Введение (стр. 3 )

Операционная система NetWare

ОС NetWare фирмы Novell. Novell была одной из первых компаний, которые начали создавать ЛВС.

Она производила как аппаратные средства, так и программные, однако в последнее время фирма Novell сконцентрировала усилия на программных средствах ЛВС.

Приведем некоторые характеристики программных продуктов NetWare.

В среде NetWare способно работать большее количество приложений, чем в любой другой ЛВС. ОС NetWare способна поддерживать рабочие станции, управляемые DOS, DOS и Windows, OS/2, UNIX, Windows NT, Mac System 7 и другими ОС. ЛВС NetWare может работать с большим количеством различных типов сетевых адаптеров, чем любая другая операционная система. Для достижения поставленных целей вы можете выбрать аппаратные средства от множества разных поставщиков. С NetWare можно использовать Arcnet, Ethernet, Token Ring или практически любой другой тип сетевого адаптера.

Средства защиты данных, предоставляемые NetWare, более чем достаточны для большинства ЛВС.

NetWare допускает использование более чем 200 типов сетевых адаптеров, более чем 100 типов дисковых подсистем для хранения данных, устройств дублирования данных и файловых серверов.

Фирма Novell имеет контракты о поддержке ОС NetWare с наиболее крупными и мощными из независимых организаций, таких как Bell Atlantic, DEC, Hewlett-Packard, Intel, Prime, Unisys и Xerox.

Операционные системы UNIX и LINUX

Операционные системы UNIX и LINUX имеют большую известность как сете­вые операционные системы, чем Novell NetWare. Они реже используются как ОС локальных сетей. Основное их назначе­ние — обеспечение доступа к глобальным сетям и их сервисам.

Независимо от версии общими для UNIX чертами являются:

многопользовательский режим со средствами защиты данных от несанкци­онированного доступа;

реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, основанная на использовании алгоритмов вытесняющей многозадачности (preemptive multitasking);

использование механизмов виртуальной памяти и свопинга для повышения уровня мультипрограммирования;

унификация операций ввода-вывода на основе расширенного использования понятия «файл»;

иерархическая файловая система, образующая единое дерево каталогов незави­симо от количества физических устройств, используемых для размещения файлов;

переносимость системы за счет написания ее основной части на языке Си;

разнообразные средства взаимодействия процессов, в том числе и через сеть;

кэширование диска для уменьшения среднего времени доступа к файлам.

Для глобальных сетей UNIX и UNIX-подобные системы (например, LINUX) являются основными. Здесь важно подчеркнуть, что UNIX прозрачным образом поддерживает не только работу с удаленного терминала (даже по телефонной линии), но и электронную почту, и набор протоколов TCP/IP. При этом детали обмена данными между компьютерами от пользователя системы скрыты, и он может, работая за любым компьютером сети или за удаленным терминалом, выполнять разнообразные операции и даже запускать процессы, не зная, где физически находится исполняющий компьютер.

В основе UNIX лежит концепция процесса — единицы управления и единицы потребления ресурсов. Процесс представляет собой программу в состоянии выпол­нения, причем в UNIX в рамках одного процесса не могут выполняться никакие параллельные действия.

Каждый процесс работает в своем виртуальном адресном пространстве. Сово­купность участков физической памяти, отображаемых на виртуальные адреса про­цесса, называется образом процесса.

При управлении процессами операционная система использует два основных типа информационных структур: дескриптор процесса (структура ргос) иконтекст процесса (структура user).

В UNIX реализован механизм виртуальной файловой системы VFS (Virtual File System), который позволяет ядру системы одновременно поддерживать несколько различных типов файловых систем. Механизм VFS поддерживает для ядра некото­рое абстрактное представление о файловой системе, скрывая от него конкретные особенности каждой файловой системы.

Рис. 1 Традиционная файловая система s5

Необходимо отметить, что файловая система хорошо известных операционных систем DOS и Windows создавалась на основе идеологии традиционной файловой системы UNIX, поэтому у них можно обнаружить определенное сходство.

По функциональному назначению различают обычные файлы, каталоги и специальные файлы.

В UNIX для файла существуют три типа имени: краткое имя, полное и относительное.

Все пользователи по отношению к данному файлу делятся на три категории: владелец, член группы владельцев и все остальные. Кроме того, в системе существует администратор, обладающий абсолютными правами доступа ко всем файлам системы.

ОС UNIX остается сложной в освоении универсальной операционной системой, обладающей избыточными возможностями по отношении к использованию на персональных компьютерах, задачам поддержки локальной сети и обеспечению доступа к глобальным сетям. В связи с этим в появилась система Linux. Linux широко распространена на платформах Intel PC и завоевывает позиции на ряде других платформ (DEC, Apple и др.).

ОС Linux имеет следующие достоинства:

дает возможность бесплатно и легально иметь современную ОС для использования как на работе, так и дома; обладает высоким быстродействием; работает надежно, устойчиво, совершенно без зависаний; не подвержена вирусам; позволяет использовать полностью возможности современных ПК, снимая ограничения, присущие MS Windows по использованию памяти машины и ресурсов процессора(ов); эффективно управляет многозадачностью и приоритетами, фоновые задачи (длительный расчет, передача электронной почты по модему, форматирование дискеты и т. д.) не мешают интерактивной работе; позволяет легко интегрировать компьютер в локальные и глобальные сети, в том числе в Интернет; работает с сетями на базе Novell и MS Windows; позволяет выполнять представленные в формате загрузки прикладные программы других ОС — различных версий UNIX и MS Windows; обеспечивает использование огромного числа разнообразных программных пакетов, накопленных в мире UNIX и свободно распространяемых вместе с исходными текстами; предоставляет богатый набор инструментальных средств для разработки прикладных программ любой степени сложности, в том числе системы класса клиент—сервер, объектно-ориентированные, с многооконным текстовым и/или графическим интерфейсом, пригодных для работы как в Linux, так и в других ОС; дает пользователю и особенно разработчику замечательную учебную базу в виде богатой документации и исходных текстов всех компонент, включая ядро самой ОС; дает всем желающим попробовать свои силы в разработке, организовать общение и совместную работу через Интернет с любыми из разработчиков ОС Linux и сделать свой вклад, став соавтором системы.

Операционная система Windows NT

При разработке структуры Windows NT по аналогии с NetWare и UNIX была использована концепция микроядра. В соответствии с этой идеей ОС разделена на несколько подсистем, каждая из которых выполняет отдельный набор сервисных функций, например сервис памяти, сервис по созданию процессов или сервис по планированию процессов. Каждая подсистема выполняется в пользовательском режиме, осуществляя цикл проверки запроса от клиента на одну из его сервисных функций. Клиент, которым может быть либо другая компонента ОС, либо прикладная программа, запрашивает сервис, посылая сообщение на сервер. Ядро ОС (или микроядро), работая в привилегированном режиме, доставляет сообщение нужному серверу, затем сервер выполняет операцию, после этого ядро возвращает результаты клиенту с помощью другого сообщения.

Структурно Windows NT может быть представлена в виде двух частей: часть операционной системы, работающая в режиме пользователя, и часть операционной системы, работающая в режиме ядра (рис. 2).

Рис. 2 Структура Windows NT

Поддержку защищенных подсистем обеспечивает исполнительная часть Windows NT executive, которая работает в пространстве ядра и никогда не сбрасывается на диск. Ее составными частями являются:

менеджер объектов. Создает, удаляет и управляет объектами NT executive – абстрактными типами данных, используемых для представления ресурсов системы; монитор безопасности. Устанавливает правила защиты на локальном компьютере. Охраняет ресурсы операционной системы, выполняет защиту и регистрацию исполняемых объектов; менеджер процессов. Создает и завершает, приостанавливает и возобновляет процессы и нити, а также хранит о них информацию; менеджер виртуальной памяти; подсистема ввода-вывода. Включает в себя следующие компоненты:

1) менеджер ввода-вывода, предоставляющий средства ввода-вывода, независимые от устройств;

2) файловые системы — NT-драйверы, выполняющие файл-ориентированные запросы на ввод-вывод и транслирующие их в вызовы обычных устройств;

3) сетевой редиректор и сетевой сервер — драйверы файловых систем, передающие удаленные запросы на ввод-вывод на машины сети и получающие запросы от них;

4) драйверы устройств NT executive — низкоуровневые драйверы, которые непосредственно управляют устройством;

5) менеджер кэша, реализующий кэширование диска.

Исполнительная часть, в свою очередь, основывается на службах нижнего уровня, предоставляемых ядром (его можно назвать и микроядром) NT. В функции ядра входит:

планирование процессов; обработка прерываний и исключительных ситуаций; синхронизация процессоров для многопроцессорных систем; восстановление системы после сбоев.

Windows NT использует защищенные подсистемы в следующих целях:

обеспечение нескольких программных интерфейсов (API), по возможности не усложняя при этом базовый программный код (NT executive); изоляция базовой ОС от изменений или расширений в поддерживаемых API; объединение части глобальных данных, требующихся всем API, и в то же время отделение данных, использующихся каждым отдельным API от данных, использующихся другими API; защита окружения каждого API от приложений, а также от окружений других API, и защита базовой ОС от различных окружений; расширение ОС в будущем благодаря новым API.

Микроядро NT служит, главным образом, средством поддержки для переносимой основной части ОС — набора пользовательских сред. Концентрация машинно-зависимых программ внутри микроядра делает перенос NT на разнообразные процессоры относительно легким.