Файл: Функции операционных систем персонального компьютера.pdf

Файловая система предназначена для работы с информацией, хранящейся на внешних носителях, например флеш - накопитель, оптический диск, жесткий диск, магнитная лента.

Файловая система включает в себя атрибуты:

- файлы;

- правила образования имен;

- структуру хранения файлов;

Файл - это именованная область памяти на внешнем носителе.

Операционная система Windows 8, Windows 8.1 поддерживает несколько файловых систем:NTFS, FAT и FAT32.

Но работать может только на NTFS, то есть, установлена операционная система, может быть только на раздел жесткого диска, отформатированного в данной файловой системе, чтобы понять, какую роль файловые системы играют в работе системы и как они развивались в процессе становления Windows плоть до Windows 8.

Преимущества NTFS касаются практически всего: производительности, надежности и эффективности работы с данными (файлами) на диске.

Так, одной из основных целей создания NTFS было обеспечение для скоростного выполнения операций над файлами (копирование, чтение, удаление, запись), а также предоставление дополнительных возможностей: сжатие данных, восстановление поврежденных файлов системы на больших дисках.

Характеристики файла - имя, тип, размер, дата и время создания.

Имя файла - это собственно имя файла, точка и расширение. Правила образования имен включают структуру, размер имени, алфавит прописные или строчные буквы.

В различных операционных системах правила по некоторым параметрам различаются, на пример в MS-Dos нужно называть файлы только латиницей в последних версиях допускалась и кириллица.

В ОС Windows имя файла допускается до 255 символов (кириллица или латиница), но некоторые служебные символы исключаются.

В ОС UNIX различаются прописные и строчные буквы, допускается только латиница.

Для обеспечения удобного доступа к файлам используются более сложные структуры – каталоги.

Каталог - это совокупность файлов в одном месте на диске, на флешке. Каталогом в файловой системе называется группа файлов объединенных пользователем.

Например, каталог – это файл-база, содержащий системную информацию о группе составляющих его файлов.

Существует два основных типа каталогов: корневой каталог и подкаталог.

Различаются они максимальным количеством хранящихся файлов.

Длина корневого каталога фиксируется при создании логического диска и не может быть изменена в процессе работы. Все каталоги имеют одинаковую структуру.

Маршрут или путь - это местонахождения какого-либо файла в файловой системе.

В таблице №1 названы достоинства недостатки

Операционных систем за пример взяты две операционные системы одна из них Microsoft Windows и Linux.

Таблица №1 достоинства и недостатки.

2.3 Функции операционной системы персонального компьютера

Операционная система как было сказано ранее это набор программ для взаимодействия пользователя с машиной ЭВМ.

Операционная система выполняет функии, такие как:

1. Загрузка приложений в оперативную память;

2) Работа с периферийными устройствами (мышь, клавиатура, монитор);

3) Работа со средствами для копирования или сканирования текста.

Для программистов дает возможность установить интегрированную среду разработки для написания программ и выполнения компиляции исходного кода также отладка для поиска ошибок в исходном коде.

4) Дает возможность работать в сети Интернет позваляет скачивать файлы дает возможность общаться в социальных сетях.

На рисунке №4 изображена панель управления.

Рис 4

Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (авторизация, аутентификация).

Аутентификация – это процедура проверки пользователя путем ввода пароля. Например, пользователю нужно зайти в аккаунт социальной сети.

Он заходит на нужный сайт вводит свой пароль и логин при правельном вводе пароля и логина пользователь зайдет на сайт.

При не правельном вводе пароля возникнет ошибка аутентификации.

Авторизация – это также процедура, только это процедура идет на регистрацию, какого либо сайта или в социальной сети.

К примеру, пользователю нужно в социальную сеть ВКонтакте на один сайт, а аккуанта у него нет. Он заходит в окно регистрации вводит свое имя фамилию отчество.

Составляет логин и пароль. Далее когда пользователь зарегистрировался на сайте он может войти на сайт.

Операционная система может распределять память таким образом, чтобы можно было запустить несколько процессов одновременно, чтобы не было перегрузки в памятисвязи с этим возникновении ошибок.

Память является одним из самых важных ресурсов, как и процессор, так как процесс может выполняться процессором.

Управление памятью включает функции распределения имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе в данный момент процессами, загрузки кодов и данных процессов в отведенные им области памяти, а также защиты областей памяти для каждого процесса.

Одним из наиболее популярных способов управления памятью в современных операционных системах является механизм виртуальной памяти.

Наличие в ОС этого механизма позволяет программисту писать программу так, как будто в его распоряжении имеется оперативная память большого объема.

Защита памяти - это способность предохранять выполняемую задачу от записи или чтения памяти, назначенной другой задаче. Правильно написанные программы не пытаются обращаться к памяти, назначенной другим.

Средства защиты памяти, реализованные в операционной системе, должны пресекать несанкционированный доступ процессов к чужим областям памяти.

Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, что позваляет при возникновении сбоя вернуться в исходное положение, а также средствами защиты от несанкционированного доступа.

В последнем случае ОС защищает данные от ошибочного или злонамеренного поведения пользователей системы.

Операционная система должна убедиться, что в систему пытается войти пользователь, вход которого разрешен администратором.

Функции защиты ОС вообще очень тесно связаны с функциями администрирования, так как именно администратор определяет права пользователей при их обращении к разным ресурсам системы - файлам, каталогам, принтерам, сканерам.

Системный администратор занимается распределением прав доступа пользователей в выполнении тех или иных системных действий.

Например, пользователю может быть, запрещено выполнять процедуру установки или удаление программ или создания учетных записей, устанавливать системное время, завершать чужие процессы, изменять права доступа к некоторым каталогам и файлам.

Администратор может также урезать возможности пользовательского интерфейса, убрав, например, некоторые пункты из меню операционной системы, выводимого на дисплей пользователя.

Важным средством защиты данных являются функции аудита ОС, заключающиеся в фиксации всех событий, от которых зависит безопасность системы.

Например, попытки удачного и неудачного логического входа в систему, операции доступа к некоторым каталогам и файлам, использование принтеров.

Список событий, которые необходимо отслеживать, определяет администратор ОС.

Поддержка отказоустойчивости реализуется операционной системой, создания резерной копией (бэкапом). Чаще всего в функции ОС входит поддержание нескольких копий данных на разных дисках или разных дисковых накопителях.

Поддержка отказоустойчивости также входит в обязанности системного администратора.

На рисунке №5 изображен браузер Firefox Mozila.

Рис 5

Браузер предначначен для работы в сети Интернет. Можно заходить в социальные сети скачивать нужные файлы играть в онлайн игры.

В состав ОС обычно входят программы, позволяющие администратору выполнять регулярные операции резервного копирования для быстрого восстановления важных файлов.

2.4 История развития операционных систем Linux (Unix)

Первый проект Линукса был выпущен 1991 году, когда один финский программист Линус Торвальдс начал разрабатывать ядро для своего компьютера. Свои наработки он выложил на своем сервере. Эмблемой Линукса является пингвин.

Первая официальная версия Linux стала производиться в 1994 году вторая версия вышла в 1996 году.

Линукс сама по себе ядро которая написана на языке программирования С, а сборки на ядре линукса называют дистрибутивами.

Разработчиком ядра линукс является Линус Товальдс. Линукс является системой с открытым исходным кодом.

Линукс это не коммерческий продукт, то есть за него не предется платить и преобретать ключ активации, что, несомнено сбережет материальные средства.

Все программное обеспечение полностью бесплатны. По факту Linux представляет собой ядро Unix системой операционной системы, которое выполняет различные задачи.

Линукс очень гибкая система, которая может работать под любым и даже слабым «железом».

Так как Линукс система с открытым исходным кодом то можно просмотреть исходный код при наличии навыков программирования можно внести корректировки в исходный код.

Линукс может использоваться, как на рабочей станции, так и на сервере благодаря своей архитектуры и кроссплатформенности.

Главным плюсом является то, что система линукс безопасна и поэтому отсутствуют вирусы.

Некоторые признаки UNIX-систем включают в себя:

- использование простых текстовых файлов для настройки и управления системой;

- широкое использование терминала для администрирования системы;

- представление устройств и некоторых средств межпроцессного взаимодействия как файлов;

- использование конвейеров из нескольких программ, каждая из которых выполняет одну задачу.

В настоящее время UNIX используются в основном на серверах, а также как встроенные системы для различного оборудования. На рисунке №7 показана структура ядра Linux.

Рис 7

В Линуксе существуют несколько версий ядра:

1) Stable –стабильная версия готовая для работы;

2) Testing – тестовая версия, которую еще тестируют и дополняют разработчики.

Версию Testing не рекомендуется устанавливать, потому что она может при установке выдавать системные ошибки.

Например, установлена версия ядра 4.19.5.2. Первая цифра 4 означает версию ядра.

Второе число 19 - это старшая версия ревизии ядра, где четные числа обозначают стабильные версии, анечетные числа - не стабильные версии ядра.

Третье число 5 изменяется в том случае, если были внесены в состав ядра дополнительные драйвера и улучшения.

Четвертое число 2 - это число изменяется в том случае, если были внесены небольшие исправления, но требующие незамедлительного добавления.

2.5 Основные дистрибутивы Linux. Краткая характеристика

Свое начало Линукс берет от трех дистрибутивов это:

-Gnu Debian;

-Red hat;

-Slackware.

Линукс Debian и Линукс Ubuntu – эти два дистрибутива хорошо подходят для начинающего и профессионала. Может использоваться на домашнем компьютере или на сервере. Например, Linux Ubuntu основана на Linux Debian.