Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО "Российский государственный торгово-экономический университет" Ивановский филиал Кафедра экономической информатики и вычислительной техники

Ершов Б.Л.

Операционные системы (учебное пособие)

Иваново 2011

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 8

1.1. Понятие операционной системы, её роль и функции 8

1.2. Операционная и программная среды 10

1.3. Очередь и стек 10

1.4. Машинная команда, способы адресации, привилегированные команды 11

1.5.Система прерываний 12

1.6. Задачи, вычислительные процессы и ресурсы 15

1.7. Мультипрограммный, мультизадачный и многопользовательский режимы работы операционной системы. Режим разделения времени 20

2. УПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ В ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ 24

2.1. Память и отображения, виртуальное адресное пространство 24

2.2. Простое непрерывное распределение и распределение с перекрытием 25

2.3. Распределение памяти статическими разделами 26

2.4. Распределение памяти с динамическими разделами 27

2.5. Распределение памяти с фрагментацией задач 27

3. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ 34

3.1. Реализация последовательного процесса в операционной системе 34

3.2. Планирование и диспетчеризация процессов и задач 34

3.3. Управление параллельными процессами 39

3.3.1. Понятие параллельных процессов 39

3.3.2. Методы реализации взаимных исключений 42

3.3.3. Блокировка памяти 43

3.3.4. Применение специальных операций типа "проверка–установка" 45

3.3.5.Семафоры и их применение 45

3.3.6. Мониторы 49

3.3.7. Почтовые ящики, конвейеры и очереди сообщений 50

4. ПРОБЛЕМА ТУПИКОВ И ЕЁ РЕШЕНИЕ 54

4.1. Проблема тупиков, разделяемые ресурсы и модели параллельных процессов 54

4.2. Модель повторно используемых ресурсов Холта 54

4.3. Сети Петри 59

4.4. Модель пространства состояний системы 63

4.5. Борьба с тупиками 64

4.5.1. Предотвращение тупиков 64

4.5.2. Обход тупиков 65

4.5.3. Обнаружение тупика 67

5. ЖЁСТКИЙ ДИСК 70

5.1. Устройство накопителя жесткого диска (HDD) и адресация элементов дискового пространства 70

5.2. Логическая структура диска 71

5.3. Создание загрузочных дисков 72

6. ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ 75

6.1. Файлы и каталоги 75

6.2. Понятие и функции файловой системы и системы управления файлами. 76

6.3. Обзор файловых систем 78

6.3.1. Файловая система FAT16, FAT32 и VFAT 78

6.3.2. Файловая система NTFS 85

6.3.3. Файловые системы компакт-дисков 88

7. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ 93

7.1. Цифровая подпись драйверов и её верификация 93

7.2. Защита и проверка системных файлов 93

7.3. Откат драйверов 94

7.6. Безопасный режим загрузки 94

7.7. Мастер и точки восстановления системы 95

7.8. Резервное копирование и восстановление 95

7.9. Аварийное восстановление системы. Консоль восстановления. 96

8. ЗАГРУЗЧИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ 98

8.1. Понятие загрузчика и виды его реализации 98

8.2. Решение проблемы четырех разделов в MBR 100

8.3. Установка загрузчиков ОС 101

8.4. Настройка загрузчиков ОС 102

8.5. Удаление загрузчиков ОС 103

9. СИСТЕМНЫЙ РЕЕСТР И СИСТЕМНЫЕ СЛУЖБЫ 104

9.1. Назначение и структура реестра 104

9.2. Работа с реестром 106

9.3. Системные службы 107

10. БЕЗОПАСНОСТЬ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ 110

10.1. Угрозы, уязвимости, атаки 110

10.2. Политика безопасности 112

10.3. Защита от вторжений 113

10.4. Межсетевые экраны 116

10.5. Отключение ненужных служб 118

10.6. Защита от спама 119

10.7. Защита от вредоносных программ и вирусов средствами операционных систем 120

10.8. Защита конфиденциальной информации. 121

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 125