Разделение времени и многозадачность

Разделение времени и многозадачность

Уже пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени между выполнением нескольких программ

Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких, как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие, как массивные вычисления) — в пакетном режиме.

 

Разделение полномочий в ОС

Распространение многопользовательских систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей избежать возможности модификации исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой (содержащей ошибку или злонамеренно подготовленной) программы, а также модификации самой ОС прикладной программой.

Реализация разделения полномочий в ОС была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, выделенном при запуске программы на исполнение).

 

6) Функции управления памятью в ОС. Выделение. Освобождение. Дефрагментация.

Иерархическая структура файловой системы

Большинство файловых систем имеет иерархическую структуру, в которой уровни создаются за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня

При такой организации пользователь освобожден от запоминания имен всех файлов, ему достаточно примерно представлять, к какой группе может быть отнесен тот или иной файл, чтобы путем последовательного просмотра каталогов найти его. Иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каждый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны.

Имена файлов

Простое, или короткое, символьное имя идентифицирует файл в пределах одного каталога. Простые имена присваивают файлам пользователи и программисты, при этом они должны учитывать ограничения ОС как на номенклатуру символов, так и на длину имени.

В иерархических файловых системах разным файлам разрешено иметь одинаковые простые символьные имена при условии, что они принадлежат разным каталогам.

Полное имя представляет собой цепочку простых символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного файла.

 

11) Виды атрибутов файлов. Их значение.

Системный

 Данный тип известен как «S». Этим атрибутов обычно помечаются системные папки c документами, программами и прочими важными файлами, в которые пользователям лучше всего не вмешиваться.

Для чтения

 Атрибут «R» предполагает сохранение информации, которая в дальнейшем будет открываться исключительно для чтения.

Архивный

Необходимость использования данного типа атрибутов «A» заключается в том, чтобы создавать бекаппы.

Скрытый

Скрытый атрибут «Н», помогает сделать объекты невидимый. При этом они не будут отмечаться в качестве системных файлов. Пользователи, таким образом, могут попробовать скрыть любые файлы и папки, чтобы в дальнейшем в Проводнике они никак не отображались.

Сжатый

Установленный атрибут означает, что Windows сохраняет этот файл на диске в сжатом виде

Зашифрованный

Установленный атрибут означает, что Windows хранит этот файл на диске в зашифрованном виде.

Проиндексированный

Означает, что соответствующие подсистемы Windows не будут включать содержимое файла в поисковый индекс

Windows 2000

· Поддержка службы каталогов Active Directory.

· Службы IIS версии 5.0. По сравнению с IIS 4.0 эта версия включает, помимо прочего, версию 3.0 системы веб-программирования ASP.

· Файловая система NTFS версии 3.0 (также называемая NTFS 5.0 по внутренней версии Windows 2000 — NT 5.0). В этой версии NTFS впервые появилась поддержка квот, то есть ограничений на максимальный объём хранимых файлов для каждого пользователя.=

· Обновлённый пользовательский интерфейс, включающий Active Desktop на основе Internet Explorer версии 5 и подобный, таким образом, интерфейсу Windows 98. Цветовая схема оформления была переработана.

· Языковая интеграция: предыдущие версии Windows выпускались в трёх вариантах — для европейских, дальневосточных и ближневосточных языков. Windows 2000 объединяет эти возможности; все её локализованные версии сделаны на единой основе.

· Шифрованная файловая система EFS, с помощью которой можно зашифровать файлы и папки.

Windows XP

Является прямым продолжением Windows 2000. Сохранив высокие показатели надёжности, она стала легче в освоение.

 

В версии Windows XP сильно изменился внешний вид системы, однако его можно вернуть на более старые версии.

 

Существенно улучшена и защита системы. Теперь при случайном удалении важных системных файлов, они будут автоматически восстановлены.

 

Дальнейшее развитие получили и средства для работы с Интернетом. Существенно переработана справочная система, улучшена система безопасности.

 

 Многочисленные изменения коснулись средств администрирования и управления работой множества пользователей в локальной вычислительной сети.

 

FreeBSD

Система распространения программного обеспечения Berkeley Software Distribution (BSD) была создана в начале 90-х годов выпускниками Университета Беркли (Калифорния). FreeBSD – проект нацелен на создание простой в управлении системы с высокой производительностью. Исходный код ядра, драйверов устройств и базовых пользовательских программ, таких как командные оболочки и т.п., содержится в одном дереве системы управления версиями. Это отличает FreeBSD от Linux, в которой ядро разрабатывается одной группой разработчиков, набор пользовательских программ — другими. А многочисленные группы собирают это всё в единое целое и выпускают в виде различных дистрибутивов Linux.

FreeBSD хорошо зарекомендовала себя как система для построения интернет-сетей и серверов. Она предоставляет надёжные сетевые службы и эффективное управление памятью.

Помимо своей стабильности, FreeBSD популярна и благодаря своей лицензии, которая существенно отличается от широко известной лицензии GNU GPL. Лицензия BSD позволяет использовать код не только в свободном ПО, но и в проприетарном. В отличие от GNU LGPL, которая требует раскрытия исходных кодов, лицензия BSD является более простой и непритязательной, требуя лишь упоминания заимствования, авторства и отказ от навязывания ответственности (нельзя отсылать пользователей своего продукта к авторам заимствованного кода).

Linux:

Linux является одной из распространенных систем версий UNIX. Она может организовать работу как рабочих станций, так и сервера. Поддерживает технологию Plug & Play (стандарт аппаратной и программной архитектуры, который делает возможным распознавание устройств).

Linux – это многозадачная и многопользовательская операционная система для бизнеса, образования и индивидуального программирования. Как и все UNIX-системы, она ориентирована на работу в сети.

Одним из достоинств Linux можно считать высокую скорость работы. Эта ОС может работать на машинах не очень большой мощности. Второе достоинство заключается в том, что она может применяться как для различных типов серверов, так и для настольных компьютеров.

В отличие от большинства других операционных систем, Linux не имеет единой «официальной» комплектации. Вместо этого Linux поставляется в большом количестве так называемых дистрибутивов, в которых ядро Linux соединяется с утилитами GNU и другими прикладными программами (например, X.org), делающими её полноценной многофункциональной операционной средой

FAT12

файловая система, широко применяемая на гибких магнитных дисках. Является первой популярной файловой системой на IBM PC - совместимых компьютерах. Самое последнее устройство накопления информации, которое использовало файловую систему FAT12 были гибкий диск диаметром 3.5 дюйма и емкостью 1,44 МБ. Были еще дискеты размером 2,88, но они не получили большого распространения.

Все пространство файловой системы FAT12 разделено на блоки, кратные размеру сектора дискеты (512 байт). В применении к дискетами размер кластера обычно выбирается равным одному сектору. Каждый непустой файл занимает минимум 1 кластер. Поэтому если на дискете будет много маленьких файлов, то много места будет пропадать зря. Максимальный размер кластера для файловой системы FAT12 составляет 8192 байта.

FAT16

Файловая система FAT 16, являющаяся основной для операционных систем DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP, а также поддерживается большинством других систем. FAT 16 представляет собой простую файловую систему, разработанную для небольших дисков и простых структур каталогов. Название происходит от названия метода организации файлов - Таблица размещения файлов (File Allocation Table). Эта таблица размещается в начале диска. Число 16 означает, что данная файловая система 16-разрядная - для адресации кластеров используется 16 разрядов. Операционная система использует Таблицу размещения файлов для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске. Кроме того, в Таблице фиксируются сведения о свободных и дефектных кластерах. Чтобы легче было осмыслить файловую систему FAT16 представьте себе оглавление книги и как вы работаете с этим оглавлением, вот именно также операционная система работает с FAT 16.

В файловой системе FAT16 под номер кластера отведено 16 разрядов. Поэтому максимальное количество кластеров составляет 65525, а максимальный размер кластера 128 секторов. В таком случае максимальный размер разделов или дисков в FAT16 составляет 4,2 гигабайта

Файловая система FAT32

FAT32 («таблица размещения файлов») — это файловая система, разработанная компанией Microsoft, разновидность FAT.

FAT32 — предпоследняя версия файловой системы FAT и улучшение предыдущей версии, известной как FAT16. Она была создана, чтобы преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при этом использовать старый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 появилась вместе с Windows 95 OSR2.

 

Логический предел

Максимально возможное число кластеров в FAT32 равно 268 435 445, что позволяет использовать тома (логические диски) объёмом до 8 TiB. Фактически максимальный размер всего диска не может быть более 2 TiB.

Максимально возможный размер файла для тома FAT32 ~ 4 ГБ (в FAT32 под размер файла отведено 4 байта)

 

19) Файловая система NTFS:

NTFS (new technology file system — «файловая система новой технологии») — стандартная файловая система для семейства операционных систем Windows NT фирмы Microsoft.

NTFS поддерживает хранение метаданных. С целью улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства для хранения информации о файлах в NTFS используются специализированные структуры данных. Информация о файлах хранится в главной файловой таблице — Master File Table (MFT). NTFS поддерживает разграничение доступа к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа — англ. access control lists, ACL), а также позволяет назначать дисковые квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый файлами тех или иных пользователей). Для повышения надёжности файловой системы в NTFS используется система журналирования USN. Для NTFS размер кластера по умолчанию составляет от 512 байт до 64 КБ в зависимости от размера тома и версии ОС.

 

Основные возможности файловой системы NTFS:

· Надежность. Высокопроизводительные компьютеры и системы совместного пользования (серверы) должны обладать повышенной надежностью, которая является ключевым элементом структуры и поведения NTFS. Одним из способов увеличения надежности является введение механизма транзакций, при котором осуществляется журналирование файловых операций;

· Расширенная функциональность. NTFS проектировалась с учетом возможного расширения. В ней были воплощены многие дополнительные возможности – усовершенствованная отказоустойчивость, эмуляция других файловых систем, мощная модель безопасности, параллельная обработка потоков данных и создание файловых атрибутов, определяемых пользователем;

· Поддержка POSIX.  К числу базовых средств файловой системы POSIX относится необязательное использование имен файлов с учетом регистра, хранение времени последнего обращения к файлу и механизм так называемых «жестких ссылок» – альтернативных имен, позволяющих ссылаться на один и тот же файл по двум и более именам;

· Гибкость. Модель распределения дискового пространства в NTFS отличается чрезвычайной гибкостью. Размер кластера может изменяться от 512 байт до 64 Кбайт; он представляет собой число, кратное внутреннему кванту распределения дискового пространства. NTFS также поддерживает длинные имена файлов, набор символов Unicode и альтернативные имена формата 8.3 для совместимости с FAT.

NTFS – минусы:

· 1) Существенные требования к памяти системы (64 Мбайт – абсолютный минимум, лучше – больше).

· 2) Медленные диски и контроллеры без Bus Mastering сильно снижают быстродействие NTFS.

·  3) Работа с каталогами средних размеров затруднена тем, что они почти всегда фрагментированы.

· 4) Диск, долго работающий в заполненном на 80% – 90% состоянии, будет показывать крайне низкое быстродействие.

Журналирование

Разделение времени и многозадачность

Уже пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени между выполнением нескольких программ

Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких, как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие, как массивные вычисления) — в пакетном режиме.

 

Разделение полномочий в ОС

Распространение многопользовательских систем потребовало решения задачи разделения полномочий, позволяющей избежать возможности модификации исполняемой программы или данных одной программы в памяти компьютера другой (содержащей ошибку или злонамеренно подготовленной) программы, а также модификации самой ОС прикладной программой.

Реализация разделения полномочий в ОС была поддержана разработчиками процессоров, предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой программе доступно всё адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, выделенном при запуске программы на исполнение).

 

6) Функции управления памятью в ОС. Выделение. Освобождение. Дефрагментация.