Операционные системы

Значит подсистема управления процессами распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает синхронизацию процессов, а также обеспечивает взаимодействие между процессами.

• Управление памятью и внешними устройствами

Память является для процесса таким  же важным ресурсом, как и процессор, так как процесс может выполняться  процессором только в том случае, если его коды и данные (не обязательно все) находятся в оперативной памяти. Существует большое разнообразие алгоритмов распределения памяти.

Виртуальная память – это способ управления памятью в современных  ОС. Наличие в ОС механизма виртуальной памяти позволяет программисту писать программу так, как будто в его распоряжении имеется однородная оперативная память большого объема, часто существенно превышающего объем имеющейся физической памяти. Все данные, используемые программой, хранятся на диске и при необходимости частями отображаются в физическую память.

Защита памяти - это способность  предохранять выполняемую задачу от записи или чтения памяти, назначенной  другой задаче. Средства защиты памяти, реализованные в ОС, должны пресекать несанкционированный доступ процессов к чужим областям памяти.

• Функции ОС по управлению памятью:
• отслеживание свободной и занятой памяти;
• выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов;
• защита памяти;
• вытеснение процессов из оперативной памяти на диск,
• возвращение процессов в оперативную память.

Пользователь может с помощью  ОС выполнять:

• поиск по имени,
• удаление,
• вывод содержимого на внешнее устройство (например, на дисплей),
• изменение и сохранение содержимого.

 При выполнении своих функций  файловая система тесно взаимодействует  с подсистемой управления внешними  устройствами, которая по запросам  файловой системы осуществляет  передачу данных между дисками  и оперативной памятью. 

Подсистема управления внешними устройствами, называемая также подсистемой ввода-вывода, исполняет роль интерфейса ко всем устройствам, подключенным к компьютеру.

Драйвер – это программа, управляющая  конкретной моделью внешнего устройства и учитывающая все его особенности.

• Защита данных и администрирование

Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается:

• средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения
• средствами защиты от несанкционированного доступа (защита данных от ошибочного или злонамеренного поведения пользователей системы).

 Первым рубежом обороны при  защите данных от несанкционированного  доступа является процедура логического  входа. Операционная система должна  убедиться, что в систему пытается  войти пользователь, вход которого  разрешен администратором. 

Функции защиты ОС тесно связаны с функциями администрирования

Функции администратора:

• определяет права пользователей при их обращении к разным ресурсам системы;
• ограничивает возможности пользователей в выполнении тех или иных системных действий;
• может урезать возможности пользовательского интерфейса.

Поддержка отказоустойчивости реализуется  операционной системой, как правило, на основе резервирования. Чаще всего  в функции ОС входит поддержание  нескольких копий данных на разных дисках или разных дисковых накопителях. При отказе одного из избыточных устройств  операционная система должна быстро и прозрачным для пользователя образом  произвести реконфигурацию системы  и продолжить работу с резервным  устройством. Поддержка отказоустойчивости также входит в обязанности системного администратора.

В состав ОС обычно входят утилиты, позволяющие  администратору выполнять регулярные операции резервного копирования для  обеспечения быстрого восстановления важных данных.

Интерфейс прикладного  программирования

 

Интерфейс прикладного программирования (англ. application programming interface, API ) -  это набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант, предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) для использования во внешних программных продуктах. Используется программистами для написания всевозможных приложений.

• API как интерфейс высокого уровня, принадлежащий к библиотекам RTL;
• API прикладных и системных программ, входящих в поставку операционной системы;
• прочие API.

 
   API представляет собой набор функций, предоставляемых системой программирования разработчику прикладной.

Целевая вычислительная система  – это совокупность программных и аппаратных средств, в окружении которых выполняется результирующая программа. Сама результирующая программа порождается системой программирования на основании кода исходной программы, созданного разработчиком, а также объектных модулей и библиотек, входящих в состав системы программирования. 
 
   В принципе API используется не только прикладными, но и многими системными программами как в составе ОС, так и в составе системы программирования. 
 
  Функции API позволяют разработчику строить результирующую прикладную программу так, чтобы использовать средства целевой вычислительной системы для выполнения типовых операций. При этом разработчик программы избавлен от необходимости создавать исходный код для выполнения этих операций. 
 
  Программный интерфейс API включает в себя не только сами функции, но и соглашения об их использовании, которые регламентируются ОС, архитектурой целевой вычислительной системы и системой программирования. 
 
  Существует несколько вариантов реализации API:

• реализация на уровне ОС;
• реализация на уровне системы программирования;
• реализация на уровне внешней библиотеки процедур и функций.

 
  Система программирования в каждом из этих вариантов предоставляет разработчику средства для подключения функций API к исходному коду программы и организации их вызовов.

 
  Возможности API можно оценивать со следующих позиций:

• эффективность выполнения функций;
• широта предоставляемых возможностей;
• зависимость прикладной программы от архитектуры целевой вычислительной системы.

 
  Об эффективности API можно говорить только в сравнении его характеристик с другим API.

Что касается двух других показателей, то в принципе нет никаких технических  ограничений. Однако существуют проблемы и узкие корпоративные интересы, тормозящие создание такого рода библиотек.

 

Возможности ОС

• Характеристика и оценка возможностей ОС Microsoft Windows

Windows - семейство операционных систем корпорации Microsoft, ориентированных на применение графического интерфейса при управлении. Изначально были всего лишь графическими надстройками для MS-DOS.

В настоящее время под  управлением операционных систем семейства Windows, по состоянию на сентябрь 2013 года, работает около 94 % персональных компьютеров.

1. Семейство Windows 9x:

1. Windows 95 (Выпущена 24 августа 1995 года)

• новый пользовательский интерфейс,

• поддержка длинных имён файлов,
• автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play,
• способность исполнять 32-битные приложения и наличие поддержки TCP/IP прямо в системе.
• Главнейшая функция ядра (DOS) и файловая система (FAT) не использовались.

2. Windows 98 (25 июня 1998 года)  

• это обновлённая версия Windows 95.
• Улучшениям подверглась поддержка AGP,
• доработаны драйверы USB,
• добавлена поддержка работы с несколькими мониторами и поддержка WebTV,
• в интерфейс системы интегрирован Internet Explorer 4
• Средство для тонкой настройки системы - MS Config, позволяет настроить конфигурацию загружаемых драйверов и системных служб.

3. Windows Me (14 сентября 2000 года)

• Конфигурация загрузки в реестре
• Восстановление системы (System Restore)
• Защита системных файлов (Windows File Protection).
• Автоматическое обновление с веб-узла Windows Update
• Распознаются съёмные устройства USB, Firewire и т. д. с возможностью их безопасного извлечения.
• Справочная система в новом стиле.
• Неиспользуемые пункты меню «Пуск» автоматически «прячутся».
• Поддержка нового оборудования.
• Общий доступ к подключению к Интернету (Internet Connection Sharing)
• Программа «мастер домашней и малой сети».
• Поддержка устройств UPnP
• Новые возможности мультимедиа и Интернет
• Браузер Internet Explorer 5.5
• проигрыватель Windows Media Player 7
• Программа для создания и редактирования собственных фильмов — Windows Movie Maker
• Поддержка спящего режима компьютера
• Новая возможность панели управления - показывать только часто запускаемые компоненты
• Средство для тонкой настройки системы - MS Config, позволяет настроить конфигурацию загружаемых драйверов и системных служб.
• Усовершенствования внешнего вида Проводника

2. Семейство Windows NT:

1. Windows NT (Первая версия 27 июля 1993)

• реализация интерфейса в стиле Windows 95
• ориентировка в сторону Internet и intranet;
• архитектурные изменения, позволившие резко повысить производительность графических операций
• модификация средств взаимодействия с NetWare - Gateway и клиент NCP поддерживают теперь NDS;
• поддержка многопротокольной маршрутизации;
• появление в Windows NT 4.0 эмулятора Intel'овских процессоров для RISC-платформ.

2. Windows 2000

• Поддержка службы каталогов Active Directory
• Службы IIS версии 5.0
• Файловая система NTFS версии 3.0
• 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
• Шифрованная файловая система EFS, с помощью которой можно зашифровать файлы и папки.

3. Windows XP

• Новое оформление графического интерфейса
• Поддержка метода сглаживания текста ClearType, улучшающего отображение текста на ЖК-дисплеях
• Возможность быстрого переключения пользователей
• Функция «удалённый помощник»
• Программа восстановления системы
• Улучшенная совместимость со старыми программами и играми
• Возможность удалённого доступа к рабочей станции благодаря включению в систему миниатюрного сервера терминалов
• Более развитые функции управления системой из командной строки.
• Поддержка проводником Windows цифровых фотоформатов и аудиофайлов
• технологии, разработанные фирмой Roxio, которые позволяют производить прямую запись CD из проводника, не устанавливая дополнительное ПО 
• работа с архивами ZIP и CAB без установки дополнительного ПО
• Улучшения в подсистеме EFS, заключающиеся в необязательности агента восстановления, более безопасного сохранения ключей
• Настраиваемые панели инструментов, с помощью которых можно оптимизировать доступ к файлам, папкам и ресурсам Интернета.
• Частичное использование сборок