Лекции по "Информатике"

Программа резервирования данных на диске призвана работать в трех режимах: резервирования, восстановления и сравнения исходных данных с их резервными копиями.

К архиваторам относят  программы, которые  позволяют существенно  уменьшить «объем», занимаемый тем или  иным документом. Архиваторы применяют с целью  экономии объема памяти.

Программа «Системный монитор» применяется для  анализа пиковой  загрузки процессора и других ресурсов.

Антивирусные  программы являются интегрированными средствами для выявления  и устранения компьютерных вирусов.

Программно-инструментальные средства являются программными продуктами, применяемыми для разработки программного обеспечения.

Программы технического обслуживания используются для  управления работой  различных систем компьютера, позволяют  проследить за правильностью  его функционирования, а также производить  диагностику.

4.3. Назначение операционных  систем

От  вида ОС зависит облик  вычислительной системы, состоящей из процессоров, памяти, таймеров, различных  типов дисков, накопителей  на магнитных лентах, принтеров, сетевой  коммуникационной аппаратуры и др. Операционная система применяется  для управления всеми  ресурсами вычислительной машины, обеспечения  максимальной эффективности  ее функционирования. Основной функцией ОС является распределение  процессоров, памяти, других устройств  и данных между  вычислительными  процессами, конкурирующими за эти ресурсы. Управление ресурсами включает в себя решение  следующих задач:

1) планирование ресурса, т. е. определение, кому, когда и в каком количестве необходимо выделить данный ресурс;

2) контроль за состоянием ресурса, т. е. поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.

Операционные  системы классифицируют по особенностям реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областям использования  и по многим другим признакам.

4.4. Эволюция и характеристика  операционных систем

Ламповые  вычислительные устройства были созданы в  середине 1940-х гг. В это время  ОС не применялись, все  задачи решались вручную  программистом с  помощью пульта управления.

В середине 1950-х гг. были изобретены и  начали использоваться полупроводниковые  элементы, в связи  с этим появились  первые алгоритмические  языки и первые системные программы  – компиляторы, а  затем и первые системы пакетной обработки. Эти системы  становились прообразом современных ОС и  являлись первыми  системными программами  для управления вычислительным процессом.

В период с 1965 по 1980 г. наблюдался переход к интегральным микросхемам.

Появление БИС привело к  резкому удешевлению  микросхем. Компьютер  стал доступен отдельному человеку, что обусловило наступление эры  ПК.

Для середины 1980-х гг. характерно развитие сетей ПК, работающих под управлением  сетевых или распределенных ОС.

Операционная  система является главной частью сетевого программного обеспечения, она составляет среду  для выполнения приложений и определяет, как  эффективно они будут  работать. Основное требование, предъявляемое  к современным ОС, – способность выполнения основополагающих функций, в частности эффективного управления ресурсами и обеспечения удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Операционная система призвана реализовывать мультипрограммную обработку, виртуальную память, поддерживать многооконный интерфейс и др. Кроме функциональных к ОС предъявляются и рыночные требования.

1. Расширяемость. Система должна быть написана так, чтобы в нее можно было без труда внести дополнения и изменения и не нарушить при этом ее целостность.

2. Переносимость. Без особых трудностей ОС должна переноситься с аппаратных средств одного типа на аппаратные средства другого типа.

3. Надежность и отказоустойчивость. Операционная система должна быть защищена от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов; действия ее должны быть предсказуемыми, а приложения не должны ее разрушать.

4. Совместимость. Система должна иметь средства для выполнения прикладных программ, написанных для других ОС. Пользовательский интерфейс системы должен быть совместим с существующими системами и стандартами.

5. Безопасность. У системы должны быть средства защиты ресурсов одних пользователей от других.

6. Производительность. Система должна обладать настолько хорошим быстродействием, насколько это позволяют аппаратные средства.

Сетевая ОС оценивается по следующим критериям:

• возможность совместного использования файлов и принтеров при высокой производительности;

• эффективное выполнение прикладных программ, ориентированных на архитектуру клиент-сервер, включая прикладные программы производителей;

• наличие условий для работы на различных платформах и с различным сетевым оборудованием;

• обеспечение интеграции с сетью Интернет, т. е. поддержка соответствующих протоколов и программного обеспечения Web-сервера;

• дистанционный доступ к сети;

• организация внутренней электронной почты, телеконференций;

• доступ кресурсам территориально разбросанных, многосерверных сетей с помощью служб каталогов и имен.

4.5. Операционная система  новых технологий

Примером  новых ОС является система Microsoft Windows NT, являющаяся быстродействующей 32-разрядной сетевой системой с графическим интерфейсом и встроенными сетевыми средствами. Данная ОС ориентирована на работу в сети.

Для того чтобы осуществить  связи между удаленными объектами с помощью  сервиса удаленного доступа, требуются  модемы на обоих концах соединения, принтеры, накопители на магнитных  лентах и другие устройства.

Операционная  система Wndows NT обладает свойствами, перечисленными далее.

1. Переносимость, т. е. способность работать на CISC– и RISC-процессорах.

2. Многозадачность, т. е. возможность использования одного процессора для работы нескольких приложений или потоков нитей.

3. Многопроцессорная обработка, включающая в себя несколько процессоров, способных одновременно выполнять множество нитей, по одной на каждый находящийся в компьютере процессор.

4. Масштабируемость, т. е. возможность автоматического использования положительных качеств добавленных процессоров. Например, для ускорения работы приложения ОС может автоматически подключать дополнительные одинаковые процессоры. Масштабируемость Windows NT обеспечивается:

• многопроцессорностью локальных компьютеров, т. е. наличием у них нескольких процессоров, взаимодействие между которыми происходит через разделяемую память;

• симметричной многопроцессорной обработкой, предполагающей одновременное выполнение приложений на нескольких процессорах;

• распределенной обработкой информации между несколькими объединенными в сеть компьютерами, реализующейся на основе концепции вызова удаленных процедур, которая поддерживает архитектуру клиент-сервер.

5. Архитектура клиент-сервер, осуществляющая присоединение однопользовательской рабочей станции и многопользовательских серверов общего назначения (для распределения между ними нагрузки по обработке данных). Данное взаимодействие имеет объектную ориентацию; при этом объект, отправляющий сообщение, является клиентом, а объект, получающий сообщение, – сервером.

6. Объектная архитектура. Объектами являются объекты каталога, процесса и нитей управления, объекты раздела и сегмента памяти, объекты порта. Тип объекта включает в себя тип данных, набор атрибутов и список операций, которые могут выполняться над ним. Управление объектами можно производить с помощью процессов ОС, т. е. посредством некоторой последовательности действий, определяющих соответствующую программу и составляющих задачу.

7. Расширяемость, которая обусловлена открытой модульной архитектурой, позволяющей добавлять новые модули на все уровни ОС. Модульная архитектура способствует соединению с другими сетевыми продуктами, а компьютеры, функционирующие под управлением Windows NT, способны взаимодействовать с серверами и клиентами других ОС.

8. Надежность и отказоустойчивость, определяемые тем, что архитектура защищает ОС и приложения от разрушения.

9. Совместимость, т. е. возможность Windows NT версии 4 поддерживать приложения MS DOS, Windows 3.x, OS/2 и иметь при этом широкий набор устройств и сетей.

10. Доменная архитектура сетей, предопределяющая группировку компьютеров в домены.

11. Многоуровневая система безопасности, которая была создана для обеспечения безопасности ОС, приложений, информации от разрушения, незаконного доступа, непрофессиональных действий пользователя. Она работает на уровне пользователя, локальных и сетевых компьютеров, доменов, объектов, ресурсов, сетевой передачи информации, приложений и т. д.

4.6. Архитектура WINDOWS NT

Операционная  система Windows NT обладает модульной архитектурой.

Первый  модуль —режим пользователя – дает возможность пользователю взаимодействовать с системой. Этот уровень включает в себя подсистемы среды и подсистему безопасности. Набор инструментальных подсистем, поддерживающих разнотипные пользовательские программы, называют подсистемой среды. Вчисло таких подсистемвходит\Ут-32, которая поддерживает 16– и 32-разрядные приложения Windows и приложения DOS, подсистема, управляющая пользовательским интерфейсом Windows NT, и др. Подсистема безопасности предоставляет легальный вход пользователя в систему.

Второй  модуль – режим ядра – обеспечивает безопасное выполнение приложений пользователя. На данном уровне выделяются три укрупненных модуля: исполняющие службы, ядро, уровень аппаратных абстракций.

Взаимодействие  между ядром подсистемы и подсистемами среды  осуществляют исполняющие службы, состоящие из системного сервиса и службы режима ядра. Системный сервисявляется интерфейсом между подсистемами среды приложений и службами режима ядра. Службу режима ядра составляют следующие программные модули:

• диспетчер ввода-вывода, позволяющий управлять процессами ввода-вывода информации;

• диспетчер объектов, управляющий системными операциями, которые производятся над объектами (использование, переименование, удаление, защита объекта);

• диспетчер контроля безопасности, гарантирующий безопасность системы;

• средства вызова локальных процедур, поддерживающие работу пользовательских приложений и подсистем среды и обеспечивающие обмен информацией;

• диспетчер виртуальной памяти, являющийся службой, которая управляет физической и виртуальной памятью;

• диспетчер процессов, регулирующий действия процессов (создание, удаление, протоколирование); распределяющий адресное пространство и другие ресурсы между процессами.

Все системные процессы управляются ядром Wndows NT, которое также отвечает за оптимальную работу системы.

Часть системы, которая  обеспечивает независимость  верхних уровней  ОС от специфик и  различий конкретной аппаратуры, называют уровнем аппаратных абстракций. В этом модуле находится вся аппаратно-зависимая информация.

Графический пользовательский интерфейс предназначен для создания пользователю комфортных условий при работе с ОС Windows NT Данный интерфейс является понятным, простым, удобным при запуске программ, открытии и сохранении файлов, работе с файлами, дисками и сетевыми серверами. Графический многооконный пользовательский интерфейс GUI в Windows NT основывается на использовании объектно-ориентированного подхода. Работа пользователя при этом подходе направлена в основном на документы, а не на программы. Загрузка любого документа осуществляется открытием файла, который содержит этот документ, при этом автоматически происходит загрузка программы, с помощью которой был создан открываемый файл.

В пользовательском интерфейсе Windows NT находятся следующие элементы: «Рабочий стол»; «Панель задач»; «Стартовое меню»; «Контекстное меню»; «Система меню приложений Windows NT»; ярлыки: «Мой компьютер», «Сетевое окружение», «Корзина», «Проводник Интернет», «Входящие», «Портфель»; «Окно»; «Шрифты»; «Справочная система Windows NT». Рабочий стол включает в себя ярлыки, изображающие программы, документы и устройства. Ярлыки позволяют осуществлять быстрый доступ к программам, папкам, документам, устройствам компьютера или сети.

4.7. Инсталляция WINDOWS NT

Инсталляция призвана решать вопросы  в последовательности, приведенной ниже.