Лекции по предмету Операционные системы
ами, 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.
| |
[pic]
Управление локальными ресурсами
Важнейшей функцией операционной системы является организация рационального
использования всех аппаратных и программных ресурсов системы. К основным
ресурсам могут быть отнесены: процессоры, память, внешние устройства,
данные и программы. Располагающая одними и теми же ресурсами, но
управляемая различными ОС, вычислительная система может работать с разной
степенью эффективности. Поэтому знание внутренних механизмов операционной
системы позволяет косвенно судить о ее эксплуатационных возможностях и
характеристиках.
| |
[pic]
Управление процессами
Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на
функционирование вычислительной машины, является подсистема управления
процессами. Процесс (или по-другому, задача) - абстракция, описывающая
выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет
собой единицу работы, 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.
Состояние процессов
В многозадачной (многопроцессной) системе процесс может находиться в одном
из трех основных состояний:
ВЫПОЛНЕНИЕ - активное состояние процесса, во время которого процесс
обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется
процессором;
ОЖИДАНИЕ - пассивное состояние процесса, процесс заблокирован, он не может
выполняться по своим внутренним причинам, он ждет осуществления некоторого
события, например, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от
другого процесса, освобождения какого-либо необходимого ему ресурса;
ГОТОВНОСТЬ - также пассивное состояние процесса, но в этом случае процесс
заблокирован в связи с внешними по отношению к нему обстоятельствами:
процесс имеет все требуемые для него ресурсы, он готов выполняться, однако
процессор занят выполнением другого процесса.
В ходе жизненного цикла каждый процесс переходит из одного состояния в
другое в соответствии с алгоритмом планирования процессов, реализуемым в
данной операционной системе. Типичный граф состояний процесса показан на
рисунке 2.1.
В состоянии ВЫПОЛНЕНИЕ в однопроцессорной системе может находиться только
один процесс, а в каждом из состояний ОЖИДАНИЕ и ГОТОВНОСТЬ - несколько
процессов, эти процессы образуют очереди соответственно ожидающих и готовых
процессов. Жизненный цикл процесса начинается с состояния ГОТОВНОСТЬ, когда
процесс готов к выполнению и ждет своей очереди. При актив
| |  скачать работу |
Лекции по предмету Операционные системы |
