Файл: Сетевые операционные системы (Поддержка многопользовательского режима).pdf

В вычислительной системе операционная система играет важную роль и задает тон и облик всей системы. Тем не менее, пользователи, постоянно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Часто это связано с тем, что Операционная Система выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение разработчики программного обеспечения удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его вычислительными ресурсами

1. Классификация ОС

Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.

2. Особенности алгоритмов управления ресурсами

От производительности алгоритмов управления локальными ресурсами машины во многом находится в зависимости эффективность всей сетевой ОС в целом. В следствие этого, характеризуя сетевую ОС, нередко приводят важные особенности реализации функций ОС по управлению микропроцессорами, памятью, наружными приборами самостоятельного компа. Так, к примеру, в зависимости от индивидуальностей использованного метода управления микропроцессором, операционные системы разделяют на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.

3. Поддержка многозадачности

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

• однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и

• многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

В основном однозадачные ОС выполняют функцию предоставления условной машины пользователю, совершая наиболее обычным и комфортным процедура взаимодействия пользователя с пк. Однозадачные ОС содержат ресурсы управления удаленными аппаратами, ресурсы управления файлами, ресурсы общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

4. Поддержка многопользовательского режима

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

• многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа иных пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

5. Вытесняющая и невытесняющая многозадачность

Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

• невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);

• вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

Главным отличием среди вытесняющим и невытесняющим вариациями многозадачности считается уровень централизации сиситемы планирования действий. В первоначальный случае система планирования действий полностью сконцентрирована в операторной концепции, а в 2-ой - разделен среди концепцией и практическими проектами. Присутствие невытесняющей многозадачности интенсивный процедура производится вплоть до этих времен, до тех пор пока некто непосредственно, согласно своей инициативе, никак не даст руководство операторной концепции с целью этого, для того чтобы эта предпочла с очередности иной завершенный к осуществлению процедура. Присутствие вытесняющей многозадачности разрешение о переключении процессора с 1-го хода в иной берется операторной концепцией, а никак не лично действующим ходом.

6. Поддержка многонитевости

Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи. Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

7. Многопроцессорная обработка

Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В наши время делается общепризнанным внедрение в ОС функций помощи мультипроцессорной обрабатывания сведений.

Многопроцессорные ОС имеют все шансы систематизироваться согласно методу компании вычисляемыого хода в концепции с мультипроцессорной зодчеством: косые ОС и инвариантные ОС. Косая ОС полностью производится только лишь в 1 с процессоров концепции, распределяя практические проблемы согласно другим процессорам. Инвариантная ОС целиком децентрализована и применяет целый объединение процессоров, деля их среди целыми и практическими вопросами.

Выше существовали пересмотрены свойства ОС, сопряженные с правлением только лишь один видом ресурсов - процессором. Существенное воздействие в образ операторной концепции в полном, в способности её применения в этой либо другой сфере проявляют характерные черты и других подсистем управления местными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, приборами ввода-заключения.

Специфика ОС выражается и в этом, каковым способом возлюбленная осуществит сетные функции: определение и переадресовывание в линия запросов к далёким ресурсам, предоставление уведомлений согласно узы, осуществление далёких запросов. Присутствие осуществлении сетных функций появляется совокупность проблем, сопряженных с расчисленным нравом сохранения и обрабатывания сведений в узы: управление ссылочной данных о абсолютно всех общедоступных в узы ресурсах и серверах, адресование взаимодействующих действий, предоставление прозрачности допуска, копирование сведений, регулирование снимок, помощь защищенности сведений.

8. Особенности аппаратных платформ

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ. Среди перечисленных типов компьютеров могут встречаться как однопроцессорные варианты, так и многопроцессорные. В любом случае специфика аппаратных средств, как правило, отражается на специфике операционных систем.

Несомненно, то что ОС огромный машины считается наиболее непростой и многофункциональной, нежели ОС индивидуального пк. Таким образом в ОС крупных машин функции согласно планированию струи исполняемых проблем, несомненно, реализуются посредством применения трудных первенствующих дисциплин и призывают огромной вычисляемыой силы, нежели в ОС индивидуальных пк. Подобно обстоит проблема и с иными функциями.

Сетевая ОС обладает в собственном составе ресурсы передачи уведомлений среди пк согласно установкам взаимосвязи, какие абсолютно никак не необходимы в самостоятельной ОС. В базе данных уведомлений сетная ОС удерживает распределение ресурсов пк среди далёкими юзерами, подсоединенными к узы. С целью укрепления функций передачи уведомлений сетные ОС включают специализированные программные элементы, реализующие распространенные коммуникационные труды (научного общества), подобные равно как IP, IPX, Ethernet и прочие.

Многопроцессорные доктрины спрашиваю с операторной доктрины специальной компании, с поддержкой каковой независимо ОС, а ещё поддерживаемые ею дополнения владели вероятность б делаться единовременно раздельными микропроцессорами доктрины. Синхронная действие единичных элементов ОС создает добавочные задачи с целью разработчиков ОС, к примеру равно как в этом случае значительно труднее обеспечивать слаженный допуск единичных действий к всеобщим целым таблицам, устранить итог гонок и другие лишние результаты асинхроичного исполнения девал.

Другие требования предъявляются к операционным системам кластеров. Кластер - слабо связанная общность нескольких вычислительных систем, работающих коллективно для выполнения всеобщих приложений, и представляющихся пользователю цельной системой. Наравне со особой аппаратурой для функционирования кластерных систем нужна и программная помощь со стороны операционной системы, которая сводится в основном к синхронизации доступа к разделяемым источникам, выявлению отказов и динамической реконфигурации системы. Одной из первых разработок в области кластерных спецтехнологий были решения компании Digital Equipment на базе компьютеров VAX. Незадолго этой компанией заключено соглашение с корпорацией Microsoft о разработке кластерной спецтехнологии, использующей Windows NT. Несколько компаний предлагают кластеры на основе UNIX-машин.

В одном ряду с ОС, нацеленными на безусловно определенный образ аппаратной платформы, есть операционные системы, умышленно сделанные этим образом, чтобы они имели вероятность быть легко перенесены с компа 1-го на подобии на компьютер другого на подобии, скажем именуемые мобильные ОС. Больше броским случаем сходственный ОС считается знаменитая система UNIX. В данных системах аппаратно-зависимые пространства заботливо локализованы, скажем собственно что при переносе системы на свежую платформу переписываются лишь только они. Средством, облегчающем перенесение другой части ОС, считается написание ее на машинно-самостоятельном языке, к примеру, на С, тот, что и был разработан для программирования операционных систем.

9. Особенности областей использования

Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

• системы пакетной обработки (например, OC EC),

• системы разделения времени (UNIX, VMS),

• системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного нрава, не требующих стремительного приобретения итогов. Основной целью и критерием результативности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени. Для достижения этой цели в системах пакетной обработки применяются дальнейшая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, всякое задание содержит требование к системным источникам; из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть уйма единовременно исполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к источникам, так, дабы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; так, скажем, в мультипрограммной смеси желанно одновременное наличие вычислительных задач и задач с насыщенным вводом-итогом. Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней обстановки, складывающейся в системе, то есть выбирается «выигрышное» задание. Следственно, в таких ОС нереально гарантировать выполнение того либо другого задания в течение определенного периода времени. В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение иной происходит только в случае, если энергичная задача сама отказывается от процессора, скажем, из-за необходимости исполнить операцию ввода-итога. Следственно одна задача может надолго занять процессор, что делает немыслимым выполнение интерактивных задач. Таким образом, взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня позже выполнения каждого пакета заданий получает итог. Видимо, что такой порядок снижает результативность работы пользователя.

Системы деления времени призваны выправить ведущей недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Любому юзеру системы деления времени предоставляется терминал, с которого он имеет вероятность изготавливать разговор со собственной программкой. Скажем как в системах деления времени любой задачке отличается лишь только квант процессорного времени, ни 1 задачка не занимает микропроцессор на длинное время, и время результата как оказалось применимым. В случае если квант избран достаточно маленьким, то у всех юзеров, в одно и тоже время работающих на одной и что же машине, формируется эмоцию, собственно что всякий из их единовластно пользуется машину. Ясно, собственно что системы деления времени обладают наименьшей пропускной вероятностью, чем системы пакетной обработки, скажем как на выполнение принимается любая запущенная юзером задачка, а не та, которая «выигрышна» системе, и, не считая такого, есть затратные затраты вычислительной мощности на огромнее нередкое переключение микропроцессора с задачки на задачку. Аспектом продуктивности систем деления времени считается не предельная пропускная дееспособность, а удобство и результативность работы юзера.