Управление файлами и файловые системы

Для пользователей ОС и прикладных программистов дисковое пространство предоставляется в виде совокупности файлов, организованных в файловую систему.

Файл - это набор данных в файловой системе, доступ к которому осуществля-ется по имени.

Термин «файловая система» может употребляться для двух понятий:

-принцип организации данных в виде файлов

-конкретного набора данных (обычно соответствующей части диска), организованных в соответствии такому принципу.

В рамках ОС может быть реализована одновременная поддержка нескольких файловых систем.

Файловые системы рассматривают на логическом и физическом уровнях.

Логический уровень определяет внешнее представление системы как совокупности файлов (которые обычно находятся в каталогах), а также выполнение операций над файлами и каталогами (создание, изъятие и т.п.).

Физический уровень определяет принципы размещения структур данных файловой системы на диске или другом устройстве.

Сетевая поддержка

Сетевые системы

Современные операционные системы приспособленны к работе в сети, их называют сетевыми операционными системами. Средства сетевой поддержки дают ОС возможность:

♦ предоставлять локальные ресурсы (дисковое пространство, принтеры и т.п.) в общее пользование через сеть, т.е. функционировать как сервер;

♦ обращаться к ресурсам других компьютеров через сеть, т.е. функционировать как клиент.

Реализация функциональности сервера и клиента базируется на транспортных средствах, ответственных за передачу данных между компьютерами соответственно правилам, обусловленным сетевыми протоколами.

Распределенные системы

Сетевые ОС не скрывают от пользователя наличие сети, сетевое поддержка в них не определяет структуру системы, а обогащает ее дополнительными возможностями. Есть также распределенные ОС, которые дают возможность объединить ресурсы нескольких компьютеров в распределенную систему. Она выглядит для пользователя как один компьютер с несколькими процессорами, которые работают параллельно.

Распределенные и многопроцесорные системы являются двумя основными категориями ОС, которые используют несколько процессоров.

Безопасность данных

Под безопасностью данных в ОС понимают обеспечение надежности системы (защиты данных от потери в случае сбоев) и защита данных от несанкционированного доступа (случайного или намеренного).

Для защиты от несанкционированного доступа ОС должны обеспечивать наличие средств эндификации пользователей (такие средства дают возможность выяснить, есть ли пользователь тем, за кого себя выдает; обычно для этого используют систему паролей) и их авторизации (разрешают проверить права пользователя, который прошел эндификацию, на выполнение определенной операции).

Интерфейс пользователя

Различают два типа средств взаимодействия пользователя с ОС: командный интерпретатор (shell) и графический интерфейс пользователя (GUI).

Командный интерпретатор дает возможность пользователям взаимодействовать с ОС, используя специальный командный язык (интерактивно или через запуск на выполнение командных файлов). Команды такого языка заставляют ОС выполнять определенные действия (например, запускать программы, работать с файлами).

Графический интерфейс пользователя предоставляет ему возможность взаимодействовать с ОС, открывая окна и выполняя команды с помощью меню или кнопок. Подходы к реализации графического интерфейса довольно разнообразные: например, в Windows-системах средства его поддержки встроенные в систему, а в UNIX они являются внешними для системы и опираются на стандартные средства управления введением-выводом.

Выводы

♦ Операционная система - это уровень программного обеспечения, которое находится между уровнями прикладных программ и аппаратного обеспечения компьютера. Главное ее назначение - сделать использование компьютерной системы более простым и повысить эффективность ее работы.

♦ К основным функциональным компонентам ОС принадлежат: управление процессами, управление памятью, управление вводом-выводом, управление файлами и поддержка файловых систем, сетевая поддержка, обеспечение защиты данных, реализация интерфейса пользователя.

Контрольные вопросы и задачи

1. Какие основные функции операционной системы?

2. Приведите несколько примеров пространственного и временного распределения ресурсов компьютера. От чего зависит выбор того или другого метода распределения?

3. В чем заключается основное отличие багатозадачных пакетных систем от систем с распределением времени? Как можно в рамках одной системы объединить возможности обеих указанных систем?

4. Почему большинство встроенные системы разработаны как системы реального времени? Приведите примеры встроенных систем, для которых поддержка режима реального времени не является обязательной.

5. Что общего и в чем отличия между сетевой и распределенной операционными системами? Какая из них более сложная в реализации и чему?

 

Раздел 2

Архитектура операционных систем

 

• Базовые понятия архитектуры операционных систем

• Реализация архитектуры ОС

• Операционная система и её окружение

• Особенности архитектур различных ОС

 

Операционную систему можно рассматривать как совокупность компонентов, каждый из которых отвечает за определенные функции. Набор таких компонентов и порядок их взаимодействия друг с другом и с внешней средой определяется архитектурой операционной системы.