1Početak rada s operativnim sustavima

1.1 Svrha i funkcije operacijskih sustava

Računalni operativni sustav je skup međusobno povezanih programa koji djeluje kao sučelje između aplikacija i korisnika s jedne strane, te računalnog hardvera s druge strane. Operativni sustav obavlja dvije skupine funkcija:

Pruža korisniku ili programeru prošireni virtualni stroj umjesto stvarnog računalnog hardvera;

Povećava učinkovitost korištenja računala racionalnim upravljanjem njegovim resursima u skladu s nekim kriterijem.

Korisnika u pravilu ne zanimaju detalji računalnog hardvera, on ga vidi kao skup aplikacija koje se mogu napisati na jednom od programskih jezika. Operativni sustav pruža programeru niz mogućnosti koje programi mogu koristiti putem posebnih naredbi koje se nazivaju sistemski pozivi. Stoga softverska aplikacija uključuje mnoge sistemske pozive potrebne, na primjer, za rad s datotekama. Operativni sustav skriva pojedinosti o hardveru od programera i pruža prikladno sučelje za izvršavanje sustava operativnog okruženja.

U isto vrijeme operativni sustav djeluje kao upravitelj resursima. Prema ovom pristupu, posao operacijskog sustava je osigurati organiziranu i kontroliranu raspodjelu procesora, memorije i I/O uređaja među različitim programima. Operativni sustav ima sljedeće značajke:

Funkcije operativnog sustava rade na isti način kao i drugi softver - implementirane su u obliku pojedinačnih programa ili skupa programa koji izvršavaju procese;

Operativni sustav mora delegirati kontrolu drugim procesima i čekati da mu procesor ponovno da vremena za obavljanje svojih dužnosti.

Upravljanje resursima uključuje rješavanje sljedećih općih zadataka koji ne ovise o vrsti resursa:

Raspoređivanje resursa – to jest određivanje kojem procesu, kada i u kojoj količini (ako se resurs može dodijeliti u dijelovima) treba dodijeliti određeni resurs;

Zadovoljavanje zahtjeva za resursima;

Praćenje statusa i bilježenje korištenja resursa – odnosno održavanje operativne informacije o tome je li resurs zauzet ili slobodan te koji je udio resursa već raspodijeljen;

Rješavanje sukoba između procesa.

Upravljanje resursima uključuje njihovo multipleksiranje (distribuciju) na dva načina: u vremenu iu prostoru. Kada se resurs dodjeljuje tijekom vremena, različiti korisnici i programi ga koriste naizmjenično. Prvo jedan od njih dobije pristup za korištenje resursa, zatim drugi, itd. Na primjer, nekoliko programa želi pristupiti središnjem procesoru. U ovoj situaciji operativni sustav prvo dopušta pristup procesoru jednom programu, zatim, nakon što je radio dovoljno vremena, drugom programu, zatim sljedećem i na kraju ponovno prvom. Određivanje koliko dugo će se resurs koristiti tijekom vremena, tko će biti sljedeći i na koliko dugo će im se resurs dati zadatak je operativnog sustava. Druga vrsta distribucije je prostorno multipleksiranje. Umjesto da se izmjenjuju, svaki klijent dobiva dio resursa. Tipično, RAM se dijeli između nekoliko pokrenutih programa tako da svi oni mogu boraviti u memoriji u isto vrijeme (na primjer, koristeći središnji procesor naizmjenično). Pod pretpostavkom da ima dovoljno memorije za držanje više programa, učinkovitije je dodijeliti više programa u memoriji odjednom nego dodijeliti svu memoriju jednom programu, osobito ako treba samo mali dio dostupne memorije. Naravno, ovo otvara pitanja pravedne distribucije, zaštite memorije itd., a operacijski sustav postoji da riješi takve probleme.

1.2 Povijest razvoja operacijskih sustava

Obično se povijest razvoja operacijskih sustava povezuje s poviješću razvoja računala. Prvu ideju o računalu predložio je engleski matematičar Charles Babbage sredinom devetnaestog stoljeća. Razvio je takozvani mehanički “analitički motor” koji, međutim, nikada nije ispravno radio. Slijede generacije računala i njihov odnos prema operativnim sustavima.

Prva generacija 1945-1955

Računala su se sastojala od vakuumskih cijevi i patch panela. Najveće postignuće je proizvodnja bušenih kartica. Izrađena od tankog kartona, bušena kartica predstavlja informaciju prisustvom ili nedostatkom rupa na određenim mjestima na kartici. Nema operativnog sustava.

Druga generacija 1955-1965

Osnova računala su tranzistori i sustavi skupne obrade. Karakteriziraju ga špilovi bušenih kartica i uređaji za snimanje magnetskih vrpci. Uglavnom programiran na Fortran i asemblerskim jezicima za Fortran Monitor System (FMS) i IBSYS operativne sustave.

Treća generacija 1965-1980

Razdoblje karakterizira pojava integriranih sklopova, kao i multitasking ili, kako se drugačije naziva, multiprogramiranje. IBM proizvodi različite serije strojeva, počevši od IBM/360. Za njih je napisan operativni sustav OS/360 koji je bio otprilike 1000 puta veći od druge generacije FMS-a. U ovoj fazi pojavljuje se industrijska implementacija multitaskinga - metoda organiziranja računalnog procesa u kojoj se nekoliko programa istovremeno pohranjuje u memoriju računala i naizmjenično izvršava na jednom procesoru.

Ostali značajni operativni sustavi iz ovog razdoblja bili su CTSS (Compatible Time Sharing System) i MULTICS (Multiplex Information and Computing Service), koji je dizajniran da omogući pristup jednom stroju za stotine korisnika odjednom. Daljnji razvoj ovog sustava prerastao je u UNIX.

Četvrta generacija 1980-danas

Ovo razdoblje povezano je s pojavom integriranih sklopova velikih razmjera. Godine 1974. Intel je izdao prvi univerzalni 8-bitni procesor, Intel 8080. Početkom 80-ih, IBM je razvio IBM PC, osobno računalo. U isto vrijeme pojavila se prva verzija MS-DOS-a. Svi operativni sustavi razvijeni do ove točke podržavali su samo tekstualni način komunikacije s korisnikom.

Prvi pokušaj izrade korisničkog grafičkog sučelja implementiran je na Apple Macintosh. Pod utjecajem svojih uspjeha, Microsoft Corporation izdaje grafičku ljusku za MS-DOS - Windows. A od 1995. objavljen je Windows 95, koji je postao samostalan sustav. Nakon toga, na temelju Windows 95 i drugog Windows NT sustava, razvijeni su trenutno postojeći operativni sustavi - Windows 2000, XP, Vista i drugi.

1.3 Klasifikacija operativnih sustava

Postoji mnogo operativnih sustava i ne znaju ih svi. Zatim ćemo razmotriti 7 vrsta različitih operativnih sustava od velikih do malih razina.

Glavni operacijski sustavi

Mainframe je računalo opće namjene visokih performansi sa značajnom količinom RAM-a i vanjske memorije, dizajnirano za obavljanje intenzivnog računalnog rada. To su obično računala veličine sobe i nalaze se u velikim korporacijama. Glavna računala obično sadrže tisuće diskova i terabajta RAM-a.

Operativni sustavi glavnog računala prvenstveno su dizajnirani za obavljanje višestrukih istovremenih poslova, od kojih većina zahtijeva ogromne količine I/O. Sustav mora odgovoriti na tisuće zahtjeva u sekundi. Primjer je OS/390, koji se razvio iz operativnog sustava 3. generacije OS/360.

Poslužiteljski operativni sustavi

Ovi operativni sustavi rade na poslužiteljima, koji su osobno računalo, radna stanica ili čak glavno računalo. Poslužitelji pružaju mogućnost rada s uređajima za ispis, datotekama ili internetom. Takvi operativni sustavi uključuju Unix, Linux, Windows 2003 Server itd.

Višeprocesorski operativni sustavi

Ovi se sustavi koriste na računalima s više središnjih procesora. Oni zahtijevaju posebne operativne sustave, ali su obično modifikacije poslužiteljskih operativnih sustava.

Operacijski sustavi za osobna računala

Glavni kriterij ovih sustava je prikladno sučelje za jednog korisnika. Najpoznatiji sustavi: Windows 98, 2000, XP, Vista serija; Macintosh, Linux.

Operacijski sustavi u stvarnom vremenu

Glavni parametar ovih sustava je vrijeme. U sustavima upravljanja industrijskim procesima potrebno je jasno uskladiti vrijeme rada transportera i raznih industrijskih robota. Ovo je tvrdi sustav u stvarnom vremenu. Postoje i fleksibilni sustavi u stvarnom vremenu gdje su propušteni rokovi za dovršetak operacije prihvatljivi, na primjer, multimedijski sustavi. Operativni sustavi u stvarnom vremenu uključuju VxWorks i QNX.

Ugrađeni operativni sustavi

To uključuje PDA (Personal Digital Assistant) operativne sustave. Osim toga, ugrađeni sustavi rade na automobilima, televizorima i mobilnim telefonima. Ovi operativni sustavi obično imaju sve karakteristike operativnih sustava u stvarnom vremenu s ograničenjima memorije, napajanja itd. Primjeri sustava su PalmOS, Windows CE.

Operativni sustavi za pametne kartice

Pametna kartica je uređaj veličine kreditne kartice koji sadrži središnju procesorsku jedinicu. Takvi sustavi podliježu ozbiljnim ograničenjima snage i memorije. Neki upravljaju samo jednom operacijom - elektroničkim plaćanjem, na primjer. Odabrane pametne kartice uključuju podršku za Java Virtual Machine.

1.4 Pregled hardvera računala

Operativni sustav usko je povezan s hardverom računala na kojem mora raditi. Hardver utječe na skup naredbi operacijskog sustava i upravljanje njegovim resursima. Konceptualno, jednostavno računalo može se prikazati modelom prikazanim na slici 1. Ova struktura korištena je na prvim modelima IBM PC računala.

Slika 1 - Neke komponente osobnog računala

Na slici su središnji procesor, memorija i ulazno/izlazni uređaji povezani sistemskom sabirnicom preko koje razmjenjuju informacije.

CPU

“Mozak” računala je središnja procesorska jedinica (CPU). Odabire naredbe iz memorije i izvršava ih. Tipični procesorski ciklus izgleda ovako: čita prvu instrukciju iz memorije, dekodira je kako bi odredio njen tip i operande, izvršava instrukciju, zatim čita i dekodira sljedeće instrukcije. Ovako se izvršavaju programi.

Svaki procesor ima skup instrukcija koje može izvršiti. Budući da pristup memoriji za primanje instrukcija ili dohvaćanje podataka traje mnogo dulje od izvršavanja tih instrukcija, svi procesori sadrže interne registre za pohranu varijabli i međurezultata. Stoga skup instrukcija obično sadrži upute za učitavanje riječi iz memorije u registar i pohranjivanje riječi iz registra u memoriju. Uz glavne registre koji se koriste za pohranjivanje varijabli, većina procesora ima nekoliko posebnih registara koji se koriste za pohranjivanje varijabli, kao i posebne registre vidljive programerima.

Kada je procesor vremenski multipleksiran, operativni sustav zaustavlja pokrenuti program kako bi pokrenuo drugi. Svaki put kada se dogodi takav prekid, operacijski sustav mora spremiti sve registre procesora kako bi se kasnije, kada se prekinuti program nastavi izvoditi, mogli vratiti.

Kako bi povećali brzinu CPU-a, njihovi programeri su napustili jednostavan model, kada se samo jedna naredba može pročitati, dekodirati i izvršiti u jednom taktu. Moderni procesori imaju mogućnost izvršavanja više naredbi istovremeno.

Većina CPU-a ima dva načina rada: kernel način i korisnički način. Ako procesor radi u načinu jezgre, može izvršiti sve instrukcije u skupu instrukcija i koristiti sve mogućnosti hardvera. Operativni sustav radi u kernel modu, omogućavajući pristup svom hardveru. Nasuprot tome, korisnici rade u korisničkom načinu rada, koji dopušta izvođenje podskupa programa i čini dostupnim samo dio hardvera.

Memorija

Druga glavna komponenta svakog računala je memorija. U idealnom slučaju, memorija bi trebala biti što brža (brža od obrade jedne instrukcije, tako da se procesor ne usporava pristupom memoriji koja je dovoljno velika i iznimno jeftina). Danas ne postoje tehnologije koje zadovoljavaju sve te zahtjeve. Stoga postoji drugi pristup.

Memorijski sustav konstruiran je u obliku hijerarhije slojeva, koji su prikazani na slici 2. Kako se krećete kroz hijerarhiju od vrha prema dolje, dva parametra se povećavaju: vrijeme pristupa, veličina memorije.

Gornji sloj sastoji se od unutarnjih registara CPU-a, tako da nema kašnjenja prilikom pristupa njima. Interni registri pohranjuju manje od 1Kb informacija. Programi mogu manipulirati registrima bez hardverske intervencije. Pristup registru je najbrži - nekoliko nanosekundi.

Sljedeći sloj sadrži predmemoriju, uglavnom kontroliranu hardverom. Područja predmemorije koja se najčešće koriste pohranjuju se u predmemoriju velike brzine koja se nalazi unutar CPU-a. Kada program treba pročitati riječ iz memorije, čip predmemorije utvrđuje je li željeni redak u predmemorije; ako je tako, dolazi do pristupa predmemoriji. Cache memorija ograničene je veličine zbog visoke cijene. Moderni strojevi imaju dvije ili tri razine predmemorije, a svaka je sporija i veća od prethodne. Veličine predmemorije kreću se od desetaka kilobajta do nekoliko megabajta. Vrijeme pristupa je nešto duže nego za registre.

Slika 2 – Hijerarhijska struktura memorije

Zatim dolazi RAM (RAM - Random Access Memory ili memorija s izravnim pristupom) - glavno radno područje uređaja za pohranu stroja. Svi CPU zahtjevi koje ne može ispuniti predmemorija šalju se u RAM na obradu. Volumeni se kreću od stotina megabajta do nekoliko gigabajta. Vrijeme pristupa je nekoliko desetaka nanosekundi.

Slijedi magnetski disk. Diskovna memorija je dva reda veličine jeftinija od RAM-a po bitu i dva reda veličine veća. Disk ima jedan problem - nasumični pristup podacima na njemu traje otprilike tri reda veličine duže. Razlog spore brzine pogona tvrdog diska (HDD) je taj što je pogon mehanička struktura. Sastoji se od jedne ili više metalnih ploča koje se okreću određenim brzinama, poput 7200 okretaja u minuti. Količina diskova sada brzo raste, diskovi sa stotinama gigabajta su u prodaji za većinu korisnika. Vrijeme pristupa – ne manje od 10 µs.

Magnetska vrpca često se koristi za izradu sigurnosnih kopija HDD-a ili za pohranu vrlo velikih skupova podataka. Danas, naravno, rijetko gdje možete pronaći upotrebu magnetskih vrpci, ali one još uvijek nisu izašle iz upotrebe. Razina magnetske trake također uključuje CD-ove, DVD-ove i flash memoriju. Vrijeme pristupa mjeri se u sekundama.

Osim opisanih vrsta, računala imaju malu količinu stalne memorije s izravnim pristupom. Za razliku od RAM-a, ne gubi svoj sadržaj kada se isključi napajanje. Zove se ROM ili ROM. ROM je programiran tijekom proizvodnje i njegov sadržaj se nakon toga ne može mijenjati. Ova memorija je prilično brza i jeftina. Programi za pokretanje računala, koji se koriste pri pokretanju, nalaze se u ROM-u. Osim toga, neke I/O kartice sadrže ROM za kontrolu uređaja niske razine. Vrsta memorije koja se zove CMOS je nepostojana. CMOS se koristi za pohranjivanje trenutnog datuma, vremena i konfiguracijskih parametara, kao što je tvrdi disk s kojeg se pokreće sustav. Ova memorija crpi energiju iz instalirane baterije.

I/O uređaji

Operativni sustav tretira I/O uređaje kao resurse. I/O uređaji obično se sastoje od kontrolera i samog uređaja.

Kontroler je skup čipova na ploči umetnutih u konektor, fizički upravljački uređaj. Prihvaća naredbe operativnog sustava (na primjer, upute za čitanje podataka s uređaja) i izvršava ih. Stvarno upravljanje uređajem vrlo je složeno i zahtijeva visoku razinu detalja. Stoga je funkcija kontrolera pružiti jednostavno sučelje operativnom sustavu.

Sljedeći dio je sam uređaj. Uređaji imaju prilično jednostavna sučelja, jer su njihove mogućnosti ograničene i potrebno ih je dovesti u jedinstven standard. Potreban je jedan standard, na primjer, tako da svaki kontroler IDE diska (Integrated Drive Electronics) može upravljati bilo kojim IDE diskom. IDE sučelje je standardno za pogone na računalima s Pentium procesorom, kao i na drugim računalima. Budući da je stvarno sučelje uređaja skriveno od strane kontrolera, operativni sustav vidi samo sučelje kontrolera, koje se može jako razlikovati od sučelja samog uređaja.

Budući da je svaka vrsta kontrolera drugačija, zahtijevaju drugačiji softver. Program koji komunicira s kontrolerom je upravljački program uređaja. Svaki proizvođač kontrolera mora osigurati upravljačke programe za podržane operativne sustave. Da biste koristili upravljački program, on mora biti instaliran u operativnom sustavu kako bi mogao raditi u kernel modu. Postoje tri načina za instaliranje upravljačkog programa u kernel:

Ponovno izgradite kernel zajedno s novim upravljačkim programom i zatim ponovno pokrenite operativni sustav (ovako rade mnogi Unix operativni sustavi);

Napravite unos u datoteci uključenoj u operativni sustav koji pokazuje da je potreban upravljački program i zatim ponovno pokrenite sustav; tijekom početnog pokretanja operativni sustav sam pronalazi potrebne upravljačke programe i učitava ih (tako radi Windows);

Operativni sustav može prihvatiti nove upravljačke programe bez prekida rada i brzo ih instalirati bez ponovnog pokretanja. Ova metoda postaje sve češća. Uređaji kao što su USB sabirnice, IEEE 1394 uvijek zahtijevaju dinamički učitane upravljačke programe.

Unos i izlaz podataka može se izvršiti na tri različita načina.

Najjednostavniji način: korisnički program izdaje sistemski zahtjev, koji kernel prevodi u poziv procedure koji odgovara upravljačkom programu, zatim upravljački program započinje I/O proces. Za to vrijeme izvodi kratku programsku petlju, stalno ispitujući uređaj s kojim radi. Kada I/O završi, upravljački program postavlja podatke gdje su potrebni i vraća se u izvorno stanje. Operativni sustav tada vraća kontrolu programu koji je uputio poziv. Ova metoda je čekanje na spremnost (aktivno čekanje). Ima jedan nedostatak: procesor mora ispitivati ​​uređaj dok se ne isključi.

Vozač pokreće uređaj i traži od njega da izda prekide kada je I/O završen; Nakon toga upravljački program vraća kontrolu operativnom sustavu i on počinje izvršavati druge zadatke. Kada kontroler otkrije kraj prijenosa podataka, generira prekid završetka. I/O proces koji koristi prekide sastoji se od četiri koraka (slika 3). U prvom koraku vozač šalje naredbu kontroleru, upisujući informacije u registre uređaja. Kontroler zatim pokreće uređaj. Kada kontroler završi s čitanjem ili pisanjem broja bajtova koji mu je rečeno da prenese, on šalje signal čipu kontrolera prekida koristeći posebne žice sabirnice. Ovo je drugi korak. U trećem koraku, ako je kontroler prekida spreman za rukovanje prekidima, tada šalje signal određenom pinu CPU-a, informirajući ga na taj način. U četvrtom koraku kontroler prekida ubacuje broj uređaja na sabirnicu kako bi CPU mogao znati koji je uređaj završio svoj posao.

Treći način unosa/izlaza informacija je korištenje posebnog DMA (Direct Memory Access) kontrolera. DMA upravlja protokom bitova između RAM-a i nekih kontrolera bez CPU intervencije. Procesor pristupa DMA čipu, govori mu broj bajtova za prijenos, kao i adresu uređaja i memorije te smjer prijenosa podataka. Nakon završetka rada, DMA inicira prekid koji se obrađuje na uobičajeni način.

Slika 3 - Akcije koje se izvode kada se I/O uređaj pokrene i primi prekid

Gume

Zbog povećanja brzine procesora i memorije, sustavu su dodane dodatne sabirnice kako za ubrzanje komunikacije I/O uređaja tako i za prijenos podataka između procesora i memorije. Slika 4 prikazuje dijagram računalnog sustava prvih Pentiuma.

Ovaj sustav ima 8 sabirnica (sabirnica predmemorije, lokalna sabirnica, memorijska sabirnica, PCI, SCSI, USB, IDE, ISA), svaka sa svojom brzinom prijenosa podataka i vlastitim funkcijama. Operativni sustav mora imati informacije o svim tim sabirnicama da bi upravljao računalom.

Središnji procesor prenosi podatke preko lokalne sabirnice do PCI premosnog čipa, koji zauzvrat pristupa memoriji putem namjenske sabirnice. Sustav Pentium I ima predmemoriju razine 1 (L1) ugrađenu u procesor i mnogo veću predmemoriju razine 2 (L2) povezanu s procesorom na zasebnoj sabirnici predmemorije. IDE sabirnica služi za spajanje perifernih uređaja na sustav (CD-ROM, tvrdi disk).

Slika 4 – Struktura Pentium sustava

USB (Universal Serial Bus) sabirnica dizajnirana je za povezivanje dodatnih ulazno/izlaznih uređaja kao što su tipkovnica, miš, pisač, flash memorija itd. na računalo. S vremenom se pojavljuju i dodaju nove, brže gume.

Andrej Robačevski

UNIX operativni sustav

Priznanja

Radeći na knjizi mnogo sam puta promišljao sadržaj ovog ugodnog odjeljka, svaki put dodajući mu nova i nova imena ljudi bez čije pomoći ova knjiga teško da bi ugledala svjetlo dana.

Prije svega, to je zasluga direktora izdavačke kuće "BHV-St. Petersburg" Vadima Sergejeva i mog kolege, zaposlenika Vuztelecomcentra i autora prekrasnog imenika "Žute stranice interneta. Ruski resursi" Alekseja Sigalova. Oni su me uvjerili da bi takva knjiga bila korisna i potaknuli me da se prihvatim pera.

Zahvalan sam čelnicima Vuztelecomcentra Vladimiru Vasiljevu i Sergeju Horužnikovu na pomoći i pažnji koju su posvetili radu na knjizi. Njihova podrška i tolerantan odnos prema ispunjavanju mojih glavnih dužnosti direktora razvoja u Vuztelecomcentru omogućili su mi da završim ovaj posao.

Bez pomoći Kirilla Shchukina knjiga je bila u opasnosti da bude objavljena bez ilustracija koje bi je teško učinile jasnijom. Njegovo strpljenje i profesionalizam omogućili su pretvaranje nejasnih skica u potpune dijagrame, od čega je knjiga uvelike profitirala.

Više puta sam tražio savjet od stručnjaka za UNIX, a prije svega od kolege Konstantina Fedorova. Njegovi vrijedni komentari i preporuke pomogli su mi da knjigu donesem u sadašnji oblik.

Također bih želio izraziti svoju zahvalnost stručnjacima OLLY-ja, a posebno njegovom tehničkom direktoru Vitaliju Kuzmičevu, čiji su savjeti i konzultacije imali blagotvoran učinak na sadržaj ove knjige.

Također bih želio izraziti duboku zahvalnost recenzentima ove knjige – dr. Odsjek za računarstvo, Državno elektrotehničko sveučilište u Sankt Peterburgu, doktor tehničkih znanosti. Profesor D.V. Puzankov i zav. Odjel za informacijske i upravljačke sustave Državnog tehničkog sveučilišta u Sankt Peterburgu, doktor tehničkih znanosti. Profesor I.G. Chernorutsky za korisne komentare.

Zahvalio bih se i pročelnici. urednici izdavačke kuće "BHV-St. Petersburg" Elizaveti Karonik, koja se prva upoznala s rukopisom i dala pozitivnu ocjenu, za ukazano povjerenje i koordinaciju rada na nastanku knjige. Želio bih izraziti svoju zahvalnost Tatjani Temkinoj na izvrsnom poslu uređivanja knjige. Dešavalo se da pojedine stranice rukopisa sadržavaju manje glavnog materijala nego uredničke izmjene, s čime sam se u pravilu uvijek slagao.

Ne mogu a da ne izrazim svoju zahvalnost svojim radnim kolegama Vladimiru Parfenovu, Juriju Gugelu, Juriju Kirchinu, Nini Rubini, čija je prijateljska podrška bila od velike pomoći.

I, naravno, želio bih zahvaliti svojoj supruzi i kćeri na strpljenju i vjeri u uspješan završetak ovog posla. Također im se moram ispričati što mi je ovaj posao oduzeo značajan dio vremena koje im je s pravom pripadalo.

O knjizi “Operacijski sustav UNIX”

Posvećeno mojim najmilijima

Namjena knjige

Ova knjiga nije zamjena za referentne knjige i razne priručnike o operacijskom sustavu UNIX. Štoviše, informacije predstavljene u knjizi ponekad je teško pronaći u dokumentaciji priloženoj uz operativni sustav. Ove publikacije su pune praktičnih preporuka, skrupuloznih opisa postavki pojedinih podsustava, formata za pozivanje naredbi itd. Istodobno, pitanja poput interne arhitekture pojedinih komponenti sustava, njihove interakcije i principa rada često ostaju iza kulisa. Bez poznavanja te “anatomije” rad u operacijskom sustavu pretvara se u korištenje memoriranih naredbi, a neizbježne pogreške dovode do neobjašnjivih posljedica. S druge strane, u ovoj se knjizi mnogo manje pozornosti posvećuje pitanjima administriranja UNIX-a, konfiguracije određenih podsustava i naredbi koje se koriste. Svrha ove knjige je prikazati osnovnu organizaciju UNIX operativnog sustava. Treba imati na umu da naziv UNIX označava značajnu obitelj operativnih sustava, od kojih svaki ima svoje ime i značajke jedinstvene za sebe. Ova knjiga pokušava istaknuti ono što je zajedničko "genotipu" UNIX-a, naime: osnovna korisnička i programska sučelja, namjenu glavnih komponenti, njihovu arhitekturu i interakciju, te na temelju toga prikazati sustav u cjelini. Međutim, gdje je relevantno, upućuju se na određenu verziju UNIX-a. Za ilustraciju određenih točaka korišteni su sljedeći operativni sustavi: Solaris 2.5 tvrtke Sun Microsystems, SCO ODT 5.0 tvrtke Santa Cruz Operation, BSDi/386 tvrtke Berkeley Software Design.

Nastanku ove knjige prethodilo je više od tri godine iskustva u držanju predavanja o sustavu UNIX studentima treće godine Instituta za preciznu mehaniku i optiku u Sankt Peterburgu (Tehničko sveučilište), kao i uvodni tečaj za korisnike UNIX-a. i administratori u raznim organizacijama. Većina materijala s ovih tečajeva odražava se u knjizi.

Knjiga može biti od koristi u pripremi niza programa predavanja o operacijskom sustavu UNIX i osnovama operacijskih sustava općenito. Materijal u 1. poglavlju pruža dobru osnovu za uvodni tečaj u UNIX. Uvodi osnovne koncepte i organizaciju operacijskog sustava u cjelini. Ovo poglavlje također pruža osnovne informacije o korisničkom sučelju i programskom jeziku tumača naredbi ljuske.

Materijal u 2. poglavlju može se koristiti u tečajevima programiranja. Detaljna rasprava o glavnim sistemskim pozivima i funkcijama knjižnice daje prilično potpuno razumijevanje programskog sučelja ovog operativnog sustava. Navedeni primjeri ilustriraju razmatrana pitanja i mogu se odraziti u laboratorijskoj praksi.

Knjiga se također može koristiti kao udžbenik za studente viših godina na specijalnostima "Informatika i računarstvo", "Primijenjena matematika i računarstvo" (za pripremu prvostupnika) i za specijalnost "Računala, sistemski kompleksi i mreže" (za izobrazba inženjera) može biti od koristi u pripremi studenata magistara i diplomskih studija, kao i za sve studente koji se specijaliziraju u području računalne tehnologije. Knjiga je također dobra pomoć za sistemske programere i UNIX administratore. Nadam se da će im pomniji uvid u unutarnju organizaciju sustava pomoći da učinkovitije riješe probleme i otvoriti nove horizonte za eksperimentiranje.

Konačno, knjiga bi mogla biti zanimljiva širokom krugu korisnika koji žele saznati više o ovom operativnom sustavu.

Kome je ova knjiga namijenjena?

Nema smisla razumjeti operativni sustav bez rada s njim. Administratoru je prije svega potrebno poznavanje operativnog sustava, njegove organizacije i strukture, tj. osoba odgovorna za njegovo održavanje i konfiguraciju. Administratorski zadaci su brojni - od registracije korisnika do konfiguracije mreže, od stvaranja sigurnosnih kopija sustava do podešavanja performansi. Bez razumijevanja temeljne strukture operativnog sustava, rješavanje svih ovih problema pretvara se u pamćenje naredbi i stavki izbornika, a hitne situacije izazivaju paniku.

Poznavanje operativnog sustava nužno je za programera softvera. Učinkovitost vašeg programa ovisi o tome koliko se učinkovito koriste resursi operativnog sustava. Bez razumijevanja načela rada, lako se zbuniti u zamršenosti sistemskih poziva i funkcija knjižnice. Ako radite s jezgrom sustava - na primjer, razvijate upravljački program uređaja - bez znanja o sustavu nećete napredovati ni korak.

Konačno, ako ste samo korisnik, tada je poznavanje operativnog sustava ograničeno na one zadatke koje trebate riješiti tijekom rada. Najvjerojatnije je riječ o nekoliko naredbi, a ako radite s grafičkom ljuskom, ni to vam neće trebati. No je li rad s crnom kutijom zaista tako ugodan?

Prihvaćene oznake

Sistemski pozivi, funkcije knjižnice i naredbe ljuske prikazani su kurzivom, kao što su open(2) , cat(1) ili printf(3S) . U zagradama je označen dio elektroničkog imenika man(1) (opis imenika dat je u Dodatku A).

Strukture podataka, varijable i interne funkcije podsustava jezgre, izvorni kodovi programa i primjeri naredbenog retka ispisani su fontom fiksne širine. Na primjer, d_open(), sleep() ili primjer programa:

U primjerima naredbenog retka korisnički unos prikazan je podebljanim fontom fiksne širine, na primjer:

$ passwd

Unesite staru lozinku:

Na primjer, nazivi datoteka podebljani su /etc/passwd ili .

Tipke na tipkovnici prikazane su kurzivom i u uglastim zagradama, na primjer< Del >ili< Ctrl >+< C >(u potonjem slučaju prikazana je kombinacija tipki).

Kratki uvod u operacijske sustave. Tutorial Peter Stashchuk

(Još nema ocjena)

Naslov: Kratki uvod u operacijske sustave. Tutorial

O knjizi Peter Stashchuk “Kratki uvod u operacijske sustave. Vodič"

Korištenje računalne tehnologije ne može biti učinkovito bez poznavanja suvremenog softvera čiju osnovu čine operativni sustavi i njihove ljuske. Obučavanjem predloženog teorijskog kolegija studenti bi trebali steći razumijevanje o mogućnostima operacijskih sustava, njihovoj strukturi, principima organizacije i rada, konfiguracijskim pravilima itd. Rad s priručnikom omogućit će studentima stjecanje znanja o suvremenim operacijskim sustavima na razini kvalificiranog korisnika i pomoći će u konsolidaciji praktičnih vještina korištenja suvremenog softvera tijekom studija i profesionalnih aktivnosti.

Za studente, diplomante, sveučilišne nastavnike.

Na našoj web stranici o knjigama možete besplatno preuzeti stranicu bez registracije ili čitati online knjigu Petera Stashchuka „Kratki uvod u operacijske sustave. Study Guide" u formatima epub, fb2, txt, rtf, pdf za iPad, iPhone, Android i Kindle. Knjiga će vam pružiti puno ugodnih trenutaka i pravi užitak čitanja. Punu verziju možete kupiti od našeg partnera. Također, ovdje ćete pronaći najnovije vijesti iz književnog svijeta, naučiti biografiju svojih omiljenih autora. Za pisce početnike postoji zaseban odjeljak s korisnim savjetima i trikovima, zanimljivim člancima, zahvaljujući kojima se i sami možete okušati u književnim zanatima.

Citati iz knjige Petera Stashchuka „Kratki uvod u operacijske sustave. Vodič"

Upravljanje glavnim računalnim resursima (procesori, memorija, vanjski uređaji), značajke korištenih metoda projektiranja, vrste hardverskih platformi, područja primjene.

OS štiti korisnika od izravnog rada s hardverom računala i pruža mu jednostavno sučelje, samostalno rješavajući probleme upravljanja hardverom niske razine.

Operacijski sustav je skup programa koji omogućuju upravljanje podacima i izvršavanje korisničkih programa, koordiniraju distribuciju računalnih resursa i podržavaju interakciju s korisnicima.

Prvi OS bili su sustavi skupne obrade (rezidentni monitori).

Računalni sustav (CS) je sklop hardvera i softvera dizajniran za automatiziranje rješavanja korisničkih informacijskih problema.

OS/2, VMS, VAX, Win32, UNIX - čitatelj "Uvoda u operacijske sustave" D.V. Irtegova upoznat će se s ovim operativnim sustavima. Arhitektura OS-a, dodjela memorije, datotečni sustavi, sigurnost i još mnogo toga obrađeno je u ovom vodiču.

Moderni korisnik je, naravno, upoznat s operativnim sustavima obitelji Win32, ali malo je vjerojatno da će znati za postojanje same obitelji; možda je čuo za nešto što se zove Linux, ali svi operacijski sustavi slični UNIX-u stoje na putu bez ikakve razlike između njih, jedva da se sjeća takvog sustava kao što je OS/2 i sigurno ne zna da sadašnja grana obitelji MS Windows svoje postojanje duguje njemu. On sigurno nema pojma o OS-u koji je izrazito specifičan za banke i obrambene strukture, poput VMS-a. Udžbenik "Uvod u operacijske sustave" popunjava tu prazninu u obrazovanju čitatelja, govoreći o arhitekturi svih ovih operacijskih sustava, njihovim datotečnim sustavima, radu s hardverom i događajima, implementaciji multitaskinga i obrade transakcija, sigurnosnim sustavima operacijskog sustava i drugim pitanjima koja su prijeko potrebni budućim stručnjacima u području računalne tehnologije.

Danas je teško zamisliti modernu osobu koja ne posjeduje računalo. A da bi učinkovito radio s ovom tehnikom, korisnik mora razumjeti različite Microsoft Windows formate datoteka. Najpopularniji tekstualni, grafički i audio formati uključuju TeX, PDF, TIFF, HTML, GIF, AVI, MPEG, JPEG, CGML, MIME, QuickTime, PNDZIP, VRML, XXE, UUE, WAVE itd.

Knjiga govori kako pravilno raspakirati datoteke koje su komprimirane raznim arhivatorima te kako ispravno kodirati i dekodirati podatke. Nakon proučavanja referentne knjige "Formati datoteka Microsoft Windows XP" (autor Boris Leontiev), čitatelj će naučiti prepoznati "tragove" onih uslužnih programa koji su utjecali na datoteke koje su završile na njegovom računalu.

Posebnost ovog udžbenika je dobro konstruirana kombinacija teorijskih temelja izgradnje operacijskog sustava s primjerima implementiranim u praksi. Treće izdanje ovog udžbenika detaljno pokriva algoritme upravljanja memorijom. Detaljnije su prikazane osnove prijenosa poruka i međuprocesorske interakcije, svaki od procesa je detaljno opisan. Razmatraju se koncepti kao što su semafori, monitori i upravljački programi uređaja. Pozornost se posvećuje implementaciji informacijskog ulaza/izlaza, razvoju datotečnih sustava te osiguravanju zaštite i sigurnosti podataka.

Udžbenik E. Tanenbaum, A. Woodhull “Operacijski sustavi. Razvoj i implementacija" je dodatno opremljen CD-om koji sadrži izvorni kod pokrenutog UNIX-kompatibilnog MINIX OS-a. To omogućuje detaljno ispitivanje u praksi značajki rada svake njegove komponente i operativnog sustava u cjelini.

Publikacija, namijenjena onima koji su zainteresirani za moderni razvoj softvera i razvoj Microsoftovih proizvoda, govori o aplikacijama na platformi 2003. Informacije je prikupio Yu. Kuptsevich "iz prve ruke" - "The Programmer's Almanac" nastao je na temelju časopisa, čiji su autori programeri i testeri aplikacija o kojima se raspravlja. .

Ovaj udžbenik već je u drugom izdanju i službeno je preporučeni udžbenik ruskog Ministarstva obrazovanja. Dosljedno opisuje strukturu UNIX sustava - njihovu arhitekturu, sučelja, rutine, interakciju s hardverom i mrežnu interakciju. Knjiga Robačevskog i Nemnjugina “Operacijski sustav UNIX” ažurirana je u skladu sa zahtjevima vremena i bit će korisna profesionalnim programerima i administratorima sustava.

Publikacija je posvećena osnovnim mehanizmima Windows OS-a. Knjiga pokriva sve faze operacija, od pristupa registru procesora do prikaza GUI poruke na ekranu. Mnogo se pažnje posvećuje prijelazima sustava iz jednog načina rada u drugi, razlozima pojave "plavih ekrana smrti" i značajkama NTFS datotečnog sustava. Russinovicheva knjiga "Unutarnja struktura Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP, Windows 2000. Master Class" zbirka je informacija koje su najkorisnije za sistemske administratore velikih organizacija i zaposlenike servisnih centara.

Ovaj udžbenik izradili su nastavnici Državnog sveučilišta za zrakoplovnu instrumentaciju u St. Petersburgu na temelju materijala iz istoimenog kolegija. Knjigu odlikuje obujam i svestranost - uključuje razmatranje pitanja od najjednostavnijih, posebno od osnovnih koncepata sistemskog programiranja, do prilično složenih. Na primjer, na značajke mikroarhitekture x86 procesora. Sukladnost s državnim standardom omogućuje vam korištenje "Sustavnog softvera" Gordeeva i Molchanova kao vodiča za pripremu za testove znanja. Međutim, glavna vrijednost knjige je njezina korisnost u praktičnim aktivnostima sistemskog administratora ili programera.

U knjizi su opisane mogućnosti i ranjivosti sustava Windows 2000 koje malo tko poznaje i rijetko ih koristi. Sastoji se od nekoliko velikih poglavlja namijenjenih poboljšanju vještina profesionalaca i dodataka s popisima naredbi kernel debuggera, kernel API funkcija i elemenata OS rutina. U "Nedokumentiranim značajkama sustava Windows 2000," Sven Schreiber govori o radu s izvornim API-jem, korištenju mehanizama za otklanjanje pogrešaka sustava Windows 2000 i istraživanju njegove memorije, pristupu jezgri sustava iz korisničkog načina rada, razvoju upravljačkih programa za način rada jezgre i još mnogo toga. Stoga će knjiga biti korisna stručnjacima koji žele stvoriti najučinkovitije aplikacije i spremni su razumjeti rad Microsofta na iznimno dubokoj razini.

Napisan od strane profesionalnog programera, referenca i vodič za Windows Embedded bit će korisni ne samo za početnike, već i za profesionalne programere, jer sadrži širok raspon praktičnih informacija - od "savjeta za početnike" do profesionalnih tajni autora.

Microsoft Windows Embedded 2009 je najstabilniji i najrasprostranjeniji od svih ugrađenih Windows sustava danas, stvoren na temelju Windows XP. Usprkos svim svojim sličnostima s XP-om, ipak je dovoljno različit od svog pretka da učenje programiranja za njega zahtijeva zasebno proučavanje. Knjiga Stanislava Pavlova "Osnove Windows Embedded Standard 2009" pokriva ne samo tehničke probleme s kojima se suočava programer Windows Embedded softvera, već i druge praktične informacije o kojima autor udžbenika piše na temelju osobnog profesionalnog iskustva.

Priručnik će biti koristan kako programerima početnicima - pod uvjetom da dosljedno svladavaju gradivo poglavlje po poglavlje - tako i profesionalnim programerima koji će ovdje pronaći mnogo korisnih referentnih informacija. Iskusni programeri također će imati koristi od stručnih savjeta autora, koji su također potkrijepljeni "živim" praktičnim primjerima.

Posvećen ispitivanju koncepta operativnih sustava kao takvih, a ne bilo kojeg specifičnog OS-a, ovaj je udžbenik namijenjen studentima dodiplomskih i diplomskih studija koji studiraju računarstvo, a ne programiranje samo po sebi.

Odobreno od strane Ministarstva prosvjete, ova je knjiga namijenjena studentima specijalnosti “Informatika i računarstvo” kao nastavno pomagalo u predmetu “Operacijski sustavi” i studentima diplomskih studija koji se bave teoretskom stranom računalne znanosti u njezinom izvornom razumijevanju, tj. je "znanost o obradi informacija". Ovdje nećete pronaći informacije o sastavljanju jezgre sustava za određeni procesor, postavljanju načina rada video kartice ili optimiziranju datotečnog sustava, upravljanju ulogama korisnika i grupa - za razliku od mnogih radionica i priručnika posvećenih Windowsima ili Unixu, ovaj vodič tretira to s čisto teorijske točke gledišta gledišta o konceptu operativnih sustava kao takvih. Temeljna načela projektiranja operacijskog sustava o kojima se govori u ovoj knjizi vrijede za gotovo sve operativne sustave koji danas postoje.

IT stručnjacima koji rade u praksi, udžbenik „Mrežni operativni sustavi” autora Natalije i Victora Oliferova također može biti koristan kao izvor „akademskog” znanja prilikom intervjuiranja u tvrtkama gdje se prvenstveno fokusiraju na akademsku prirodu službenog obrazovanja, a ne na praktične vještine. podnositelja zahtjeva.

Preuzimanja: 8365

Najpoznatiji od svih operativnih sustava sada je nedvojbeno obitelj Windows tvrtke Microsoft Corporation. Međutim, unatoč svojoj popularnosti, Windows nije ni prvi ni jedini operativni sustav na svijetu.

28.04.2014
Nathan Wallace, Anthony Sequeira - Windows® 2000 registar

Preuzimanja: 596

Prije svega, željeli bismo zahvaliti Charlotte Carpentier, urednici nabave u Coriolisu. Također, posebno zahvaljujemo Gregu Balasu, koji je bio urednik projekta, i Peggy Cantrell, koja je bila koordinatorica produkcije za knjigu.

27.04.2014
A. Chekmarev - Administratorski vodič za Windows 7

Preuzimanja: 12818

Vodič za operativni sustav Microsoft Windows 7 namijenjen je naprednim korisnicima i mrežnim administratorima. Otkrivaju se brojne mogućnosti svih izdanja sustava Windows 7, detaljno se raspravlja o svim aspektima korištenja sustava: od instalacije do metoda oporavka.

27.04.2014
M. Russinovich - Interna struktura Microsoft Windows

Preuzimanja: 9066

Šesto izdanje ove legendarne knjige posvećeno je unutarnjoj strukturi i algoritmima rada glavnih komponenti operativnog sustava Microsoft Windows 7, kao i Windows Server 2008 R2.

17.04.2014
Richard Simon - Microsoft Windows API. Priručnik sistemskog programera

Preuzimanja: 8967

Operativni sustavi iz obitelji Windows podigli su metodologiju razvoja aplikativnih aplikacija koje rade pod kontrolom ovih operativnih sustava na potpuno novu kvalitativnu razinu. Unatoč obilju moćnih alata za kreiranje softvera, poznavanje sučelja za programiranje aplikacija (API) - osnove svega - ključno je za pisanje programa koji mogu postići dostojnu poziciju na tržištu.

17.04.2014
Arnold Robbins, Elbert Hannah i Linda Lamb - Učenje vi i Vim urednika. 7. izd.

Preuzimanja: 799

Ne postoji ništa oko čega su okorjeli korisnici Unixa i Linuxa fanatičniji od svog uređivača teksta. Urednici su predmet obožavanja i obožavanja, ili prezira i ismijavanja, ovisno o tome je li tema rasprave vaš urednik ili netko drugi" s. vi je standardni urednik gotovo 30 godina. Popularan na Unixu i Linuxu, ima sve više sljedbenika i na Windows sustavima. Većina iskusnih administratora sustava citevi kao svoj alat izbora. A od 1986. ova je knjiga vodič za vi.