Введение. Раздел I. Теоретические сведения

Содержание

Введение. 6

Раздел I. Теоретические сведения. 9

1. Определение, функции и состав операционных систем.. 10

1.1. История развития операционных систем.. 11

1.2. Классификация операционных систем.. 12

2. Управление локальными ресурсами. 17

2.1. Управление процессами. 17

2.1.1. Состояния процессов. Контекст и дескриптор процесса. 18

2.1.2. Нити. 20

2.1.3. Алгоритмы планирования процессов. 22

2.1.3.1. Алгоритмы планирования процессов в ОС UNIX.. 24

2.1.3.2. Алгоритмы планирования процессов в Windows NT.. 27

2.1.4. Средства синхронизации и взаимодействия процессов. 28

2.1.4.1. Критическая секция. Тупики. 29

2.2. Управление памятью.. 33

2.2.1. Методы распределения памяти без использования дискового прстранства 34

2.2.2. Методы распределения памяти с использованием дискового пространства 36

2.2.2.1. Страничное распределение памяти. 37

2.2.2.2. Сегментное распределение памяти. 39

2.2.2.3. Странично-сегментное распределение памяти. Свопинг. 41

2.2.3. Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных 43

2.3. Управление вводом/выводом.. 44

2.3.1. Физическая организация устройств ввода/вывода. Организация программного обеспечения ввода/вывода 45

2.3.2. Драйверы устройств. 46

2.3.3. Независимый от устройств слой операционной системы. Пользовательский слой программного обеспечения ввода/вывода. 48

2.4. Файловая система. 49

2.4.1. Имена файлов. Типы файлов. 50

2.4.2. Логическая организация файла. Физическая организация и адрес файла 54

2.4.3. Права доступа к файлу. 55

2.4.4. Общая модель файловой системы. Современные архитектуры файловых систем 56

2.4.5. Файловые системы FAT, FAT32 и HPFS. 60

3. Управление распределенными ресурсами. 62

3.1. Блокирующие и неблокирующие примитивы. Буферизуемые и небуферизуемые примитивы 64

3.2. Вызов удаленных процедур. 65

3.3. Синхронизация в распределенных системах. Алгоритм синхронизации логических часов. Алгоритмы взаимного исключения. 67

3. 4. Распределенные файловые системы. Организация файлового сервера 69

3.4.1. Файловые системы NTFS, DFS и EFS. 70

4. Сетевые операционные системы.. 72

4.1. Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами. 74

4.2. Сетевые операционные системы масштаба отдела и масштаба предприятия 75

5. Операционная система MS DOS. 77

5.1. Основные команды MS DOS. 79

6. Операционная система UNIX.. 82

6.1. Некоторые команды ОС UNIX и стандартные файлы.. 84

6.2. Редакторы VI и EX.. 86

6.3. Связь пользователь-пользователь. 89

6.4. Средства разработки программ.. 90

7. Операционная система LINUX.. 91

7.1. Приобретение и общие принципы инсталляции LINUX.. 93

7.2. Создание загрузочной дискеты или инсталляция LILO. Программное обеспечение, которое поддерживает ОС LINUX.. 97

8. Операционная система Windows NT.. 98

9. Средства защиты информации в сети. 101

9.1. Обеспечение безопасности в Windows NT.. 104

9.2. Принципы защиты информации в ОС UNIX.. 108

10. Общие сведения о системном реестре. 108

10.1. Разделы реестра. 109

10.2. Работа с редактором реестра. Резервное копирование и восстановление реестра 111

11. Программные средства человеко-машинного интерфейса в ОС Windows XP: мультимедиа и аудио 113

12. Современные концепции и технологии проектирования распределенных операционных систем 118

13. Far manager — текстовая системная оболочка. 120

Раздел II. Лабораторные работы.. 127

Лабораторная работа 1. Инсталляция и конфигурирование операционной системы, начальная загрузка 128

Лабораторная работа 2. Работа в ОС Windows XP. 134

Лабораторная работа 3. Работа с командной строкой. 135

Лабораторная работа 4. Работа с Far manager 137

Варианты заданий к лабораторным работам № 2, 3, 4. 138

Лабораторная работа 5. Работа в верхнем меню Far manager 143

Лабораторная работа 6. Основы администрирования в ОС Windows ХР 144

Лабораторная работа 7. Наблюдение за работой системы с помощью диспетчера задач 153

Лабораторная работа 8. Наблюдение за работой системы с помощью системных журналов и монитора 156

Лабораторная работа 9. Настройка работы служб Windows XP. 158

Лабораторная работа 10. Решение задач управления ресурсами. 160

Раздел III. Тест выходного контроля знаний. 168

Вопросы.. 168

Заключение. 184

Глоссарий. 185

Литература. 186

Введение

Дисциплина «Операционные системы, среды и оболочки» имеет целью изучение теоретических основ операционных систем, сред и оболочек, их структурной организации, характеристик, принципов работы, инсталляции и конфигурирования операционных систем, глобальных и локальных сетевых технологий, средств защиты информации в сети, программных средств человеко-машинного интерфейса.

Задачами курса являются:

1. Изучение основных принципов построения и работы операционных систем, сред и оболочек;

2. Получение практических навыков самостоятельной установки и настройки операционных систем (ОС).

3. Знакомство с наиболее популярными современными операционными системами, средами и оболочками.

4. Получение навыков работы в локальных и глобальных вычислительных сетях.

5. Получение навыков администрирования и сопровождения компьютерных сетей под управлением операционных систем.

Программное обеспечение (ПО) компьютера можно разделить на общесистемное и прикладное ПО.

Операционная система, являясь основой общесистемного ПО, обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера и предоставляет пользователю доступ к его аппаратным средствам. В состав системного ПО входят также сервисные программы, которые предназначены для проверки исправности блоков персонального компьютера (ПК), обнаружения и локализации отказов устройств и устранения их влияния на работу системы в целом.

Прикладное ПО можно в свою очередь разделить на две группы программ: средства разработки и приложения.

Средства разработки – это инструменты программиста. Традиционными средствами разработки являются системы (среды) программирования (СП), использующие алгоритмические языки программирования (ЯП).

Приложения – это программные продукты, предназначенные для решения задач в какой-либо конкретной предметной области.

Операционные системы предназначены для выполнения следующих основных функций:

· управление данными;

· управление ресурсами: процессами, памятью и т.д.;

· связь с внешней средой.

В различных операционных системах (ОС) эти функции реализуются в различных масштабах и с помощью разных технических, программных, информационных методов.

Написание данного учебного пособия преследовало цели:

· рассмотреть основные базовые понятия теории построения и функционирования операционных систем, сред и оболочек;

· познакомить читателей с наиболее популярными современными операционными системами, средами и оболочками;

· помочь студентам при выполнении лабораторных работ;

· подготовить студентов к сдаче экзамена.

Материал пособия соответствует требованиям государственного стандарта специальности 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)».

В данной работе представлены методические указания и задания к лабораторным работам, вопросы с ответами для выходного контроля знаний по вышеназванной дисциплине.

В первом разделе пособия рассматриваются основные теоретические сведения. В первой главе даются определение, назначение, состав и функции операционной системы, а также предлагается краткая история развития ОС. В этой же главе дана подробная классификация ОС по разным критериям.

Во второй главе рассматриваются вопросы управления локальными ресурсами: процессами, нитями, памятью, периферийными устройствами. Разобраны основные алгоритмы планирования процессов, средства синхронизации и взаимодействия процессов. Здесь же рассмотрены популярные методы распределения памяти, физическая организация и организация программного обеспечения устройств ввода/вывода. Кроме этого, глава содержит информацию о файловых системах, рассмотрены определение, назначение и состав файловой системы, права доступа к файлу, дана логическая и физическая организация файла.

В третьей главе рассматриваются вопросы управления распределенными ресурсами, описываются способы обмена сообщениями, способы адресации. Также рассматриваются вопросы вызова удаленных процедур, организация синхронизации в распределенных системах. Глава содержит особенности организации распределенных файловых систем, файлового сервера, характеристики файловых систем NTFS, DFS, EFS.

В четвертой главе рассматриваются сетевые операционные системы, дана их классификация по разным критериям.

Пятая глава рассказывает об операционной системе MS DOS. Здесь же дается краткое описание основных команд MS DOS.

Шестая глава содержит информацию об операционной системе UNIX. Дано описание некоторых команд и стандартных файлов UNIX. В этой же главе рассматриваются редакторы VI и EX, а также средства разработки программ.

Седьмая глава посвящена операционной системе LINUX. В ней рассматриваются вопросы приобретения и общие принципы инсталляции LINUX. Также рассказывается о программном обеспечении, которое поддерживает LINUX.

Далее в восьмой главе содержится информация об операционной системе Windows NT.

В девятой главе излагаются основные вопросы средств защиты информации в сети. В этой же главе рассмотрено обеспечение безопасности в таких операционных системах, как Windows NT, UNIX.

Десятая глава содержит общие сведения о системном реестре. Кратко рассматриваются разделы реестра Windows XP, работа с редактором реестра.

В одиннадцатой главе рассматриваются программные средства человеко-машинного интерфейса на примере ОС Windows XP.

Двенадцатая глава посвящена современным концепциям и технологиям проектирования распределенных операционных систем.

В тринадцатой главе описываются программы-оболочки, их назначение и возможности на примере Far manager.

Второй раздел учебного пособия содержит методические указания к выполнению лабораторных работ.

Даются описания и задания к таким лабораторным работам, как инсталляция и конфигурирование операционной системы, начальная загрузка, работа в ОС Windows XP, с командной строкой, с Far manager, в верхнем меню Far manager, а также основы администрирования в ОС Windows ХР, наблюдение за работой системы с помощью диспетчера задач, системных журналов и монитора, настройка работы служб, оптимизация производительности компьютера с помощью служб Windows ХР. Кроме этого, предложено двадцать девять вариантов задач по управлению процессами, памятью, устройствами ввода/вывода.

Наконец, третий раздел посвящен тестам выходного контроля знаний. Приведены девяносто семь вопросов с вариантами ответов, один из которых верный. Предложен критерий оценки знаний.

Данное учебное пособие должно помочь при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Операционные системы, среды и оболочки», может быть полезно при подготовке к экзамену.

Хотя учебное пособие и предназначено для студентов специальности 080801.65 «Прикладная информатика (в экономике)», оно может быть полезно и для массового пользователя ПК.