Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования.
1. В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:
· однозадачные и многозадачные;
· однопользовательские и многопользовательские;
· однопроцессорные и многопроцессорные системы;
· локальные и сетевые.
2. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:
· однозадачные (MS DOS);
· многозадачные (OS/2, Unix, Windows).
В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.
3. В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:
· системы пакетной обработки (ОС ЕС);
· системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows);
· системы реального времени (RT11);
· системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов.
Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.
Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.
В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.
|
|
Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.
4. По числу одновременно работающих пользователей ОС разделяются на 2 типа:
· однопользовательские (MS DOS)
· многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 – XP).
В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты.
В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
5. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT. По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на:
· асимметричные;
· симметричные.
6. Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на:
· локальные;
· сетевые.
Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.
В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют собой мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов. [1]
|
|
Файловые системы
Все современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.
Основные функции файловой системы можно разделить на две группы:
1. Функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.)
2. Функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.)
Известно, что файлы используются для организации и хранения данных на машинных носителях. Файл – это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем или поименованная область на машинных носителях.
Структурирование множества файлов на машинных носителях осуществляется с помощью каталогов. Каталог – специальное место на диске, в котором хранятся атрибуты (параметры и реквизиты) файлов. На самом деле, каталог является файлом специального вида. Каждый диск изначально имеет один каталог, который создается операционной системой – корневой. Другие каталоги создаются либо пользователем, либо могут быть автоматически созданы программами. Каталог может включать множество подкаталогов, в результате чего на дисках образуются разветвленные файловые структуры. Организация файлов в виде древовидной структуры называется файловой системой.
|
|
Принцип организации файловой системы – табличный. Данные о том, в каком месте на диске записан файл, хранится в таблице размещения файлов (File Allocation Table, FAT).
Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты могут воспользоваться второй копией для восстановления тома.
По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, так как операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске.
Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора 512 байт. Поскольку размер FAT – таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным.
В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.
Операционные системы MS DOS, Windows 95, Windows NT реализуют 16 – разрядные поля в таблицах размещения файлов. Файловая система FAT32 была введена в Windows 95 OSR2 и поддерживается в Windows 98 и Windows 2000.
FAT32 обеспечивает поддержку дисков размером до 2 Тбайт и более эффективное расходование дискового пространства. FAT32 использует более мелкие кластеры, что позволяет повысить эффективность использования дискового пространства.
В Windows XP применяется FAT32 и NTFS. Более перспективным направлением в развитии файловых систем стал переход к NTFS (New Technology File System – файловая система новой технологии) с длинными именами файлов и надежной системой безопасности.
Объем раздела NTFS не ограничен. В NTFS минимизируется объем дискового пространства, теряемый вследствие записи небольших файлов в крупные кластеры. Кроме того, NTFS позволяет экономить место на диске, сжимая сам диск, отдельные папки и файлы.
По способам именования файлов различают «короткое» и «длинное» имя.
Согласно соглашению, принятому в MS–DOS, способом именования файлов на компьютерах IBM PC было соглашение 8.3, т.е. имя файла состоит из двух частей: собственно имени и расширения имени. На имя файла отводится 8 символов, а на его расширение – 3 символа.
Имя от расширения отделяется точкой. Как имя, так и расширение могут включать только алфавитно–цифровые символы латинского алфавита. Имена файлов, записанные в соответствии с соглашением 8.3, считаются «короткими».
С появлением операционной системы Windows 95 было введено понятие «длинного» имени. Такое имя может содержать до 256 символов. Этого вполне достаточно для создания содержательных имен файлов. «Длинное» имя может содержать любые символы, кроме девяти специальных: \ /: *? «< > |.
В имени разрешается использовать пробелы и несколько точек. Имя файла заканчивается расширением. Расширение используется для классификации файлов по типу.
Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Путь доступа к файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит. В качестве разделителя используется символ «\» (обратный слеш – обратная косая черта). Например: D:\Documents and Settings\ТВА\Мои документы\lessons\robot.txt
Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры – людям так удобнее, а все необходимые преобразования берет на себя операционная система.
К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:
· создание файлов и присвоение им имен;
· создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
· переименование файлов и каталогов (папок);
· копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
· удаление файлов и каталогов (папок);
· навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
· управление атрибутами файлов. [1]