Файл: Самарский государственный технический университет.docx

Например, в случае сбоя одного процесса это не повлияет на другие запущенные программы, поскольку компьютер обрабатывает каждый процесс отдельно. Другими словами, если вы находитесь в процессе написания статьи в текстовой программе и ваш веб-браузер неожиданно завершает работу, вы не потеряете свой прогресс. Вот тогда вы действительно можете быть благодарны за многозадачность современных операционных систем.

2.3. Поддержка многопользовательского режима.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.х, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, Windows NT).

База данных, работающая в многопользовательском режиме, позволяет нескольким пользователям получать к ней доступ одновременно.

Пользователь координирует все запросы на подключение к базе данных, а серверы получают и хранят данные от имени клиентов.

Каждый пользователь способен заблокировать свои данные, чтобы любой другой клиент или однопользовательский процесс не мог получить к ним доступ.

2.4. Вытесняющая и невытесняющая многозадачность.

Время - важнейший ресурс для человека. Соответственно этому, для компьютера, от которого требуется с наивысшей скоростью выдать решение поставленной пользователем задачи, процессорное время является важнейшим распределяемым ресурсом. Специфику и направленность ОС во многом определяет способ распределения процессорного времени между процессами (нитями). Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности следует выделить две группы алгоритмов: невытесняющая и вытесняющая многозадачность. Примером первой может послужить Netware, Windows 3.х, а второй Windows NT, UNIX. Различие в данных вариантах заключается в степени централизации механизма планирования процессов. При вытесняющей многозадачности механизм целиком сосредоточен в ОС, а во втором случае распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется так долго, как ему нужно, пока он сам не отдаст управление ОС для выбора к выполнению другого процесса. При вытесняющей ОС сама принимает решение о переключении с процесса на процесс. В случае поддержки многонитевости ОС разделяет процессорное время не между задачами и приложениями, а между их отдельными ветвями(нитями).

2.5. Многопроцессорная обработка.

Многопроцессорная обработка — это использование двух или более центральных процессоров (ЦП) в одной компьютерной системе. Термин также относится к способности системы поддерживать более одного процессора или способности распределять задачи между ними. В зависимости от контекста, темы, от того, как определяется процессор (несколько ядер на одном кристалле, несколько кристаллов в одном пакете и т.д.) определение многопроцессорности может принимать иные значения.

Многопроцессорная система — это система, имеющая два или более процессорных блока, которые совместно используют основную память и периферийные устройства для обработки данных.

Многопроцессорность может быть противопоставлена многозадачности, так как первая используется для обозначения несколько отдельных процессов, который в свою очередь выполняются на разных процессорах. При многозадачности используется один процессор, но переключаем во временных интервал от задачи к задаче (разделение процессорного времени, о котором шла речь выше). Стоит сказать, что многопроцессорная обработка не всегда говорит о том, что конкретно один процесс использует более одного процессора одновременно. Для обозначения данной функции используется термин «параллельная обработка». Некоторые авторы научных работ предпочитают называть методы операционной системы мультипрограммированием и оставляют термин «многопроцессорная обработка» для аппаратного аспекта наличия более одного процессора.

2.6. Особенности аппаратных платформ

Свойства операционной системы зависят от аппаратных средств, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры ОС делятся на систем персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. ОС большой машины является более объемной, чем ОС персонального компьютера, так как в первой больше функций, направленных на приоритизацию и планирование потока задач, что реализуется с помощью использования сложных дисциплин. Аналогично происходит и с другими функциями операционных систем. Сетевая ОС имеет в своем составе средства для передачи сообщений между компьютерами в сети, т.е. поддерживает разделение ресурсов между пользователями. С программной стороны сетевые операционные системы отличаются коммуникационными протоколами, например IP, IPX, Internet. Многопроцессорные системы требуют от операционной системы особой организации, с помощью которой сама операционная система, а также поддерживаемые ею приложения могли бы выполняться параллельно отдельными процессорами системы. К кластерным системам предъявляются иные требования. Кластер слабо связанная совокупность нескольких вычислительных систем, работающих совместно для выполнения общих приложений, и представляющихся пользователю единой системой. Для данных систем требуется не только специальное аппаратное обеспечение, но и программная поддержка, сводящаяся к синхронизации доступа к разделяемым ресурсам, обнаружению отказов и динамической конфигурации системы. Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, созданные для легкого транспортирования с одного устройства на другое. Самым ярким и популярным примером данной типа систем является система UNIX. В данных системы аппаратно-зависимые места локализованы отдельно от других, в процессе переноса переписываются только они. Вторым облегчающим свойством данных ОС является ее написание на машинно-независимом языке.

2.7. Особенности областей использования

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности: 1) системы пакетной обработки (например, ОС ЕС); 2) системы разделения времени (UNIX, VMS); 3) системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов. Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, и т.п. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости. Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы - реактивностью.

Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

З. СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

3.1. Структура сетевой операционной системы

Сетевая операционная система — это инфраструктура, которая обеспечивает надежное распределение процессов, файловых систем, сетевых компонентов, сетевых протоколов и других связанных компонентов для создания надежной и безопасной системы, которая работает в рамках требуемой спецификации. В случае сетевой операционной системы сеть – это не что иное, как набор компьютерных устройств, соединенных вместе.

Сетевая операционная система усиливает информационный поток и связь в разных сетях. В сети каждый компьютер обособлен в некоторой степени, потому в широком смысле сетевая операционная система не что иное, как совокупность отдельный операционных систем. На рисунке выделены несколько частей отдельной ОС, состоящей в сетевой операционной системе.

Рисунок 1 - Структура сетевой ОС

Средства управления локальными ресурсами компьютера: распределение оперативной памяти между процессами, планирование и диспетчеризация процессов, управление самими процессорами, управление периферийными устройствами и другие функции.

Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

Так же в компьютере, в зависимости от его назначения может отсутствовать либо серверная, либо клиентская части. Рассмотрим взаимодействие сетевых компонентов на рисунке 2. Компьютер клиент, компьютер 2 сервер. В данном случае на первом компьютере отсутствует серверная часть, а на втором клиентская.