Лекция 1. Сетевые операционные системы: структура, назначение, функции. Каково назначение операционных систем локальных сетей

Хеннер_Практикум по информатике - Стр 52

4)структуризация данных в сети.

19.Специфические функции ЛС учебного назначения:

1)поддержка файловой системы, защита данных и разграничение доступа;

2)система контроля и ведения урока;

3)определение рабочей системы, декодирование данных, система контроля;

4)разграничение данных, защита данных, система доступа, определение ра бочей системы, разграничение доступа, система контроля и ведения урока.

Операционные системы локальных сетей

1.Каково назначение операционных систем ЛС:

1)обучающие функции;

2)прикладная программа для клиента;

3)обеспечивает совместное использование аппаратных ресурсов сети и ис пользование распределенных коллективных технологий при выполнении работ;

4)специальная компонента ЛС для настройки передачи данных по заданно му протоколу?

2.ОС NetWare — это:

1)сетевая ОС с централизованным управлением;

2)сетевая ОС с демократическим принципом управления;

3)иерархическая ОС для одноранговой и многоранговой систем;

4)специфическая ОС для связи с Internet.

3.Что используется при запуске ОС NetWare:

1) текстовый файл; 2) ядро —файлserver.exe;

3)nlm-модуль;4) системный том SYS?

4.Каково назначение утилиты syscon.exe:

1)хранилище индивидуальных подкаталогов пользователей сети;

2)с ее помощью администратор системы выполняет всю работу по разгра ничению доступа пользователей;

3)заводит для каждого пользователя сети отдельный подкаталог;

4)содержит программу подключения пользователя к сети?

5.Возможности файловой системы NetWare:

1)обеспечивает прозрачный доступ к разделам диска файл-сервера;

2)поддерживает разветвленную систему разграничения доступа к файлам и каталогам файл-серверас различных рабочих станций;

3)создает системный том SYS;

4)разделяет пользователей сети на группы.

6.В какой директории содержатся сетевые программы и утилиты для пользовате-

вNetWare:

1)SYSTEM; 2) USERS; 3) MAIL; 4) PUBLIC?

7.Каково назначение команды LOGIN (ОС NetWare):

1)пользователь подключается к файл-серверу;

2)отображает каталоги файл-серверана локальные диски рабочей станции;

3)отключает от файл-сервера;

4)позволяет получить детальную информацию о файлах?

8.Какая команда производит отключение от файл-сервера(ОС NetWare):

1) map; 2) L o g i n ; 3) Logout; 4) n d i r ?

9.Для чего предназначена диалоговая утилита salvage (ОС NetWare):

1)для управления сервером;

2)позволяет посылать короткие сообщения с одной рабочей станции на другую;

3)для восстановления случайно удаленных файлов;

4)для просмотра информации о группе пользователей?

10.Какая утилита предназначена для управления сервером (ОС NetWare):

1) s e s s i o n ; 2) syscon; 3) send; 4) f i l e r ?

Глобальные сети

1.В глобальных сетях существуют два режима информационного обмена — это:

1)пользовательский и сетевой; 2) информируемый и скрытый;

3)диалоговый и пользовательский; 4) диалоговый и пакетный.

2.On-line— это:

1)информационная сеть; 2) команда;

3)режим реального времени; 4) утилита.

3.Крупнейшая российская телекоммуникационная сеть:

1)BITNET; 2) APRANET; 3) NET; 4) RELCOM.

4.OMine — это:

1)режим информационного пакетного обмена; 2) команда;

3)телекоммуникационная сеть; 4) операционная система.

5.Мировая система телеконференций:

1)Eunet; 2. Fidonet; 3. Relcom; 4. Usenet.

6.BBS — это:

1)компьютерная сеть; 2) система телеконференций;

3)электронная доска объявлений; 4) режим работы.

7.BBS предназначена:

1)для определения маршрута информации;

2)для обмена файлами между пользователями;

3)для просмотра адресов;

4)для управления информацией.

8.Хост-машина— это:

1)банк информации; 2) компьютерные узлы связи;

3)мультимедийный компьютер; 4) машина-хранилищеинформации.

9.Модем — это:

1)устройство преобразования цифровых сигналов в аналоговые, и наоборот;

2)транспортная основа сети;

3)хранилище информации;

4)устройство, которое управляет процессом передачи информации.

10.Функции модема:

1)соединяет компьютер с ближайшим узлом;

2)служит сетевой платой для соединения компьютеров в локальную сеть;

3)осуществляет протоколирование передающей информации;

4)защищает информацию.

11.Транспортная основа глобальных сетей — это:

1)витая пара; 2) коаксиальный кабель;

3)телефонные линии и спутниковые каналы; 4) телеграф.

12.Для связи компьютеров через модемы используются:

1)только телефонные линии;

2)только спутниковые каналы;

3)только радиоволны;

4)телефонные линии, оптоволокно, спутниковые каналы и радиоволны.

13.По способу общения различают следующие режимы передачи данных:

1)дуплексный и полудуплексный; 2) одновременный и поэтапный;

3)скоростной и одновременный; 4) дуплексный и одновременный.

14.По способу группирования данных различают режимы:

1)однозначную и одноблочную передачи;

2)многосложную и односложную передачи;

3)последовательную и параллельную;

4)синхронную и асинхронную.

15.Что такое MNP-модемы:

1)модемы с аппаратным сжатием и коррекцией информации;

2)модемы с кодированием информации;

3)модемы с защитой информации;

4)модифицированные по скоростям модемы?

16.Что является более важным для организации сети:

1)наличие большого количества компьютеров; 2) система протоколов;

3)несколько сетевых операционных систем; 4) высокоскоростные модемы?

17.Что обеспечивают протоколы сетевого уровня:

1)обеспечивают сетевые режимы передачи данных;

2)доступ к сетевым ресурсам;

3)соединяют различные сети;

4)тестируют работу в сети?

18.Транспортные протоколы выполняют следующие функции:

1)группируют сообщения;

2)кодируют пакеты информации;

3)отвечают за обмен между хост-машинами;

4)контролируют вход и выход данных.

19.За что отвечают прикладные протоколы:

1)за передачу данных и доступ к сетевым ресурсам;

2)формируют пакеты данных;

3)контролируют работу хост-машин;

4)тестируют правильность работы сети?

20.Маршрутизатор (роутер) — это:

1)мощные компьютеры, соединяющие сети или участки сети;

2)отслеживают путь от узла к узлу;

3)определяют адресатов сети;

4)программа маршрутизации пакетов данных.

21.Техническая структура E-mail— это:

1)совокупность узловых станций, связывающихся друг с другом для обмена;

2)совокупность компьютеров локальной сети;

3)компьютеры, хранящие и кодирующие информацию;

4)компьютеры, пересылающие информацию по запросам.

22.Типичная абонентская станция электронной почты состоит:

1)из нескольких сетевых компьютеров;

2)из компьютера, специальной программы и модема;

3)из компьютера и почтового сервера;

4)из хост-машин.

23.Типичная структура электронного письма:

1)заголовок, тема сообщения, ФИО адресата;

2)заголовок, тема сообщения, тип письма, адрес отправителя;

3)дата отправления, адрес, обратный адрес, тема сообщения и текст;

4)тема сообщения, адресная книга, текст и заголовок.

24.Домен — это:

1)название файла в почтовом ящике; 2) почтовый ящик узловой станции;

3)код страны; 4) короткое имя адресата.

25.Что является протокольной основой Internet:

1)система IP-адресов;2) протоколы тестирования сетевого компьютера;

3)последовательность адресов; 4) адресная книга?

26.Из чего состоит IP-адрес:

1)адреса сети; 2) последовательности адресов;

3)протоколов; 4) адреса сети и номера хоста?

27.Какой протокол поддерживает Internet:

1)SCP/IP; 2) SCP; 3) TCP/IP; 4) QCP/IP?

28.Основные компоненты IP-технологии:

1)идентификация, длина IP-заголовка;

2)формат IP-пакета,IP-адрес,способ маршрутизацииIP-пакетов;

3)формат ASCII и формат ГР-адреса;

4)формат IP-пакета,способ общения на английском языке.

29.Что обеспечивает серверная программа DNS:

1)кодировку информации;

2)поиск числовых адресов;

3)устанавливает соответствие между доменными именами и IP-адресами;

4)занимается поиском IP-адресов?

30.Для чего используются программы Ping:

1)для трассировки пакетов;

2)для проверки прохождения IP-пакетов;

3)для идентификации повреждения пакета при передаче;

4)для определения IP-адреса?

31.Для поддержки E-mailв Internet разработан протокол:

1)STTP; 2) SMTP; 3) SCTP; 4) SSTP.

32.Какой стандарт кодировок используется в Internet:

1)UUCD; 2) MIME; 3) RFC-822;4) WHOIS?

33.Кодирование писем применяется:

1)для ускорения передачи информации;

2)для передачи секретной информации;

3)для передачи бинарных файлов и некоторых текстовых;

4)исторические «правила игры» электронной почты.

34.Архив FTP — это:

1)сервер Archie; 2) хранилище файлов; 3) база данных; 4) WEB-сайт.

35.Начальная команда сеанса работы с сервером FTP:

1)close; 2) get; 3) open; 4) ftp .

36.Регистрация пользователя сервера FTP:

1) f t p ; 2) cd; 3) i s ; 4) user.

37.Команда cd протокола FTP используется:

1)для изменения текущего каталога; 2) для регистрации пользователя;

3)для навигации по дереву файловой системы; 4) для начала сеанса.

38.Какой командой следует пользоваться для просмотра каталогов FTP:

1)Is; 2) mget; 3) bin; 4) get?

39.По какой команде FTP можно принять или передать один файл:

1)get, put; 2) mget, mput; 3) bin; 4) Is, cd?

40. Для приема/передачи набора файлов FTP используется команда: 1) get, put; 2) Is, cd; 3) user; 4) mget, mput.

41. WWW —это:

1)распределенная информационная система мультимедиа, основанная на гипертексте;

2)электронная книга;

3)протокол размещения информации в Internet;

4)информационная среда обмена файлами.

42.Гипертекст — это:

1)информационная оболочка;

2)текст, содержащий иллюстрации;

3)информация в виде документов, имеющих ссылки на другие документы;

4)информационное хранилище.

43.Взаимодействие клиент—серверпри работе на WWW происходит по протоколу:

1)HTTP; 2) URL;

3)Location; 4) Uniform.

44.Какие программы не являются броузерами WWW:

1)Mosaic; 2) Microsoft Internet Explorer;

3)Microsoft Outlook Express; 4) Netscape Navigator?

45.HTML — это:

1)программа просмотра WWW-документов;

2)прикладная программа;

3)язык разметки гипертекстов;

4)протокол взаимодействия клиент — сервер.

46.В HTML можно использовать:

1)текст в ASCII-формате;2) текст любого формата и графические рисунки;

3)любые мультимедиа-файлы;4) любые типы данных.

47. Для чего служат в HTML символы <HEADXTITLE> </TITLEX/HEAD>:

1)для выделения абзаца; 2) для выделения параграфа, пункта;

3)для выделения глав; 4) для выделения заголовка?

48.Какими символами в HTML основной текст отделяется от сопроводительного:

1) < T I T L E X / T I T L E > ;2) < H l x / H l > ; 3) <BODYX/BODY>;4) < Р Х / Р > ?

49. Как в HTML описывается ссылка на другой документ:

1)<А	HREF="MMH	файла"х/А>; 2) с указанием их URL;
3) <А	ЫАМЕ="имя	ф а й л а " Х / А > ; 4) < U L X L I X / U L > ?

50. Как в HTML записываются ссылки на документы, хранящиеся на других серверах:

1)	с указанием их	URL; 2) < U L X L I X	/ U L > ;
3)	<А ЫАМЕ="имя	ф а й л а м х / А > ; 4) <А	HREF="MMH ф а й л а м Х / А > ?

51.Как в HTML задается положение рисунка:

1)<IMG SRC=...>; 2) <ALIGN=...>; 3) <URL>; 4) <HR>?

52.Что лежит в основе системы Gopher:

1)поиск информации с использованием логических запросов;

2)поиск по ключевым словам;

3)идея иерархических каталогов;

4)бинарный поиск?

53.На чем основана система WAIS:

1)на поиске информации с использованием логических запросов;

2)на поиске по ключевым словам;

3)на идее иерархических каталогов;

4)на бинарном поиске?

Операционная система UNIX

1.Какой язык программирования тесно связан с ОС UNIX:

1)HTML; 2) Паскаль; 3) Си; 4) Java?

2.ОС UNIX —это:

1)сетевая ОС для работы в Internet;

2)многофункциональная сетевая ОС универсального значения;

3)ОС для закрытых систем;

4)ОС для поддержки среды Windows.

3.Какой командой в ОС UNIX можно узнать имя текущего каталога:

1) i s ; 2) change d i r e c t o r y ;

3) cat; 4) pwd (print working directory)?

4.Команда Is в ОС UNIX используется:

1)для изменения рабочего каталога;

2)для объединения нескольких файлов для печати;

3)для вывода на экран содержимого каталога;

4)для копирования файлов.

5.Изменение рабочего каталога в ОС UNIX производится командой:

1) cd; 2) cat; 3) pwd; 4) is .

6.Что выполняет команда cat в ОС UNIX:

1)определяет имя текущего каталога; 2) вывод на печать;

3)объединяет файлы и направляет результат на вывод;

4)вырезает фрагменты данных из файла?

7.Для чего служат метасимволы в ОС UNIX:

1)для уничтожения всех файлов; 2) для уничтожения каталогов;

3)для подстановки любых строк и символов в имена файлов;

4)для переименования файлов?

8.Как образуется программный канал в ОС UNIX:

1)назначением стандартного вывода одной команды вводом следующей ко манды;

2)перенаправлением вывода команды с добавлением;

3)введением произвольной строки в команду; 4) объединением команд?

9.Для получения почты в ОС UNIX вводится команда:

1) w r i t e ; 2) m a i l ; 3) d e l e t e ; 4) who.

Правильные ответы Локальные сети

№	1 2	3	4	№	1 2	3	4	№	1 2	3	4
1	X			8			X	15		X
2		X		9	X			16			X
3			X	10	X			17 •			X
4	X			11		X		18	X
5	X			12	X			19			X
6			X	13		X
7	X			14		X

Сетевые операционные системы

№	1 2	3 4	№	1 2 3 4
1	X	X	6	X
2	X		7	X
3	X		8	X
4	X		9	X
5	X		10	X

Операционная система UNIX

№	1 2 3 4	№	1 2 3 4
1	X	6	X
2	X	7	X
з	X	8	X
4	X	9	X
5	X

Глобальные сети

1 №	1 2 3 4 №		1 2 3 4 №		1 2 3 4
1	X	19	X	37	X
2	X	20	X	38	X
3	X	21	X	39	X
4	X	22	X	40	X
5	X	23	X	41	X
6	X	24	X	42	X
7	X	25	X	43	X
8	X	26	X	44	X
9	X	27	X	45	X
10	X	28	X	46	X
11	X	29	X	47	X
12	X	30	X	48	X
13	X	31	X	49	X
14	X	32	X	50	X
15	X	33	X	51	X
16	X	34	X	52	X
17	X	35	X	53	X
18	X	36	X

Глава 6

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

В данном разделе практикума, как и в базовом учебнике, затрагиваются лишь те аспекты информационных систем, которые не нашли отражения в других главах.

Подготовка специалиста по информатике, работающего в сфере образования, подразумевает ознакомление с работой классических информационных систем:

•информационно-справочныхсистем;

•систем автоматизации документооборота и учета;

•автоматизированных систем управления;

•экспертных систем;

•систем автоматизации научных исследований;

•систем автоматизированного проектирования;

•геоинформационных систем.

Учитывая высокий профессиональный уровень и сложность указанных систем, задача развития навыков их разработки для студентов той категории, которой ад ресован данный практикум, не ставится (эта задача может частично реализовываться в спецкурсах). Даже ознакомление с указанными выше информационными системами и отработка простых пользовательских навыков является в настоящее время трудно реализуемым с точки зрения разработки единого практикума, по скольку не существует общераспространенных программ, на которых такой прак тикум можно было бы единообразно базировать. Более того, высокая стоимость профессиональных программных продуктов этого класса может сделать практичес ки бесполезной конкретные рекомендации. Наилучшим выходом из положения было бы создание простых программ-имитаторовклассических информационных систем, назначение которых ограничивалось бы сферой обучения. Пример такой программы приводится ниже — имитатор геоинформационной системы, создан ный в ПГПУ в ходе разработки сериипрограмм-имитаторовинформационных систем по заказу Минобразования РФ.

Значительную роль в проведении практических занятий по данному разделу могут сыграть рефераты и курсовые работы.

§ 1. БАНКИ ИНФОРМАЦИИ

Рекомендации по проведению занятий

Практическое знакомство с банками информации и приобретение навыков поиска и обработки информации, хранящейся в банках, требует их физического наличия. При этом есть три пути:

•работа с локализованными программами, хранящимися на жестком диске или на CD ROM-диске;

•работа в локальной сети учреждения;

•работа по сети Internet.

В первых двух случаях какие-либоуниверсальные рекомендации вряд ли воз можны. В то же время работа в Internet открывает огромные возможности для озна комления с различными типами банков информации, и при наличии соответству ющей возможности этот путь представляется оптимальным.

Контрольные вопросы

1.Каковы основные функции банков информации?

2.Какие компоненты включают в себя информационно-поисковыесистемы?

3.Каковы режимы функционирования банков информации?

4.Каковы компоненты банка документов?

5.Какие иерархические классификационные системы наиболее распространены?

6.На чем основаны дескрипторные информационно-поисковыеязыки?

7.Каковы функции администратора банка информации?

Темы для рефератов

1.Информационно-справочныеиинформационно-поисковыесистемы.

2.Системы автоматизации документооборота и учета.

3.Банки данных.

4.Банки документов.

5.Иерархические классификационные системы.

6.Дескрипторные информационно-поисковыеязыки.

Темы семинарских занятий

1.Банки данных и банки документов.

2.Способы создания поисковых образов документов в банках информации.

3.Формирование информационных модулей и запросов в конкретном банке информации.

Рекомендации по программному обеспечению

В силу причин, отмеченных выше, в настоящий момент не представляется возможным выделить единое для различных вузов программное обеспечение для проведения практических работ по этой теме. Точнее говоря, трудно указать на локализованные банки информации, так как они в вузах либо отсутствуют, либо разнородны. Так, описанный в базовом пособии банк педагогической информа ции мог бы стать весьма подходящим объектом для выработки практических на выков работы с информационными системами, но у большинства вузов нет к нему доступа.

Тем не менее быстрый прогресс российского Internet позволяет организовать практическую работу по этой теме с хранящимися в Internet банками информации.

Таким образом, программным обеспечением, с которым студент будет работать явно, будет один из броузеров.

Ниже рассматривается вариант, связанный с работой в сети Internet. Программное средство — броузер Internet Explorer.

Задачи и упражнения

Упражнение № 1. Работа с банком документов

Как и в базовом пособии, положим в основу упражнения работу с банком педагогической информации. При наличии доступа к Internet это может быть один из банков, в которых собирается информация по образовательной системе России и мира.

Набрав адрес www.informika.ru, попадаем на сервер Министерства образования РФ, представляющий собой сочетание информационно-справочнойсистемы, информационно-поисковойсистемы и банка документов. Заглавный кадр сайта со держит информацию об основных разделах банка (воспроизводим лишь содержи мое, а не дизайн).

Минобразования России	НОВОСТИ
ГосНИИ ИТТ «Информика»	<ниже — три постоянные рубрики>
Международное сотрудничество (англ.)
	•	Новые поступления на сервер
Дистанционное образование	•	Российская пресса об образовании
Информационные технологии
	•	Российская пресса о науке
Конференции, выставки, семинары
	<далее — порядка 10 сменных рубрик,
Фонды, гранты, конкурсы
Путеводитель по Internet	например, >
Базы данных	•	Курсы повышения квалификации
Подготовка управленческих кадров		работников образования в
		Госкоорцентре
Партнеры
	•	Международная научно-методическая
Газеты и журналы
Книгоиздание		конференция «Телематика-2000»
Поиск на сервере	и т.д.

В левой колонке этой таблицы — постоянные рубрики, отражающие основ ную деятельность Министерства образования. В правой колонке — основные ин формационно-справочныерубрики. Некоторые из них являются постоянными (с обновляемым содержанием), большая часть — сменными, в них отражается актуальная на настоящий момент информация с относительно коротким «време нем жизни».

Войдем в раздел «Базы данных». Перед нами открывается обширный перечень баз данных по различным видам деятельности в системе образования. Приводим их перечень (с некоторыми сокращениями). Следует учесть, что номенклатура баз данных время от времени обновляется, и вы можете увидеть несколько отличный список.

studfiles.net

Лекция 1. Сетевые операционные системы: структура, назначение, функции

Что такое сетевое программное обеспечение?

Сетевое программное обеспечение предназначено для организации совместной работы группы пользователей на разных компьютерах. Позволяет организовать общую файловую структуру, общие базы данных, доступные каждому члену группы. Обеспечивает возможность передачи сообщений и работы над общими проектами, возможность разделения ресурсов.

Сетевые операционные системы (Network Operating System – NOS) – это комплекс программ, обеспечивающих обработку, хранение и передачу данных в сети.

Сетевая операционная система выполняет функции прикладной платформы, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов, выполняемых в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют клиент-серверную, либо одноранговую архитектуру. Компоненты NOS располагаются на всех рабочих станциях, включенных в сеть.

NOS определяет взаимосвязанную группу протоколов верхних уровней, обеспечивающих выполнение основных функций сети. К ним, в первую очередь, относятся:

адресация объектов сети;
функционирование сетевых служб;
обеспечение безопасности данных;
управление сетью.

При выборе NOS необходимо рассматривать множество факторов. Среди них:

набор сетевых служб, которые предоставляет сеть;
возможность наращивания имен, определяющих хранимые данные и прикладные программы;
механизм рассредоточения ресурсов по сети;
способ модификации сети и сетевых служб;
надежность функционирования и быстродействие сети;
используемые или выбираемые физические средства соединения;
типы компьютеров, объединяемых в сеть, их операционные системы;
предлагаемые системы, обеспечивающие управление сетью;
используемые средства защиты данных;
совместимость с уже созданными прикладными процессами;
число серверов, которое может работать в сети;
перечень ретрансляционных систем, обеспечивающих сопряжение локальных сетей с различными территориальными сетями;
способ документирования работы сети, организация подсказок и поддержек.

Функции и характеристики сетевых операционных систем (ос).

Различают ОС со встроенными сетевыми функциями и оболочки над локальными ОС. По другому признаку классификации различают сетевые ОС одноранговые и функционально несимметричные (для систем "клиент/сервер").

Основные функции сетевой ОС:

управление каталогами и файлами;
управление ресурсами;
коммуникационные функции;
защита от несанкционированного доступа;
обеспечение отказоустойчивости;
управление сетью.

Управление каталогами и файлами в сетях заключается в обеспечении доступа к данным, физически расположенным в других узлах сети. Управление осуществляется с помощью специальной сетевой файловой системы. Файловая система позволяет обращаться к файлам путем применения привычных для локальной работы языковых средств. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

Управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети.

Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, выбор направления для движения данных в разветвленной сети (маршрутизацию), управление потоками данных и др.

Защита от несанкционированного доступа — важная функция, способствующая поддержанию целостности данных и их конфиденциальности. Средства защиты могут разрешать доступ к определенным данным только с некоторых терминалов, в оговоренное время, определенное число раз и т.п. У каждого пользователя в корпоративной сети могут быть свои права доступа с ограничением совокупности доступных директорий или списка возможных действий, например, может быть запрещено изменение содержимого некоторых файлов.

Отказоустойчивость характеризуется сохранением работоспособности системы при воздействии дестабилизирующих факторов. Отказоустойчивость обеспечивается применением для серверов автономных источников питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Под отображением обычно понимают наличие в системе двух копий данных с их расположением на разных дисках, но подключенных к одному контроллеру. Дублирование отличается тем, что для каждого из дисков с копиями используются разные контроллеры. Очевидно, что дублирование более надежно. Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов, что однако требует дополнительных затрат на приобретение оборудования.

Управление сетью связано с применением соответствующих протоколов управления. Программное обеспечение управления сетью обычно состоит из менеджеров и агентов. Менеджером называется программа, вырабатывающая сетевые команды. Агенты представляют собой программы, расположенные в различных узлах сети. Они выполняют команды менеджеров, следят за состоянием узлов, собирают информацию о параметрах их функционирования, сигнализируют о происходящих событиях, фиксируют аномалии, следят за трафиком, осуществляют защиту от вирусов. Агенты с достаточной степенью интеллектуальности могут участвовать в восстановлении информации после сбоев, в корректировке параметров управления и т.п.

studfiles.net

§2. ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Контрольные вопросы

1.Что такое компьютерная сеть?

2.Для чего создаются локальные сети ЭВМ?

3.Что такое сервер? рабочая станция ?

4.Какие сетевые технологии называются клиент-серверными?

5.Что такое сетевой адаптер? Какие типы сетевых адаптеров существуют ?

6.Какие виды линий (каналов) используются для связи компьютеров в локальных сетях ?

7.Какие методы доступа от компьютера к компьютеру используются в локальных сетях?

8.Какие бывают конфигурации ЛС?

9.Какие конфигурации ЛС используются в компьютерных классах Вашего вуза?

10.Какая сетевая ОС используется в ЛС, в которой вы работаете?

11.Чем отличается набор команд этой ОС от описанного выше?

12.Каковы специфические функции локальной сети учебного назначения?

Появление компьютерных сетей привело к развитию операционных систем для персональных компьютеров, позволяющих работать в сетях. Такие операционные системы обеспечивают не только совместное использование аппаратных ресурсов сети (принтеров, дисковых накопителей большой емкости и т.д.), но и использование распределенных коллективных технологий при выполнении разнообразных работ.

Существует много операционных систем локальных сетей. Наиболее широкое распространение получили операционные системы Novell NetWare иWindows NT для локальных сетей ПК. Ознакомимся с первой из них.

Фирма «Novell Inc.», в компьютерном мире не менее известная чем фирмы IBM и «Microsoft», специализируется на создании операционных систем локальных сетей. Созданная в 1982 г. небольшой группой менеджеров и программистов, фирма уже к 1990 г. имела годовой оборот на уровне 500 млн. долларов. Ее сетевые ОС известны своим высочайшим качеством и надежностью.

Сетевая операционная система Novell NetWare 386, начиная с версии 3.11, представляет собой32-разряднуюоперационную систему реального времени, работающую в защищенном режиме процессоров 80386 и более мощных (80486 иPentium).

NetWare 386 является сетевой ОС с централизованным управлением, т.е. в сети один или несколько компьютеров должны быть выделены в качествефайл-серверов.Нафайл-серверахработает ОСNetWare 386. Остальные компьютеры сети, число которых может достигать нескольких сотен, являются рабочими станциями, и на них должна быть загружена, так называемая, клиентская частьNetWare 386 -специальнаякомпонента системы.

ОС Netware 386 имеет ядро - файл server.exe, который запускается из MS DOS (на файлсервере), затем с консоли и с помощью текстового файла конфигурации загружаются разнообразные драйверы, управляющие сетевыми устройствами. Кроме драйверов могут быть запущены в многозадачном режиме разнообразные утилиты и прикладные программы, например, управляющие файлами, хранящимися на сервере, и базами данных, работающими с внешними коммуникационными каналами. Эти команды содержатся в файлах, имеющих имена с расширением.п1т и потому называются«nlm-модулями».

Примером важнейшей утилиты является syscon.exe, с помощью которой администратор системы выполняет всю работу по разграничению доступа пользователей к информации.

После установки NetWare нафайл-серверена его винчестерском накопителе обязательно создается системный том SYS, содержащий несколько стандартных директорий:

•LOGIN, содержащую программу подключения пользователя к сети hgin.exe и другие процедуры, обслуживающие потребности пользователя рабочей станции при подключении ее к сети;

•MAIL, в которой для каждого пользователя сети заводится отдельный подкаталог (с именем из цифр), содержащий стартовый файл пользователя Login Script и файл конфигураций заданий на печать;

studfiles.net

Сетевые операционные системы

Структура сетевой операционной системы

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам – протоколам. В узком смысле сетевая ОС – это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рисунок 1):

Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.
Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.
Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС (редиректор). Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в другой форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.
Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

Рис. 1. Структура сетевой ОС

В зависимости от функций, возлагаемых на конкретный компьютер, в его операционной системе может отсутствовать либо клиентская, либо серверная части.

Сетевые операционные системы имеют разные свойства в зависимости от того, предназначены они для сетей масштаба рабочей группы (отдела), для сетей масштаба кампуса или для сетей масштаба предприятия.

Сети отделов - используются небольшой группой сотрудников, решающих общие задачи. Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Сети отделов обычно не разделяются на подсети.
Сети кампусов - соединяют несколько сетей отделов внутри отдельного здания или внутри одной территории предприятия. Эти сети являются все еще локальными сетями, хотя и могут покрывать территорию в несколько квадратных километров. Сервисы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к базам данных предприятия, доступ к факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам.
Сети предприятия (корпоративные сети) -объединяют все компьютеры всех территорий отдельного предприятия. Они могут покрывать город, регион или даже континент. В таких сетях пользователям предоставляется доступ к информации и приложениям, находящимся в других рабочих группах, других отделах, подразделениях и штаб-квартирах корпорации.

Главной задачей операционной системы, используемой в сети масштаба отдела, является организация разделения ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и, возможно, низкоскоростные модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более чем 30 пользователей. Задачи управления на уровне отдела относительно просты. В задачи администратора входит добавление новых пользователей, устранение простых отказов, инсталляция новых узлов и установка новых версий программного обеспечения. Операционные системы сетей отделов хорошо отработаны и разнообразны, также, как и сами сети отделов, уже давно применяющиеся и достаточно отлаженные. Такая сеть обычно использует одну или максимум две сетевые ОС. Чаще всего это сеть с выделенным сервером NetWare 3.x или Windows NT, или же одноранговая сеть, например сеть Windows for Workgroups.

Пользователи и администраторы сетей отделов вскоре осознают, что они могут улучшить эффективность своей работы путем получения доступа к информации других отделов своего предприятия. Если сотрудник, занимающийся продажами, может получить доступ к характеристикам конкретного продукта и включить их в презентацию, то эта информация будет более свежей и будет оказывать большее влияние на покупателей. Если отдел маркетинга может получить доступ к характеристикам продукта, который еще только разрабатывается инженерным отделом, то он может быстро подготовить маркетинговые материалы сразу же после окончания разработки.

Итак, следующим шагом в эволюции сетей является объединение локальных сетей нескольких отделов в единую сеть здания или группы зданий. Такие сети называют сетями кампусов. Сети кампусов могут простираться на несколько километров, но при этом глобальные соединения не требуются.

Операционная система, работающая в сети кампуса, должна обеспечивать для сотрудников одних отделов доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Услуги, предоставляемые ОС сетей кампусов, не ограничиваются простым разделением файлов и принтеров, а часто предоставляют доступ и к серверам других типов, например, к факс-серверам и к серверам высокоскоростных модемов. Важным сервисом, предоставляемым операционными системами данного класса, является доступ к корпоративным базам данных, независимо от того, располагаются ли они на серверах баз данных или на миникомпьютерах.

Именно на уровне сети кампуса начинаются проблемы интеграции. В общем случае, отделы уже выбрали для себя типы компьютеров, сетевого оборудования и сетевых операционных систем. Например, инженерный отдел может использовать операционную систему UNIX и сетевое оборудование Ethernet, отдел продаж может использовать операционные среды DOS/Novell и оборудование Token Ring. Очень часто сеть кампуса соединяет разнородные компьютерные системы, в то время как сети отделов используют однотипные компьютеры.

Корпоративная сеть соединяет сети всех подразделений предприятия, в общем случае находящихся на значительных расстояниях. Корпоративные сети используют глобальные связи (WAN links) для соединения локальных сетей или отдельных компьютеров.

Пользователям корпоративных сетей требуются все те приложения и услуги, которые имеются в сетях отделов и кампусов, плюс некоторые дополнительные приложения и услуги, например, доступ к приложениям мейнфреймов и миникомпьютеров и к глобальным связям. Когда ОС разрабатывается для локальной сети или рабочей группы, то ее главной обязанностью является разделение файлов и других сетевых ресурсов (обычно принтеров) между локально подключенными пользователями. Такой подход не применим для уровня предприятия. Наряду с базовыми сервисами, связанными с разделением файлов и принтеров, сетевая ОС, которая разрабатывается для корпораций, должна поддерживать более широкий набор сервисов, в который обычно входят почтовая служба, средства коллективной работы, поддержка удаленных пользователей, факс-сервис, обработка голосовых сообщений, организация видеоконференций и др.

Кроме того, многие существующие методы и подходы к решению традиционных задач сетей меньших масштабов для корпоративной сети оказались непригодными. На первый план вышли такие задачи и проблемы, которые в сетях рабочих групп, отделов и даже кампусов либо имели второстепенное значение, либо вообще не проявлялись. Например, простейшая для небольшой сети задача ведения учетной информации о пользователях выросла в сложную проблему для сети масштаба предприятия. А использование глобальных связей требует от корпоративных ОС поддержки протоколов, хорошо работающих на низкоскоростных линиях, и отказа от некоторых традиционно используемых протоколов (например, тех, которые активно используют широковещательные сообщения). Особое значение приобрели задачи преодоления гетерогенности - в сети появились многочисленные шлюзы, обеспечивающие согласованную работу различных ОС и сетевых системных приложений.

К признакам корпоративных ОС могут быть отнесены также следующие особенности.

Поддержка приложений. В корпоративных сетях выполняются сложные приложения, требующие для выполнения большой вычислительной мощности. Такие приложения разделяются на несколько частей, например, на одном компьютере выполняется часть приложения, связанная с выполнением запросов к базе данных, на другом - запросов к файловому сервису, а на клиентских машинах - часть, реализующая логику обработки данных приложения и организующая интерфейс с пользователем. Вычислительная часть общих для корпорации программных систем может быть слишком объемной и неподъемной для рабочих станций клиентов, поэтому приложения будут выполняться более эффективно, если их наиболее сложные в вычислительном отношении части перенести на специально предназначенный для этого мощный компьютер - сервер приложений.

Сервер приложений должен базироваться на мощной аппаратной платформе (мультипроцессорные системы, часто на базе RISC-процессоров, специализированные кластерные архитектуры). ОС сервера приложений должна обеспечивать высокую производительность вычислений, а значит поддерживать многонитевую обработку, вытесняющую многозадачность, мультипроцессирование, виртуальную память и наиболее популярные прикладные среды (UNIX, Windows, MS-DOS, OS/2). В этом отношении сетевую ОС NetWare трудно отнести к корпоративным продуктам, так как в ней отсутствуют почти все требования, предъявляемые к серверу приложений. В то же время хорошая поддержка универсальных приложений в Windows NT собственно и позволяет ей претендовать на место в мире корпоративных продуктов.

Справочная служба.Корпоративная ОС должна обладать способностью хранить информацию обо всех пользователях и ресурсах таким образом, чтобы обеспечивалось управление ею из одной центральной точки. Подобно большой организации, корпоративная сеть нуждается в централизованном хранении как можно более полной справочной информации о самой себе (начиная с данных о пользователях, серверах, рабочих станциях и кончая данными о кабельной системе). Естественно организовать эту информацию в виде базы данных. Данные из этой базы могут быть востребованы многими сетевыми системными приложениями, в первую очередь системами управления и администрирования. Кроме этого, такая база полезна при организации электронной почты, систем коллективной работы, службы безопасности, службы инвентаризации программного и аппаратного обеспечения сети, да и для практически любого крупного бизнес-приложения.

База данных, хранящая справочную информацию, предоставляет все то же многообразие возможностей и порождает все то же множество проблем, что и любая другая крупная база данных. Она позволяет осуществлять различные операции поиска, сортировки, модификации и т.п., что очень сильно облегчает жизнь как администраторам, так и пользователям. Но за эти удобства приходится расплачиваться решением проблем распределенности, репликации и синхронизации.

В идеале сетевая справочная информация должна быть реализована в виде единой базы данных, а не представлять собой набор баз данных, специализирующихся на хранении информации того или иного вида, как это часто бывает в реальных операционных системах. Например, в Windows NT имеется по крайней мере пять различных типов справочных баз данных. Главный справочник домена (NT Domain Directory Service) хранит информацию о пользователях, которая используется при организации их логического входа в сеть. Данные о тех же пользователях могут содержаться и в другом справочнике, используемом электронной почтой Microsoft Mail. Еще три базы данных поддерживают разрешение низкоуровневых адресов: WINS - устанавливает соответствие Netbios-имен IP-адресам, справочник DNS - сервер имен домена - оказывается полезным при подключении NT-сети к Internet, и наконец, справочник протокола DHCP используется для автоматического назначения IP-адресов компьютерам сети. Ближе к идеалу находятся справочные службы, поставляемые фирмой Banyan (продукт Streettalk III) и фирмой Novell (NetWare Directory Services), предлагающие единый справочник для всех сетевых приложений. Наличие единой справочной службы для сетевой операционной системы - один из важнейших признаков ее корпоративности.

Безопасность.Особую важность для ОС корпоративной сети приобретают вопросы безопасности данных. С одной стороны, в крупномасштабной сети объективно существует больше возможностей для несанкционированного доступа - из-за децентрализации данных и большой распределенности "законных" точек доступа, из-за большого числа пользователей, благонадежность которых трудно установить, а также из-за большого числа возможных точек несанкционированного подключения к сети. С другой стороны, корпоративные бизнес-приложения работают с данными, которые имеют жизненно важное значение для успешной работы корпорации в целом. И для защиты таких данных в корпоративных сетях наряду с различными аппаратными средствами используется весь спектр средств защиты, предоставляемый операционной системой: избирательные или мандатные права доступа, сложные процедуры аутентификации пользователей, программная шифрация.

Контрольные вопросы:

Какие основные виды кабелей закладываются в проекты локальных вычислительных сетей?
Какой кабель наиболее подходит для использование на дальние расстояния?
Какой кабель наиболее подходит для использование на близкие расстояния?
Перечислить основные типы экранов UTP– кабеля.
Какие два основных стандарта существуют для распределения пар проводов по контактам разъемов RJ45?
Какие типы кабелей позволяют работать на скоростях выше 10мbit/sec?
Назначение коммутатора - switch.
Назначение концентратора - hub
Назначение маршрутизатора – router
Что называют сетевой операционной системой в широком смысле?
Что называют сетевой операционной системой в узком смысле?
Перечислить и описать признаки корпоративных ОС.
Какие несколько частей можно выделить в сетевой операционной системе отдельной машины?
Что входит в обязанности администратора?
Перечислить современные сетевые ОС?

studfiles.net

Лекция 2 Структура сетевой операционной системы

Лекция 2

Тема: Структура и основные компоненты сетевых ОС. Функции по управлению сетевыми и локальными ресурсами.

Управление использованием ресурсов – одна из основных задач ОС.

ОС должна управлять использованием ресурсов вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность (под реактивностью понимают скорость реакции) системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

• планирование использования ресурса, а именно - определение какому процессу, когда, в каком объеме, необходимо выделить данный ресурс;

• отслеживание состояния ресурса, то есть поддерживать набор оперативной информации о степени занятости ресурса.

Сетевая ОС (СОС) позволяет разделять ресурсы не только локально, но и в рамках сети объединяющей машины со своими средствами межсетевого взаимодействия. Она обязательно содержит программную поддержку для сетевых интерфейсных устройств, а также средства для удаленного входа в другие компьютеры сети и средства доступа к удаленным ресурсам, однако эти дополнения существенно не меняют структуру самой операционной системы. Фактически на современном уровне развития компьютерных технологий наличие у ОС возможностей для сетевого взаимодействия из разряда желательного перешло в разряд необходимого для полноценной работы пользователя.В отличии от СОС, распределенные ОС (РОС), реализует сетевое разделения ресурсов, моделируя единую виртуальную машину над сетью. Работая с РОС пользователю нет необходимости знать подключена его машина к сети, является ли данный ресурс локальным и где на планете выполняется его программа. Основное отличие СОС от РОС – в сети взаимодействуют несколько СОС (по одной на абонента), в то время как в РОС – есть одна операционная система, которая скрывает сеть.

Набор характеристик СОС.

Многопользовательские: позволяют 2 и более пользователям запускать программы в рамках одной ОС. Таким образом ОС UNIX многопользовательские, а Windows NT - нет. Последняя не позволяет нескольким пользователям одновременно работать (запускать свои приложения). В NT предоставление возможности использования мощностей процессора нескольким пользователям одновременно перекладывается с ОС на программистов (например используется технология клиент-сервер)

1) Поддерживающие многопроцессорность: Последняя может быть симметричной (процессоры равномерно нагружаются кодами разных программ), асимметричной (один процессор выполняет один процесс).

2) Многозадачность: Многозадачная ОС управляет ресурсами разделяемыми несколькими одновременно выполняющимися конкурирующими программами. Многозадачность разделяется на несколько типов, в зависимости от реализованного алгоритма управления разделением процессорного времени. Основные виды многозадачности – вытесняющая (ОС выделяет квант времени процессу или нити, затем прерывает их выполнение и выделяет квант времени следующему процессу или нити) и кооперативная (сам процесс определяет в какой момент времени вернуть ОС управление, например во время ожидания ввода)

3) Многонитеевые: Позволяет распараллеливать вычисления в рамках одного процесса. С точки зрения программирования нить – информация о состоянии (контексте) процесса. Нить создается и используется таким образом, что несколько процессов (нитей) может выполняться в рамках одного кода, но с использованием разных данных об окружении (контекстах). Обычно многонитиевость используется при написании программ-серверов, которым надо взаимодействовать единым образом с заранее неизвестным числом пользователей.

ОС делятся по критерию оптимизации на системы:

1) Пакетные: критерий эффективности – максимальное число решенных задач, которые поступают в ОС наборами (пакетами). ОС оптимизирует выполнение задач, а не взаимодействие с пользователем.

2) Реального времени: Отвечают на входящие данные немедленно. Критерий эффективности – гарантированное время реакции системы (скорость выполнения процессов и разделение процессорного времени) на информационный сигнал. Неспециализированные UNIX и DOS ОС не являются системами реального времени, т.к. не гарантируют одинаковое время реакции системы на входные данные.

3) Разделения времени: процессорное время равномерно распределяется между задачами, что делает работу пользователя более удобной. Критерий оптимальности – честное распределение (по потребностям) процессорного времени между разными задачами с одинаковым приоритетом на использование этого ресурса.

Большинство СОС можно отнести к последним двум типам.

Также сетевые ОС делятся на СОС со встроенными сетевыми функциями и на оболочки с сетевыми функциями над локальными ОС.

Набор критериев.

Рассмотрим набор критериев, на основе которого решается на сколько хорошо данная ОС может выполнять функции СОС.

Основные требования предъявляемые фирмами к современным СОС:

1) Системная архитектура – управление какими ресурсами и какие алгоритмы управления она поддерживает, можно ли ее запустить на многопроцессорной архитектуре, какие микропроцессорные архитектуры (Intel x86, Alpha, PowerPC) она поддерживает

2) Масштабируемость – количество ресурсов, которыми сможет управлять ОС (вдруг ваша распределенная гигабайтовая БД станет терабайтовой или количество одновременно открытых TCP соединений увеличиться на порядок)

3) Производительность – скорость выполнения СОС требуемого класса задач, количество одновременных обращений пользовательских процессов которое в состоянии обслужить система

4) Надежность – поддержка средствами СОС средств резервирования данных, транзакций, поддержка или нахождение в составе СОС надежной файловой системы.

5) Безопасность – какой уровень защиты информации поддерживает СОС, ограничения на доступ к каким ресурсам она поддерживает, какая система прав доступа поддерживается.

6) Средства администрирования – какие утилиты и как помогают администировать СОС

7) Поддержка сетевых сред – поддерживает ли СОС физические устройства работающие с Ethernet, Token ring, оптоволокном и т.п.

8) Поддержка стеков протоколов – на каких и скольких стеках протоколов может функционировать СОС и поддержка программного обеспечения для работы с данными в рамках всемирной сети Интернет

9) Сетевая печать – сколько поддерживается средствами СОС принтеров на сервер, очередей на принтер

10) Приложения – какие приложения включены в стандартную поставку СОС, какую минимальную функциональность обеспечивает СОС (это могут быть почтовые сервера и клиенты, средства разработки, сервера печати, Интернет сервера и т.п.)

11) Совместимость – на сколько СОС совместима с уже имеющимися программно-аппаратными комплексами предприятия.

Исходя из описанных выше требований можно заключить, что хорошо спроектированная СОС должна:

• поддерживать возможность работы на многопроцессорной ЭВМ (с симметричной многопроцессорностью)

• быть многозадачной и поддерживать нити в рамках одного процесса.

• при необходимости быть многопользовательской.

В общем случае для большинства современных коммерческих СОС вопрос, какая из них лучше задавать бессмысленно – раз все выдерживают конкуренцию, значит у каждой есть какие-то достоинства. Решение о выборе СОС обычно основываются на оценке набора критериев, подобно приведенному выше, применительно к конкретной ситуации.

Структура СОС

Каждый компьютер с установленной СОС в значительной степени автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам - протоколам. В узком смысле сетевая ОС – это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети.

Рис.1

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей (рисунок 1):

1) Средства управления локальными ресурсами компьютера: функции распределения оперативной памяти между процессами, функции планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС.

2) Средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование - серверная часть ОС (сервер). Эти средства обеспечивают, например, блокировку файлов и записей, что необходимо для их совместного использования; ведение справочников имен сетевых ресурсов; обработку запросов удаленного доступа к собственной файловой системе и базе данных; управление очередями запросов удаленных пользователей к своим периферийным устройствам.

3) Средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования - клиентская часть ОС. Эта часть выполняет распознавание и перенаправление в сеть запросов к удаленным ресурсам от приложений и пользователей, при этом запрос поступает от приложения в локальной форме, а передается в сеть в форме, соответствующей требованиям сервера. Клиентская часть также осуществляет прием ответов от серверов и преобразование их в локальный формат, так что для приложения выполнение локальных и удаленных запросов неразличимо.

4) Коммуникационные средства ОС, с помощью которых происходит обмен сообщениями между СОС в сети. Эта часть обеспечивает адресацию и буферизацию сообщений, выбор маршрута передачи сообщения по сети, надежность передачи и т.п., то есть является средством транспортировки сообщений.

Все множество СОС можно разбить на две группы:

1) Первые сетевые ОС представляли собой совокупность неспециализированной (General) ОС и надстройки, добавляющей к ней сетевые функции (рисунок 2).

2) Однако более эффективным представляется путь разработки операционных систем, изначально предназначенных для работы в сети. Сетевые функции у ОС такого типа встроены в основные модули системы, что обеспечивает их логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, а также высокую производительность.

Рис.2

Как видно из структуры, СОС это - ОС с добавлением сетевых функций.

Основополагающим критерием по значительности влияния на производительность и масштабируемость операционной системы является ее архитектура. Операционные системы прошли длительный путь развития от монолитных систем к хорошо структурированным модульным системам, способным к развитию, расширению и обладающие хорошей переносимостью.

1. Монолитные системы

В общем случае "структура" монолитной системы представляет собой отсутствие структуры (рисунок 3). ОС написана как набор процедур, каждая из которых может вызывать другие, когда ей это нужно. При использовании этой техники каждая процедура системы имеет хорошо определенный интерфейс, и каждая может вызвать любую другую при необходимости.

Рис. 3

Монолитная ОС собирается из программных модулей и затем компилируется как единая система. И хотя как программа такая СОС может и быть модульной, на практике взаимодействие ее процедур происходит в единой области видимости и любая процедура может вызвать любую.

2. Многоуровневые системы

При структуризации от монолитных систем переходят к многоуровневым. Уровни образуются группами функций операционной системы - файловая система, управление процессами и устройствами и т.п. Каждый уровень может взаимодействовать только со своим непосредственным соседом - выше- или нижележащим уровнем. Прикладные программы или модули самой операционной системы передают запросы вверх и вниз по этим уровням (рисунок 4).

Рис. 4

Хотя такой структурный подход на практике обычно работал неплохо, сегодня он все больше воспринимается монолитным, старые ОС UNIX с многоуровневой структурой сейчас характеризуются как ОС с монолитными ядрами. В системах, имеющих многоуровневую структуру было нелегко удалить один слой и заменить его другим в силу множественности и размытости интерфейсов между слоями. Добавление новых функций и изменение существующих требовало хорошего знания операционной системы и массы времени. Когда стало ясно, что операционные системы живут долго и должны иметь возможности развития и расширения, монолитный подход сменился моделью клиент-сервер с тесно связанной с ней концепция микроядра.

3. Модель клиент-сервер и микроядра

Применительно к структурированию ОС идея использования взаимодействия клиент-сервер и микроядра состоит в разбиении ее на несколько процессов - серверов, каждый из которых выполняет отдельный набор сервисных функций - например, управление памятью, управление файловой системой. Каждый сервер выполняется в пользовательском режиме. Клиент, которым может быть либо другой компонент ОС, либо прикладная программа, запрашивает сервис, посылая сообщение на сервер. Ядро ОС (называемое здесь микроядром), работая в привилегированном режиме, доставляет сообщение нужному серверу, сервер выполняет операцию, после чего ядро возвращает результаты клиенту с помощью другого сообщения (рисунок 5).

Рис. 5

Подход с использованием микроядра заменил вертикальное распределение функций операционной системы на горизонтальное. Компоненты, лежащие выше микроядра, хотя и используют сообщения, пересылаемые через микроядро, взаимодействуют друг с другом непосредственно. Это свойство микроядерных систем позволяет естественно использовать их в распределенных средах. При получении сообщения микроядро может его обработать или переслать другому процессу. Поскольку для микроядра безразлично, поступило ли сообщение от локального или удаленного процесса, подобная схема передачи сообщений является удобной основой удаленных вызовов процедур (RPC - remote procedure calls). Микроядро занимается основной функцией ОС – управлением ресурсами, зачастую оно берет на себя функции взаимодействия с аппаратурой, хотя предпочтительно в рамках микроядра выделять машиннозависимый функции в отдельные подмодули для улучшения переносимости. Различные варианты реализации модели клиент-сервер в структуре ОС могут существенно различаться по объему работ, выполняемых в режиме ядра. На одном краю этого спектра находится разрабатываемая фирмой IBM на основе микроядра Mach операционная система Workplace OS, придерживающаяся чистой микроядерной доктрины, состоящей в том, что все несущественные функции ОС должны выполняться не в режиме ядра, а в непривилегированном (пользовательском) режиме. На другом - Windows NT, в составе которой имеется исполняющая система (NT executive), работающая в режиме ядра и выполняющая функции обеспечения безопасности, ввода-вывода и другие.

Микроядерный подход при проектировании архитектуры ОС требует ответа на вопрос, какие функции ОС следует оставить в ядре, а какие вынести из него. Модули, содержащиеся в ядре, нельзя заменить без его перекомпиляции. Причем если само микроядро является плохо структурированным, то замена одного его модуля на другой (например замена планировщика задач) может стать очень трудной задачей. С другой стороны хотя вынос за пределы ядра не основных и динамически изменяемых функций хотя и делает ОС хорошо масштабируемой и более надежной (ядро обычно выступает как единый домен сбоев, в то время как гибель внешнего сервера ОС может пережить безболезненно), это сказывается на ее производительности.

В состав микроядра обычно не включают сетевые функции, пользовательский интерфейс, файловую систему, а лишь основные функции управления ???

Достоинства и недостатки микроядерного подхода

В настоящее время именно операционные системы, построенные с использованием модели клиент-сервер и концепции микроядра, в наибольшей степени удовлетворяют требованиям, предъявляемым к современным СОС.

• Высокая степень переносимости и совместимости обусловлена тем, что весь машинно-зависимый код изолирован в микроядре, поэтому для переноса системы на новый процессор требуется меньше изменений и все они логически сгруппированы вместе.

• Микроядерный подход позволяет легко перестраивать специализацию ОС. Является ли операционная система маленькой, как DOS, или большой, как UNIX, для нее неизбежно настанет необходимость приобрести свойства, не заложенные в ее конструкцию. Увеличивающаяся сложность монолитных операционных систем делала трудным, если вообще возможным, внесение изменений в ОС с гарантией надежности ее последующей работы. Ограниченный набор четко определенных интерфейсов микроядра открывает путь к упорядоченному росту и эволюции ОС. Обычно операционная система выполняется только в режиме ядра, а прикладные программы - только в режиме пользователя, за исключением тех случаев, когда они обращаются к ядру за выполнением системных функций. В отличие от обычных систем, система построенная на микроядре, выполняет свои серверные подсистемы в режиме пользователя, как обычные прикладные программы. Такая структура позволяет изменять и добавлять серверы, не влияя на целостность микроядра.

• Надежность микроядерной архитектуры выше, чем у монолитной. Микроядро легче тестировать, при этом оно выполняется в привилегированном, защищенном режиме процессоров и сбой внешних служб, выполняющихся в отдельных виртуальных машинах в непривилегированном режиме, не приведет к краху системы в целом. Одной из проблем традиционно организованных операционных систем является наличие множества интерфейсов прикладного программирования (API - Application Programming Interface), не все из которых хорошо документированы. В результате невозможно гарантировать правильность программ, использующих несколько API, и даже правильность работы самой операционной системы. Микроядро, обладающее небольшим набором API, увеличивает шансы получения качественных программ. Конечно, этот компактный интерфейс облегчает жизнь только системных программистов; прикладной программист по прежнему должен бороться с сотнями вызовов.

• Поддержка распределенных и сетевых приложений хорошо вписывается в концепцию микроядра, основанном на горизонтальному разделению служб ОС.

Основным недостатком использования микроядерного подхода на практике является снижение быстродействия на локальных задачах - замедление скорости выполнения системных вызовов при передаче сообщений через микроядро по сравнению с классическим подходом.

Основные ресурсы и службы СОС. Способы управления ими.

Важнейшей функцией операционной системы является организация рационального использования всех аппаратных и программных ресурсов системы. К основным ресурсам могут быть отнесены: процессоры, память (виртуальная память), внешние устройства.

Процесс - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой единицу выполнения и динамически изменяющуюся заявку на потребление системных ресурсов. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.

СОС реализует в этой подсистеме удаленное межпроцессное взаимодействие, работу процессов с удаленными ресурсами.

1. Планирование процессов

Планирование процессов включает в себя решение следующих задач:

1) определение момента времени для смены выполняемого процесса

2) выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов

3) переключение контекстов "старого" и "нового" процессов

Существует множество различных алгоритмов планирования процессов, по разному решающих вышеперечисленные задачи. Они преследуют различные цели и обеспечивают различное качество мультипрограммирования. Среди этого множества алгоритмов выделяются две группы наиболее часто встречающихся алгоритмов: алгоритмы, основанные на квантовании, и алгоритмы, основанные на приоритетах.

В соответствии с алгоритмами, основанными на квантовании, смена активного процесса происходит, если:

1) процесс завершился и покинул систему

2) произошла ошибка

3) процесс перешел в состояние ожидания

4) исчерпан квант процессорного времени, отведенный данному процессу

Процесс, который исчерпал свой квант, переводится в состояние готовность и ожидает, когда ему будет предоставлен новый квант процессорного времени, а на выполнение в соответствии с определенным правилом выбирается новый процесс из очереди готовых. Таким образом, ни один процесс не занимает процессор надолго, поэтому квантование широко используется в системах разделения времени.

Приоритет может выражаться целыми или дробными, положительным или отрицательным значением.Чем выше привилегии процесса, тем меньше времени он будет проводить в очередях. Приоритет может назначаться директивно администратором системы в зависимости от важности работы или внесенной платы, либо вычисляться самой ОС по определенным правилам, он может оставаться фиксированным на протяжении всей жизни процесса либо изменяться во времени в соответствии с некоторым законом. В последнем случае приоритеты называются динамическими.

Существует две разновидности приоритетных алгоритмов: алгоритмы, использующие относительные приоритеты, и алгоритмы, использующие абсолютные приоритеты.

В обоих случаях выбор процесса на выполнение из очереди готовых осуществляется одинаково: выбирается процесс, имеющий наивысший приоритет. По разному решается проблема определения момента смены активного процесса. В системах с относительными приоритетами активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам не покинет процессор, перейдя в состояние ожидания (или же произойдет ошибка, или процесс завершится). В системах с абсолютными приоритетами выполнение активного процесса прерывается еще при одном условии: если в очереди готовых процессов появился процесс, приоритет которого выше приоритета активного процесса.

Во многих операционных системах алгоритмы планирования построены с использованием как квантования, так и приоритетов. Например, в основе планирования лежит квантование, но величина кванта и/или порядок выбора процесса из очереди готовых определяется приоритетами процессов.

Существует два основных типа процедур планирования процессов - вытесняющие (preemptive) и невытесняющие (non-preemptive).

Non-preemptive multitasking - невытесняющая многозадачность - это способ планирования процессов, при котором активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление планировщику операционной системы для того, чтобы тот выбрал из очереди другой, готовый к выполнению процесс. Программист должен обеспечить "дружественное" отношение своей программы к другим выполняемым одновременно с ней программам, достаточно часто отдавая им управление. Крайним проявлением "недружественности" приложения является его зависание, которое приводит к общему краху системы. В системах с вытесняющей многозадачностью такие ситуации, как правило, исключены, так как центральный планирующий механизм снимет зависшую задачу с выполнения.

Preemptive multitasking - вытесняющая многозадачность - это такой способ, при котором решение о переключении процессора с выполнения одного процесса на выполнение другого процесса принимается планировщиком операционной системы, а не самой активной задачей.

Для сетевых ОС наиболее рациональным является вытесняющая многозадачность, которая гарантирует обработку сетевого взаимодействия со временем реакции приближенным к системам реального времени.

Совместное использование ресурсов несколькими одновременно работающими процессами в рамках локальной ОС создает проблемы как синхронизации, так и взаимной блокировки ресурсов (для чего ОС должна реализовывать алгоритмы регламентирующие выделение ресурсов.

2. Управление памятью

Память, к которой может иметь доступ СОС может быть локальной, разделяемой, распределенной, для работы со всеми видами памяти в ОС создается менеджер памяти.

Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Современная СОС должна уметь работать с виртуальной памятью, так как это позволяет оптимально использовать ресурс и добиваться увеличения быстродействия по сравнению с работой с физической памятью.

Виртуальная память - это совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих пользователям писать программы, размер кода и данных которых превосходит имеющуюся оперативную память; для этого виртуальная память решает следующие задачи:

• размещает данные в запоминающих устройствах разного типа, например, часть программы в оперативной памяти, а часть на диске;

• перемещает по мере необходимости данные между запоминающими устройствами разного типа, например, подгружает нужную часть программы с диска в оперативную память;

• преобразует виртуальные адреса в физические.

Не вдаваясь в подробности можно заметить, что наиболее эффективные алгоритмы работы с памятью наиболее сложны в реализации. Наиболее оптимальны сегментно-страничная организация виртуальной памяти с использованием упреждающих алгоритмов подкачки и выталкивания страниц.

Также необходимо стремиться к оптимальному использованию кэширования данных (рис. 6 – иерархия ЗУ)

Рис. 6. (Иерархия ЗУ)

3. Управление вводом-выводом

Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода компьютера. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы.

studfiles.net

Функции и характеристики сетевых операционных систем (ОС) — Мегаобучалка

(по материалам www-сайта Омского государственного технического университета http://edu.omgtu.omskelecom.ru)

К основным функциям сетевых ОС относят:

· управление каталогами и файлами;

· управление ресурсами;

· коммуникационные функции;

· защиту от несанкционированного доступа;

· обеспечение отказоустойчивости;

· управление сетью.

Управление ресурсами включает обслуживание запросов на предоставление ресурсов, доступных по сети.

Программное обеспечение сетевых ОС распределено по узлам сети. Имеется ядро ОС, выполняющее большинство из охарактеризованных выше функций, и дополнительные программы (службы), ориентированные на реализацию протоколов верхних уровней, выполнение специфических функций для коммутационных серверов, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относят также драйверы сетевых плат. Для каждого типа ЛВС разработаны разные типы плат и драйверов. Внутри каждого типа ЛВС может быть много разновидностей плат с разными характеристиками интеллектуальности, скорости, объема буферной памяти.

В настоящее время наибольшее распространение получили три основные сетевые ОС — UNIX, Windows NT и Novell Netware.

ОC UNIX применяют преимущественно в крупных корпоративных сетях, поскольку эта система характеризуется высокой надежностью, возможностью легкого масштабирования сети. В Unix имеется ряд команд и поддерживающих их программ для работы в сети. Во-первых, это команды ftp, telnet, реализующие файловый обмен и эмуляцию удаленного узла на базе протоколов TCP/IP. Во-вторых, протокол, команды и программы UUCP, разработанные с ориентацией на асинхронную модемную связь по телефонным линиям между удаленными Unix-узлами в корпоративных и территориальных сетях.

ОС Windows NT включает серверную (Windows NT Server) и клиентскую (Windows NT Workstation) части и, тем самым, обеспечивает работу в сетях "клиент/сервер". Windows NT обычно применяют в средних по масштабам сетях.

ОС Novell Netware состоит из серверной части и оболочек Shell, размещаемых в клиентских узлах. Предоставляет пользователям возможность совместно использовать файлы, принтеры и другое оборудование. Содержит службу каталогов, общую распределённую базу данных пользователей и ресурсов сети. Эту ОС чаще применяют в небольших сетях.

Вопросы для самоконтроля.

6.1. Что такое программа?

6.2. Что включает в себя понятие "программное обеспечение"?

6.3. Назовите и характеризуйте основные категории программного обеспечения.

6.4. В чем отличие прикладных программ от системных и инструментальных?

6.5. Что входит в системное программное обеспечение?

6.6. В чем состоит назначение операционной системы?

6.7. Характеризуйте основные классы операционных систем.

6.8. Опишите процесс начальной загрузки операционной системы в оперативную память компьютера.

6.9. Что такое файл?

6.10. Как организована файловая система?

6.11. Какой модуль операционной системы осуществляет обслуживание файлов?

6.12. Приведите пример иерархической файловой структуры.

6.13. Что такое базовая система ввода-вывода (BIOS), и в каком разделе памяти она размещается?

6.14. Из каких основных модулей состоит операционная система MS-DOS?

6.15. Назовите основные разновидности программ-утилит и дайте им краткую характеристику.

6.16. К каким категориям программного обеспечения относятся программные пакеты:

— Norton Commander; — MS-DOS; — Windows 3.x; — Windows-NT, Windows 95; — Microsoft Word; — Adobe PageMaker; — Turbo Bascal, Turbo Basic; — Microsoft Excel, Lotus; — FoxPro, Access for Windows; — Microsoft Office, Microsoft Works?

6.17. Для чего предназначен пакет программ Norton Commander?

6.18. Какой вид интерфейса удобнее для пользователя — командный или графический?

6.19. Чем объясняется широкая популярность пакета Norton Commander?

6.20. Что такое компьютерные вирусы, в чем состоят их вредные действия?

6.21. Какие существуют средства борьбы с компьютерными вирусами?

6.22. В чем суть процесса сжатия информации?

6.23. Характеризуйте основные особенности операционных систем Windows-NT и Windows 95.

6.24. Какие языки и системы программирования вы знаете и в чем их особенности?

6.25. В чем отличие процесса интерпретации от процесса компиляции?

6.26. Назовите основные функции текстовых редакторов.

6.27. Какие дополнительные возможности редактирования текстов обеспечивают полнофункциональные издательские системы по сравнению с текстовыми редакторами?

6.28. Назовите функциональные возможности табличного процессора.

6.29. Какие виды входных данных могут быть введены в клетки электронных таблиц?

6.30. Дайте определение и опишите назначение базы данных.

6.31. Приведите пример возможного наполнения базы данных вашего учебного заведения.

6.32. Каковы основные функциональные возможности систем управления базами данных?

6.33. Что такое информационно-поисковые системы?

6.34. Дайте определение пакета прикладных программ.

6.35. Каково назначение библиотек стандартных программ?

6.36. Дайте определения интегрированного пакета программ.

6.37. Каково назначение сетевого программного обеспечения?

megaobuchalka.ru

Сетевые операционные системы для локальных сетей.

Основное направление развития современных Сетевых Операционных Систем (Network Operation System - NOS ) - перенос вычислительных операций на рабочие станции, создание систем с распределенной обработкой данных. Это в первую очередь связано с ростом вычислительных возможностей персональных компьютеров и все более активным внедрением мощных многозадачных операционных систем: OS/2, Windows NТ, Windows 95. Кроме этого внедрение объектно-ориентированных технологий (ОLЕ, DСЕ, IDAPI) позволяет упростить организацию распределенной обработки данных. В такой ситуации основной задачей NOS становится объединение неравноценных операционных систем рабочих станций и обеспечение транспортного уровня для широкого круга задач: обработка баз данных, передача сообщений, управление распределенными ресурсами сети (directoгу/namе service).

В современных NOS применяют три основных подхода к организации управления ресурсами сети.

Первый - это Таблицы Объектов (Bindery). Используется в сетевых операционных системах NetWare 28б и NetWare v3.1х. Такая таблица находится на каждом файловом сервере сети. Она содержит информацию о пользователях, группах, их правах доступа к ресурсам сети (данным, сервисным услугам и т.п.). Такая организация работы удобна, если в сети только один сервер. В этом случае требуется определить и контролировать только одну информационную базу. При расширении сети, добавлении новых серверов объем задач по управлению ресурсами сети резко возрастает. Администратор системы вынужден на каждом сервере сети определять и контролировать работу пользователей. Абоненты сети, в свою очередь, должны точно знать, где расположены те или иные ресурсы сети, а для получения доступа к этим ресурсам - регистрироваться на выбранном сервере. Конечно, для информационных систем, состоящих из большого количества серверов, такая организация работы не подходит.

Второй подход используется в LANServer и LANMahager - Структура Доменов (Domain). Все ресурсы сети и пользователи объединены в группы. Домен можно рассматривать как аналог таблиц объектов (bindery), только здесь такая таблица является общей для нескольких серверов, при этом ресурсы серверов являются общими для всего домена. Поэтому пользователю для того чтобы получить доступ к сети, достаточно подключиться к домену (зарегистрироваться), после этого ему становятся доступны все ресурсы домена, ресурсы всех серверов и устройств, входящих в состав домена. Однако и с использованием этого подхода также возникают проблемы при построении информационной системы с большим количеством пользователей, серверов и, соответственно, доменов. Например, сети для предприятия или большой разветвленной организации. Здесь эти проблемы уже связаны с организацией взаимодействия и управления несколькими доменами, хотя по содержанию они такие же, как и в первом случае.

Третий подход - Служба Наименований Директорий или Каталогов (Directory Name Services - DNS) лишен этих недостатков. Все ресурсы сети: сетевая печать, хранение данных, пользователи, серверы и т.п. рассматриваются как отдельные ветви или директории информационной системы. Таблицы, определяющие DNS, находятся на каждом сервере. Это, во-первых, повышает надежность и живучесть системы, а во-вторых, упрощает обращение пользователя к ресурсам сети. Зарегистрировавшись на одном сервере, пользователю становятся доступны все ресурсы сети. Управление такой системой также проще, чем при использовании доменов, так как здесь существует одна таблица, определяющая все ресурсы сети, в то время как при доменной организации необходимо определять ресурсы, пользователей, их права доступа для каждого домена отдельно.

В настоящее время по оценке компании IDC наиболее распространенными являются следующие сетевые операционные системы:

NetWare v2.х и vЗ.х, Nowell Inc. 65%
LAN Server, IВМ Согр. 14%
LAN Manager, Microsoft Corp. 3%
VINES, Ваnуаn Systems Inc. 2%

Рассмотрим более подробно возможности этих и некоторых других сетевых операционных систем и требования, которые они предъявляют к программному и аппаратному обеспечению устройств сети.

studfiles.net