Файл: Сетевые операционные системы (ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОНЯТИЯ СЕТЕВЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Сетевые операционные системы являются наиболее важной и неотъемлемой частью функционирования ПК в рамках деятельности предприятия и ее отдельных организаций, по средствам которой создаются условия относительно совместной деятельности работников. В этой связи, сетевые ОС постоянно совершенствуются, создаются новые, что свою очередь, позволяет создать условия для повышения функционирования деятельности предприятия.

В настоящее время сетевые операционные системы имеют ключевое значение для обеспечения взаимодействия внутри организации и создания оптимальных условий относительно функционирования предприятия. При этом немаловажной составной частью в данном аспекте является необходимость совершенствования сетевых операционных систем с учетом растущих потребностей общества.

Актуальность темы исследования обусловлена в необходимости развития сетевых операционных систем для обеспеченияповышения уровня функционирования, взаимодействия внутри организации. В этой связи, важное практическое значение имеет необходимость развития сетевых ОС с учетом растущих потребностей общества, организаций.

Теоретическую основу темы исследования составили научных труды, следующих авторов: Баула В. Г., Томилина А. Н., Волканова Д. Ю., Синицына С.В., Назарова С. В., Гудыно Л. П., Кириченко А. А., Карпова В. Е., Конькова К. А., Воробьева Л. В., Давыдова А. В., Щербиной Л. П. Мартемьянова Ю.Ф., Партыка Т. Л., Попова И., а также других авторов. Анализ научной литературы позволил выявить, основные аспекты развития сетевых операционных систем, с учетом влияния тенденций в данном направлении.

Объект исследования: операционные системы.

Предмет: сетевые операционные системы.

Цель: изучение основ сетевых операционных систем.

Задачи:

• Изучение теоретических основ понятия сетевых операционных систем;
• Анализ признаков операционных систем;
• Анализ функций операционных систем;
• Изучение системных требований Windows NT и WindowsServer 2000, WindowsServer 2003;
• Выявление современных сетевых операционных систем

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОНЯТИЯ СЕТЕВЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.1. Эволюция сетевых операционных систем

Эволюция сетевых операционных систем связанна в первую очередь с постепенным развитием различных видов операционных систем. Так, предшественниками операционных систем принято считать различного рода служебные программы, библиотеки, подпрограммы, которые берут свое начало с разработки появлением универсальных компьютеров 1-го поколения. Так, служебные программы позволяли минимизировать все физические манипуляции оператора, которые ему приходилось производить с оборудования, а библиотеки позволили облегчить работу и не осуществлять многогранное программирование одних и тех же действий, как например операций относительно ввода и вывода, математические функции и т.д. В этой связи, в рамках темы исследования важное значение имеет изучение истории развития и становления современных сетевых операционных систем [3, c 58].

История развития сетевых операционных систем начиналась постепенно и имеет тесную связь с развитием определенной элементной базой и информационными технологиями. Вследствие этого, актуальность приобретает необходимость изучения этапов развития сетевых операционных систем.

Первый период (1945 -1955). В данный период времени впервые создались цифровые вычислительные машины, при этом которые были без ОС. Организация вычислительного процесса решается программистом по средствам использования пульта управления [9, c 69].

Второй период (1955 - 1965) В данный период времени произошло появление прообраза ОС - мониторные системы, по средствам которых осуществлялась реализация систем пакетной обработки заданий. Также появилась потребности в создание условий для оптимального использования дорогостоящих вычислительных ресурсов, что привело к появлению концепции «пакетного режима» исполнения программ. Пакетный режим заключается в наличие очереди программ на исполнение, при этом ОС может обеспечивать загрузку программы непосредственно с внешних носителей данных в оперативную память, при этом отсутствует необходимость ожидания завершения исполнения предыдущей программы, что позволяет избежать простоя процессора и соответственно оптимизировать работу с учетом сокращения времени [13, c 97].

Третий период (1965 - 1980). 1965-1980 г.г. В данный период времени произошел переход к интегральным схемам. IBM/360. При этом необходимо отметить, что были осуществлены практически все основные концепции, которые свойственны современным ОС [4, c 124]:

• разделение времени и многозадачность,
• разделение полномочий, реальный масштаб времени, файловые структуры и файловые системы.

При этом реализация мультипрограммирования потребовала внесения очень важных изменений непосредственно в аппаратуру компьютера: привилегированный и пользовательский режимы, средства защиты областей памяти, развитой системы прерываний. Вследствие данных изменений во многом облегчилась работа в рамках сетевых операционных систем и их использования в рамках деятельности предприятий.

При этом данный пакетный режим в своём развитом варианте требует разделения процессорного времени непосредственно между выполнением нескольких программ. Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) непосредственно проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем непосредственно скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло непосредственно привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Стоит отметить, что разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти непосредственно соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких, как ввод или редактирование данных оператором) могла непосредственно исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие, как массивные вычисления) — в пакетном режиме [15, c 69].

Распространение многопользовательских систем потребовало решения ряда задач, в частности задач, относительно разделения полномочий, которые позволяют избежать возможности модификации исполняемой программы или данных одной программы непосредственно в памяти компьютера другой (содержащей ошибку или злонамеренно подготовленной) программы, а также модификации самой ОС прикладной программой. При этом данные преобразования оказали положительное влияние на формирование сетевой операционной системы в целом.

Реализация разделения полномочий в ОС была поддержана разработчиками процессоров, непосредственно предложивших архитектуры с двумя режимами работы процессора — «реальным» (в котором исполняемой программе доступно практически полностью все адресное пространство компьютера) и «защищённым» (в котором доступность адресного пространства ограничена диапазоном, непосредственно выделенном при запуске программы на исполнение) [23, c 51].

Применение универсальных компьютеров для управления производственными процессами потребовало реализации «реального масштаба времени» («реального времени») — синхронизации исполнения программ непосредственно с внешними физическими процессами.

Включение функции реального масштаба времени в ОС позволило создавать системы, непосредственно одновременно обслуживающие производственные процессы и решающие другие задачи (в пакетном режиме и (или) в режиме разделения времени) [1, c 29].

Такие операционные системы непосредственно получили название Операционные системы с планированием в реальном масштабе времени или сокращенно ОСРВ.

Постепенная замена носителей с последовательным доступом (перфолент, перфокарт и магнитных лент) непосредственно накопителями произвольного доступа (на магнитных диск) [11, c 63].

Четвертый период (1980 - настоящее время). В рамках данного периода времени происходили значительные изменения в сетевой операционной системе. При этом данные изменения продолжаются и по сей день, что связанно с ростом потребностей общества и постоянным научно-техническим прогрессом.

Конец 70-х. Создан рабочий вариант стека протоколов TCP/IP. В 1983 году он был стандартизирован. Независимость непосредственно от производителей, гибкость и эффективность, доказанные успешной работой Интернет, сделала этот стек протоколов основным стеком для большинства ОС.

Начало 80-х. Появление персональных компьютеров. Бурный рост локальных сетей. Поддержка сетевых функций стала необходимым условием. 80-е годы. Приняты непосредственно основные стандарты на коммуникационные технологии локальных сетей: Ethernet, Token Ring, FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях [25, c 82].

Начало 90-х. Практически все ОС стали сетевыми. Появились непосредственно специализированные сетевые ОС (например IOS, работающая в маршрутизаторах).

Последнее десятилетие. Особое внимание корпоративным сетевым ОС, для которых непосредственно характерны высокая степень масштабируемости, поддержка сетевой работы, развитые средства обеспечения безопасности, способность работать в гетерогенной среде, непосредственно наличие средств централизованного администрирования [8, c 37].

На каждом из указанных этапов происходило преобразование сетевых операционных систем, что позволяло усовершенствовать процесс взаимодействия внутри организаций, повысить уровень функционирования. При этом в данном аспекте необходимо учитывать, что во многом процесс развития связан с научно-техническим прогрессом, а также уровня поддержки данной области со стороны государства.

Таким образом, на основании вышеизложенного, следует прийти к выводу, что развитие сетевых операционных систем происходили поэтапно, с учетом роста потребностей общества, созданием новых технологий. При этом необходимо учитывать в данном аспекте, что развития сетевых операционных систем продолжается, и по сей день.

1.2.Структура сетевых операционных систем

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. При этом каждый компьютер в рамках сети имеет самостоятельность и является автономным. Так, под сетевой операционной системой принято понимать совокупность операционных систем нескольких отдельных компьютеров, которые взаимодействуют между собой для обеспечения обмена сообщениям и разделения ресурсов в рамках единых правил, протоколов. В узком смысле под сетевой операционной системой принято понимать операционную систему каждого отдельного компьютера, которая позволяет ему функционировать, взаимодействовать в рамках общей сети.

В этой связи сетевая операционная система представляет собой совокупность определенных частей, которые позволяют функционировать отдельной машине в рамках сети, т.е. обеспечивает взаимодействие с другими компьютерами.

В соответствии со структурой, в сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить следующие составные части [23, c 115]:

• Средства управления локальными ресурсами компьютера, которые выполняют функции распределения оперативной памяти между процессами, непосредственно планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами, непосредственно управления периферийными устройствами и иные функции управления ресурсами локальных ОС.
• Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер). Данные средства обеспечивают реализацию системы взаимодействия, а также защиты информации, которую содержит каждая отдельная машина. Так, в рамках данной составной части осуществляет обеспечение: блокировки файлов и записей, ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа непосредственно к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам. 
• Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам – клиентская часть ОС (редиректор). Данная часть выполняет распознавание и перенаправление непосредственно в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей. Клиентская часть также осуществляет прием ответов непосредственно от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо [18, c 48].
• Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Указанная часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, непосредственно выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., т. е. является средством транспортировки сообщений.