32Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium-300, 64Mb RAM
По сути дела мы имеем очередное обновление системы на ядре Windows 95-98. Много косметических изменений, обновлен и расширен набор драйверов. Из полезностей появилась система восстановления операционки, которая периодически запоминает состояния регистра и дает возможность возврата. Этим разработчики попытались скомпенсировать общую неустойчивость ядра Windows 95-98-Ме. Вместе с тем они стали потихоньку избавляться от тормозящего наследия DOS.
Итог: самая последняя ОС линейки Windows 95-98. Дальнейшее развитие этого направления разработчики посчитали неперспективным.
Windows 2000 Professional
Минимальные системные требования: Pentium-133, 64Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium II-300, 128Mb RAM
Структура управления мало чем отличается от Windows NT 4. Система действительно работает гораздо стабильнее, чем Windows 95-98-Ме, однако конфигурировать ее сложнее. Операционка теперь понимает файловые системы FAT32 и NTFS. При инсталляции пользователь должен выбрать нужную. Еще можно отметить новый режим "засыпания" компьютера. Можно нажать на кнопочку "заснуть", содержимое оперативной памяти запишется на винчестер, затем компьютер выключится. Когда вы включите питание, неважно, когда это произойдет, через час, день или месяц, то все будет абсолютно в таком состоянии, как перед "засыпанием".
Подводя итог, можно сказать, что Windows 2000 стала продолжением линейки NT, недаром в названии употребляется слово Professional. Ее можно использовать как для серьезной работы, так и для развлечений, благо с играми все обстоит хорошо.
Windows XP (2001 год)
Минимальные системные требования: Pentium II-233, 64Mb RAM Рекомендуемые системные требования: Pentium III-500, 128Mb RAM
Главные изменения претерпел интерфейс. Наконец-то разработчики поняли, что многим надоели серые окошки, и хочется чего-нибудь покрасивее. Пожалуйста, любуйтесь: прекрасно нарисованные яркие пиктограммы и значки, фоновые картинки в папках, рельефный статус-бар. Несколько открытых документов одного приложения теперь группируются под одной закладкой, что весьма удобно. Функции поиска выполняет симпатичная собачка. Однако за все украшения приходится платить большим расходом аппаратных ресурсов. Но не все так страшно, излишние навороты можно отключить.
Появилась возможность записи компакт-диска без дополнительных программ. Еще возникла служба Remote Assistance, она позволяет удаленно подключаться к компьютеру. Сделано это для тех, кто не может самостоятельно устранить возникшие неполадки. Вот тогда-то они могут обратиться в он-лайн службу Microsoft или к более опытному пользователю, которые, подсоединившись, могут использовать компьютер как локальный. И устранить возникшие сложности.
Улучшено время загрузки, примерно столько же, сколько нужно Windows 98. Это достижение, потому что Windows 2000 грузится гораздо дольше. Существует три версии системы - Professional, Home и 64-Bit Edition. Как ясно из названий, Professional предназначена для профессионального использования, Home - для дома, а 64-Bit Edition должна устанавливаться на компьютеры с процессором Intel Itanium для узкоспециализированных областей применения.
Имеется функция отката драйверов. То есть при установке нового система не удаляет старый, а хранит его на всякий случай.
На сегодняшний день ХР является самой свежей операционкой от Microsoft. Это действительно стабильная и красиво выглядящая система, которую не стыдно и не страшно установить на свой компьютер и спокойно работать-играть, не боясь внезапного обвала. Хотя она тоже не идеальна, в свет вышел первый пакет исправлений.
Linux
Вообще-то операционных систем много. И делает их не только Microsoft. Просто в определенный момент времени эта фирма сумела хорошо раскрутить свою продукцию и теперь держит весь мир в кулаке монополии.
Несмотря на владычество Microsoft, некоторая альтернатива на рынке операционных систем все-таки имеется. Это Linux, второе по распространенности семейство операционок после Windows.
Linux - это необычное семейство операционок. Начнем с того, что они бесплатны. Покупая, вы раскошеливаетесь только на стоимость самих носителей (нас таким не удивишь, а вот для буржуев, у которых софт обычно продается легально и за большие деньги, это серьезный фактор). В отличие от Windows, Linux является открытой системой. Любой, умеющий программировать, может сам не только создать, но дополнить или исправить какое-либо приложение. Это тоже одна из причин, по которой разработчики не торопятся переделывать свои творения для Linux.
Linux успешно работает там, где не справляется Windows. Он более гибок и надежен. Например, в качестве прокси-сервера некоторые предпочитают использовать именно Linux.
Но у этой операционной системы есть свои минусы. Во-первых, как уже упоминалось, малое количество необходимых программ. Как сказал один системный администратор, софта много, а вот нужного - не найдешь. Поэтому Linux часто используется в качестве сервера, все необходимое в нем для этого есть, а вот как операционка для рабочего места, скажем, дизайнера - никогда. Во-вторых, сложность конфигурирования и администрирования. Прежде чем браться за инсталляцию, нужно прочитать хотя бы одну книгу приличной толщины.
В-третьих, производители оборудования не всегда пишут драйвера для Linux. Отчасти проблема решается энтузиастами, которые делают это сами. Если у вас имеется некая экзотическая железка, то можно оказаться перед фактом отсутствия необходимого драйвера.
В-четвертых, Linux создавался огромным количеством народа. Это привело к возникновению большого количества версий и дистрибутивов. Состав различных модулей, их работа и конфигурирование могут сильно различаться. Сейчас мы рассмотрим наиболее распространенные:
Red Hat Linux
Один из самых популярных дистрибутивов. Многие производители железа и программного обеспечения ориентируются на него. Red Hat снабжен продуманной системой настроек и относительно прост. По нему имеется большое количество документации, поэтому для начинающих пользователей платформы Linux это будет, наверное, лучший выбор.
Mandrake Linux
Считается самым завершенным дистрибутивом Linux на нынешний момент. Он снабжен большим количеством встроенных приложений и утилит. А так же может похвастаться отличной русификацией.
ASP Linux
Дистрибутив, сделанный в России. Помимо отличной поддержки русского языка содержит патчи к программам, изначально не работающим с великим и могучим. Включает в себя большое количество разнообразных пакетов. Предназначен для использования не только в качестве домашней мультимедийной платформы, но и качестве сервера для серьезных организаций.
Slackware Linux
Серьезный дистрибутив для продвинутых пользователей. При его разработке больше внимания уделялось проблемам надежности, стабильности и гибкости управления. С русификацией дело обстоит гораздо хуже, чем у рассмотренных выше особей.
S.u.S.E. Linux
Знаменит тем, что в его пользу правительство Германии даже отказалось от продукции Microsoft. По большому счету является потомком Slackware, хотя имеет своеобразные отличия. Очень большое внимание уделено вопросу безопасности. Специфичный дистрибутив, рекомендуется для опытных пользователей.
Архитектура операционной системы
Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.
Ядро и вспомогательные модули ОС
Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:
ядро — модули, выполняющие основные функции ОС;
модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.
Модули ядра ОС выполняют следующие базовые функции ОС:
управление процессами;
управление памятью;
управление устройствами ввода-вывода и т.п.
Без ядра ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.
В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка станиц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений.
Обычно ядро оформляется в виде программного модуля некоторого специального формата, отличающегося от формата пользовательских приложений.
Вспомогательные модули выполняют полезные, но менее обязательные функции. Например:
архивирование информации;
дефрагментация данных на диске;
поиск необходимого файла и т.п.
Вспомогательные модули часто оформляются как обычные приложения и провести границу между ними и обычными приложениями сложно.
Вспомогательные модули обычно подразделяются на следующие группы:
утилиты — программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения ОС, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных;
системные обрабатывающие программы — текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;
программы предоставления пользователю дополнительных услуг — специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;
библиотеки процедур – это модули различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.
Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов.
Взаимодействие между ядром и вспомогательными модулями ОС представлено на следующем рисунке.
Модули ОС, оформленные в виде утилит, системных обрабатывающих программ и библиотек, обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными. Постоянно в оперативной памяти располагаются только самые необходимые коды ОС, составляющие ее ядро. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера.
Типы архитектур ядер операционных систем
Монолитное ядро
Монолитное ядро предоставляет богатый набор абстракций оборудования. Все части монолитного ядра работают в одном адресном пространстве.
Старые монолитные ядра требовали перекомпиляции при любом изменении состава оборудования. Большинство современных ядер позволяют во время работы подгружать модули, выполняющие части функции ядра.
Достоинства: Скорость работы, упрощённая разработка модулей, богатство предоставляемых возможностей и функций, поддержка большого количества разнообразного оборудования.
Недостатки: Поскольку всё ядро работает в одном адресном пространстве, сбой в одном из компонентов может нарушить работоспособность всей системы.
В этом случае компоненты ОС являются не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы. Такая структура операционной системы называется монолитным ядром (monolithic kernel). Монолитное ядро представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме.
Таким образом, монолитное ядро — это такая схема операционной системы, при которой все её компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путём непосредственного вызова процедур. Для монолитной операционной системы ядро совпадает со всей системой.
Примеры: Традиционные ядра UNIX(такие как BSD), Linux; ядро MS-DOS.
Модульное ядро
Модульное ядро — современная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем компьютеров.
В отличие от «классических» монолитных ядер, считающихся ныне устаревшими, модульные ядра, как правило, не требуют полной перекомпиляции ядра при изменении состава аппаратного обеспечения компьютера. Вместо этого модульные ядра предоставляют тот или иной механизм подгрузки модулей ядра, поддерживающих то или иное аппаратное обеспечение (например, драйверов). При этом подгрузка модулей может быть как динамической (выполняемой «на лету», без перезагрузки ОС, в работающей системе), так и статической (выполняемой при перезагрузке ОС после переконфигурирования системы на загрузку тех или иных модулей).
Все модули ядра работают в адресном пространстве ядра и могут пользоваться всеми функциями, предоставляемыми ядром. Поэтому модульные ядра продолжают оставаться монолитными. Модульность ядра осуществляется на уровне бинарного образа, а не на архитектурном уровне ядра, так как динамически подгружаемые модули загружаются в адресное пространство ядра и в дальнейшем работают как интегральная часть ядра. Модули позволяют легко расширить возможности ядра по мере необходимости.
Примером может служить VFS — «виртуальная файловая система», совместно используемая многими модулями файловых систем в ядре Linux.
Микроядро
Микроядро предоставляет только элементарные функции управления процессами и минимальный набор абстракций для работы с оборудованием. Большая часть работы осуществляется с помощью специальных пользовательских процессов, называемых сервисами.
Достоинства: Устойчивость к сбоям оборудования, ошибкам в компонентах системы.
Недостатки: Передача данных между процессами требует накладных расходов.
Современная тенденция в разработке операционных систем состоит в перенесении значительной части системного кода на уровень пользователя и одновременной минимизации ядра. Речь идет о подходе к построению ядра, называемом микроядерной архитектурой (microkernel architecture) операционной системы, когда большинство ее составляющих являются самостоятельными программами. В этом случае взаимодействие между ними обеспечивает специальный модуль ядра, называемый микроядром. Микроядро работает в привилегированном режиме и обеспечивает взаимодействие между программами, планирование использования процессора, первичную обработку прерываний, операции ввода-вывода и базовое управление памятью.
Остальные компоненты системы взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений через микроядро.
Примеры: Symbian OS; Mach, используемый в GNU/Hurd и Mac OS X; Windows CE; QNX; AIX; Minix ; ChorusOS ; AmigaOS; MorphOS.
Экзоядро
Экзоядро — ядро ОС компьютеров, предоставляющее лишь функции для взаимодействия между процессами и безопасного выделения и освобождения ресурсов. Предполагается, что API для прикладных программ будут предоставляться внешними по отношению к ядру библиотеками (откуда и название архитектуры).
Возможность доступа к устройствам на уровне контроллеров позволит эффективней решать некоторые задачи, которые плохо вписываются в рамки универсальной ОС, например реализация СУБД будет иметь доступ к диску на уровне секторов диска, а не файлов и кластеров, что положительно скажется на быстродействии.
Наноядро
Наноядро — архитектура ядра операционной системы компьютеров, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет лишь одну задачу — обработку аппаратных прерываний, генерируемых устройствами компьютера. После обработки прерываний от аппаратуры наноядро, в свою очередь, посылает информацию о результатах обработки (например, полученные с клавиатуры символы) вышележащему программному обеспечению при помощи того же механизма прерываний. Примером является KeyKOS — самая первая ОС на наноядре. Первая версия вышла ещё в 1983-ем году.
Гибридное ядро
Гибридные ядра это модифицированные микроядра, позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра.
Смешанное ядро, в принципе, должно объединять преимущества монолитного ядра и микроядра: казалось бы, микроядро и монолитное ядро — крайности, а смешанное — золотая середина. В них возможно добавлять драйвера устройств двумя способами: и внутрь ядра, и в пользовательское пространство. Но на практике концепция смешанного ядра часто подчёркивает не только достоинства, но и недостатки обоих типов ядер (тот же NT со смешанным ядром не может видеть жесткие диски большого объёма в обход BIOS (источник?), в то время как GNU/Linux с его монолитным ядром обеспечивает такую возможность, поскольку возможность видеть жесткие диски в обход BIOS встроена в его ядро).
Примеры: Windows NT, DragonFlyBSD.
Файловая система
Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.
В широком смысле понятие "файловая система" включает:
совокупность всех файлов на диске;
наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;
комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Файловая система FAT
Файловая система FAT (таблица размещения файлов) представляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. В целях защиты тома (логический диск) на нем хранятся две копии FAT, на тот случай, если одна из них окажется поврежденной.
Том, отформатированный для использования файловой системы FAT, размечается по кластерам. Кластер – минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу. Размер кластера по умолчанию определяется размером тома. При использовании файловой системы FAT номер кластера должен иметь длину не более 16 бит и представлять собой одну из степеней 2.
Структура тома FAT.
Загрузочный сектор является первым на логическом диске и состоит из:
DPB – блок параметров диска. Служит для идентификации физических параметров логического диска.
SB – загрузчик.
Таблицы расположения файлов (области FAT1 и FAT2) содержат следующую информацию о каждом кластере тома:
- Unused (кластер не используется)
- Cluster in use by a file (кластер используется файлом)
- Bad cluster (плохой кластер)
- Last cluster in a file (последний кластер файла)
Корневой каталог содержит записи для каждого файла и каждого каталога, расположенных в корневом каталоге. Единственным различием между корневым каталогом и всеми остальными каталогами является то, что корневой каталог занимает четко определенное место на диске и имеет фиксированный размер (512 записей для жесткого диска; для дискет этот размер определяется объемом дискеты).
Каталоги содержат 32-байтные записи для каждого содержащегося в них файла и каждого вложенного каталога. Эти записи содержат следующую информацию:
- имя (в формате "8+3"),
- байт атрибутов (8 бит),
- время создания (24 бит),
- дата создания (16 бит),
- дата последнего доступа (16 бит),
- время последней модификации (16 бит),
- дата последней модификации (16 бит),
- номер начального кластера файла в таблице расположения файлов (16 бит),
- размер файла (32 бит).
Структура каталога FAT не имеет четкой организации, и файлам присваиваются первые доступные адреса кластеров на томе. Номер начального кластера файла представляет собой адрес первого кластера, занятого файлом, в таблице расположения файлов. Каждый кластер содержит указатель на следующий кластер, использованный файлом, или индикатор (OxFFFF), указывающий на то, что данный кластер является последним кластером файла.
Файл FAT имеет 4 атрибута, которые могут сбрасываться и устанавливаться пользователем:
- archive file (архивный файл),
- system file (системный файл),
- hidden file (скрытый файл),
- read-only file (файл только для чтения).
ОС поддерживающие FAT: MS DOS, Windows 95, Windows NT, OS/2.
Файловая система NTFS
NTFS разработана для:
- быстрого выполнения стандартных файловых операций чтения, записи и поиска;
- быстрого выполнения улучшенных операций типа восстановления файловой системы на очень больших жестких дисках.
Структура тома NTFS
MFT |
Зона MFT |
Зона для размещения файлов и каталогов |
Копия первых 16 записей MFT |
Зона для размещения файлов и каталогов |
Диск NTFS делится на две части:
1. первые 12% диска отводятся под MFT зону - пространство, в которое растет метафайл MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой - это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте;
2. остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.
MFT – метафайл – специальный файл, позволяющий определить местонахождение всех остальных файлов.
Метафайлы имеют строго фиксированное положение. Их копия содержится в середине для надёжности.
MFT находятся в корневом каталоге NTFS диска.
NTFS просматривает каждый файл (или каталог) как набор атрибутов файла. Такие элементы, как имя файла, информация зашиты и даже данные — все это атрибуты файла. Каждый атрибут идентифицирован кодом типа атрибута и, необязательно, именем атрибута.
Имя файла может содержать любые символы. Максимальная длина 256 символов. Каталог в NTFS представляет собой специальный файл, хранящий ссылки на другие файлы и каталоги, создается иерархическое строение данных. Он поделён на блоки, каждый из которых содержит имя файла, базовые атрибуты и ссылку на элемент MFT.
Сетевые ОС (СОС)
ОС компьютерной сети во многом аналогичны ОС автономной ОС. Определение С компьютерной сети- комплекс взаимосвязанных программ, который обеспечивает удобство работы пользователя и программиста путем предоставления им некоторой виртуальной вычислительной системы и реализует эффективной способ разделения ресурсов между множеством выполняемых в сети процессов.
Компьютерная сеть – набор ЭВМ, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением.
Коммуникационная система включает (состоит) кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства, обеспечивающие передачу сообщений между ЭВМ.
При организации сетевой работы ОС играет роль интерфейса, экранизирующего (закрывающего) от пользователя все детали низкоуровневых прграммно-аппаратных средств сети. В результате пользователь видит сеть со всеми ее сложными и запутанными деталями как понятный набор разделяемых ресурсов.
1. Понятие сетевых и распределенных ОС. В зависимости от того, какой виртуальный образ создает ОС для того, чтобы подменить им реальную аппаратуру персональной сети разделяют:
а) сетевой ОС (СОС),
б) распределенная ОС (РОС)
СОС представляет пользователю некую виртуальную вычислительную систему, работа с которой гораздо проще, чем с реальной сетевой аппаратурой. В то же время эта виртуальная система не полностью скрывает распределенную природу своего реального прототипа, т.е. является виртуальной сетью. При использовании ресурсов персональной сети пользователь СОС всегда понимает, что он имеет дело с сетевыми ресурсами. Он должен быть в курсе того, где хранятся его файлы и должен использовать явные команды передачи файлов для перемещения их с одной машины на другую. В среде СОС пользователь может запустить задание на любой ЭВМ сети, но всегда должен знать на какой машине выполняется его задание. По умолчанию пользовательское задание выполняется на той ЭВМ, на которой был сделан логический вход. Магистральным направлением развития СОС является достижение как можно большей степени прозрачности сетевых ресурсов. В идеальном случае СОС должен предоставлять системные ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины. Для такой ОС используют специальное назначение. РОС или истинно РОС. РОС динамически и автоматически распределяет работу по различным машинам сигналом для обработки, заставляет набор сетевых машин работать как виртуальный уни-процессор. Пользователь РОС не имеет сведений о том, на какой машине выполняется работа. РОС существует как единая ОС в масштабах вычислительной системы. В настоящее время практически все СОС далеки от идеала истинной распределенности, поэтому под термином СОС понимают 2 значения:
Как совокупность всех компонентов, т.е. на разных ЭВМ могут быть одинаковые или разные ОС. Все ОС будут функционировать независимо друг от друга каждая из них будет принимать решение о создании и завершении своих собственных процессов и управлений локальными ресурсами, но при этом все ЭВМ должны включать взаимосогласованный набор коммуникационных протоколов для организации взаимодействующих процессов.
Как ОС отдельного компьютера, способного работать в сети, т.е. если ОС отдельного компьютера позволяет ему работать в сети, т.е. предоставляет свои ресурсы в общее пользование и (или) потреблять ресурсы других ЭВМ в сети.