1Початкові відомості про операційні системи

1.1 Призначення та функції операційних систем

Операційна система комп'ютера є комплексом взаємозалежних програм, який діє як інтерфейс між додатками і користувачами з одного боку, і апаратурою комп'ютера з іншого боку. Операційна система виконує дві групи функцій:

Надає користувачеві чи програмісту замість реальної апаратури комп'ютера розширеної віртуальної машини;

Підвищує ефективність використання комп'ютера шляхом раціонального управління ресурсами відповідно до деяким критерієм.

Користувач, як правило, не цікавиться деталями пристрою апаратного забезпечення комп'ютера, він бачиться йому як набір програм, які можна написати однією з мов програмування. Операційна система надає програмісту ряд можливостей, які можуть використовувати програми за допомогою спеціальних команд, які називаються системними викликами. Тому програмний додаток включає безліч системних викликів, необхідних, наприклад, для роботи з файлами. Операційна система приховує від програміста деталі апаратного забезпечення та надає зручний інтерфейс для виконання системи операційного середовища.

У той же час операційна система виступає як менеджер ресурсів. Відповідно до цього підходу робота операційної системи полягає у забезпеченні організованого та контрольованого розподілу процесорів, пам'яті та пристроїв введення-виведення між різними програмами. Робота операційної системи має такі особливості:

Функції операційної системи працюють як і, як і інше програмне забезпечення – реалізуються як окремих програм чи набору програм, виконуються процесів;

Операційна система повинна передавати управління іншими процесами і чекати, коли процесор знову виділить їй час виконання своїх обов'язків.

Управління ресурсами включає рішення наступних загальних завдань, що не залежать від типу ресурсу:

Планування ресурсу – тобто визначення, якому процесу, коли у якому кількості (якщо ресурс може виділятися частинами) слід виділити даний ресурс;

Задоволення запитів на ресурси;

Відстеження стану та облік використання ресурсу – тобто підтримання оперативної інформації про те, зайнятий чи вільний ресурс та яка частка ресурсу вже розподілена;

Вирішення конфліктів між процесами.

Управління ресурсами включає їх мультиплексування (розподіл) двома способами: у часі й у просторі. Коли ресурс розподіляється у часі, різні користувачі та програми використовують його по черзі. Спочатку один із них отримує доступ до використання ресурсу, потім інший і т. д. Наприклад, кілька програм хочуть звернутися до центрального процесора. У цій ситуації операційна система спочатку дозволяє доступ до процесора одній програмі, після того, як вона попрацювала достатній час, інший програмі, потім наступній і, зрештою, знову першої. Визначення того, як довго ресурс використовуватиметься у часі, хто буде наступним і на який час йому надається ресурс – це завдання операційної системи. Інший вид розподілу – це просторове мультиплексування. Замість послідовної роботи кожен клієнт отримує частину ресурсу. Зазвичай оперативна пам'ять розділяється між кількома працюючими програмами, тому всі вони одночасно можуть постійно перебувати у пам'яті (наприклад, використовуючи центральний процесор по черзі). Якщо припустити, що пам'яті достатньо для того, щоб зберігати кілька програм, ефективніше розмістити в пам'яті відразу кілька програм, ніж виділити всю пам'ять одній програмі, якщо їй потрібна лише невелика частина наявної пам'яті. Звичайно, при цьому виникають проблеми справедливого розподілу, захисту пам'яті тощо, і для вирішення таких питань існує операційна система.

1.2 Історія розвитку операційних систем

Зазвичай історію розвитку операційних систем пов'язують із історією розвитку комп'ютерів. Перша ідея комп'ютера була запропонована англійським математиком Чарльзом Беббіджем (Charles Babbage) у середині ХІХ століття. Їм було розроблено так звану механічну «аналітичну машину», яка правда так і не запрацювала належним чином. Далі представлені покоління комп'ютерів та його зв'язок із операційними системами.

Перше покоління 1945—1955

Комп'ютери складалися з електронних ламп та комутаційних панелей. Найвище досягнення – випуск перфокарт. Зроблена з тонкого картону, перфокарта надає інформацію наявністю або відсутністю отворів у певних позиціях карти. Операційна система відсутня.

Друге покоління 1955—1965

Основа комп'ютерів транзистори та системи пакетної обробки. Характеризувалися колодами перфокарт та пристроями для записування магнітних стрічок. В основному програмували мовами Фортран та Асемблер для операційної системи Fortran Monitor System (FMS) та IBSYS.

Третє покоління 1965-1980

Період характеризується появою інтегральних мікросхем, і навіть многозадачностью чи, як його називають інакше, мультипрограммированием. Фірма IBM випускає різноманітні серії машин, починаючи з IBM/360. Для них було написано операційну систему OS/360, яка приблизно в 1000 разів перевищувала за величиною FMS другого покоління. На цьому етапі з'являється промислова реалізація багатозадачності - способу організації обчислювального процесу, при якому в пам'яті комп'ютера знаходилося одночасно кілька програм, що виконуються поперемінно на одному процесорі.

Інші відомі операційні системи цього періоду CTSS (сумісна система поділу часу) та MULTICS (мультиплексна інформаційна та обчислювальна служба), яка була призначена для забезпечення доступу відразу сотні користувачів до однієї машини. Подальший розвиток цієї системи переріс у UNIX.

Четверте покоління 1980-наші дні

Цей період пов'язані з появою великих інтегральних схем. В 1974 компанія Intel випустила перший універсальний 8-розрядний процесор Intel 8080. На початку 80-х корпорація IBM розробила IBM PC - персональний комп'ютер. У той же час з'являється перша версія MS-DOS. p align="justify"> Всі розроблені до цього моменту операційні системи підтримували тільки текстовий режим спілкування з користувачем.

Першу спробу зробити дружній графічний інтерфейс було реалізовано на Apple Macintosh. Під впливом успіхів корпорація Microsoft випускає графічну оболонку для MS-DOS – Windows. А з 1995 року побачила світ Windows 95, яка стала автономною системою. Надалі, на базі Windows 95 та іншої системи Windows NT були розроблені операційні системи, що існують на даний момент – Windows 2000, XP, Vista та інші.

1.3 Класифікація операційних систем

Операцій дуже багато і не всім вони відомі. Далі розглянуто 7 видів різних операційних систем за рівнем від великого до малого.

Операційні системи мейнфреймів

Мейнфрейм - високопродуктивний комп'ютер загального призначення зі значним обсягом оперативної та зовнішньої пам'яті, призначений для виконання інтенсивних обчислювальних робіт. Зазвичай це комп'ютери розміром із кімнату та їх знаходження – у великих корпораціях. Зазвичай мейнфрейми містять тисячі дисків та терабайти оперативної пам'яті.

Операційні системи для мейнфреймів переважно спрямовані на обробку безлічі одночасних завдань, більшості з яких потрібні дуже багато операцій вводу-вывода. Система має відповідати на тисячі запитів за секунду. Прикладом є OS/390, що походить від операційної системи 3-го покоління OS/360.

Серверні операційні системи

Дані операційні системи працюють на серверах, які являють собою персональний комп'ютер, робочу станцію або навіть мейнфрейм. Сервери надають можливість роботи з принтерами, файлами або Інтернетом. До таких операційних систем відносяться Unix, Linux, Windows 2003 Server та ін.

Багатопроцесорні операційні системи

Дані системи використовуються на комп'ютерах з кількома центральними процесорами. Їх потрібні спеціальні операційні системи, але зазвичай є модифікації серверних операційних систем.

Операційні системи для персональних комп'ютерів

Головний критерій цих систем – зручний інтерфейс одного користувача. Найвідоміші системи: серії Windows 98, 2000, XP, Vista; Macintosh, Linux.

Операційні системи реального часу

Головний параметр цих систем – час. У системах управління промисловим процесом необхідно чітко синхронізувати час роботи конвеєра, різноманітних промислових роботів. Це жорстка система реального часу. Є й гнучкі системи реального часу – у ній допустимі перепустки термінів виконання операції, наприклад мультимедійні системи. До операційних систем реального часу належать VxWorks та QNX.

Вбудовані операційні системи

До них відносяться операційні системи "кишенькових комп'ютерів" PDA (Personal Digital Assistant - персональний цифровий помічник). Крім того, вбудовані системи працюють на машинах, телевізорах, мобільних телефонах. У цих операційних системах зазвичай є всі характеристики операційних систем реального часу з обмеженням пам'яті, потужності і т.п. Приклади систем – PalmOS, Windows CE.

Операційні системи для смарт-карток

Смарт-картка – пристрій розміром із кредитну картку, що містить центральний процесор. На такі системи накладаються жорсткі обмеження потужності та пам'яті. Деякі керують лише однією операцією – електронним платежем наприклад. Окремі смарт-карти включають підтримку віртуальної машини Java.

1.4 Огляд апаратного забезпечення комп'ютера

Операційна система тісно пов'язана з обладнанням комп'ютера, на якому вона має працювати. Апаратне забезпечення впливає на набір команд операційної системи та управління його ресурсами. Концептуально простий комп'ютер можна як моделі, показаної малюнку 1 . Така структура використовувалася перших моделях IBM PC.

Рисунок 1 – Деякі компоненти персонального комп'ютера

На малюнку центральний процесор, пам'ять, пристрої введення-виведення з'єднані системною шиною, якою вони обмінюються інформацією.

Процесор

"Мозком" комп'ютера є центральний процесор (CPU - Central Processing Unit). Він вибирає з пам'яті команди та виконує їх. Звичайний цикл роботи процесора виглядає так: читається перша команда з пам'яті, декодується для визначення її типу та операндів, виконує команду, потім зчитує, декодує наступні команди. У такий спосіб здійснюється виконання програм.

Для кожного процесора існує набір команд, який він може виконати. Оскільки доступ до пам'яті для отримання команд або набір даних займає набагато більше часу, ніж виконання цих команд, всі процесори містять внутрішні регістри для зберігання змінних і проміжних результатів. Тому набір інструкцій зазвичай містить команди для завантаження слова з пам'яті до регістру та збереження слова з регістру до пам'яті. Крім основних регістрів, що використовуються для зберігання змінних, більшість процесорів мають кілька спеціальних регістрів, що використовуються для зберігання змінних, а також спеціальних регістрів, видимих ​​для програмістів.

При тимчасовому мультиплексуванні процесора операційна система зупиняє програму для запуску іншої. Щоразу при такому перериванні операційна система повинна зберігати всі регістри процесора, щоб пізніше, коли перервана програма продовжить свою роботу, їх можна було відновити.

Для підвищення швидкодії CPU їх розробники відмовилися від простої моделі, коли за один такт може бути зчитана, декодована, виконана лише одна команда. Сучасні процесори мають можливість виконання кількох команд одночасно.

Більшість CPU має два режими роботи: режим ядра та користувальницький режим. Якщо процесор запущено в режимі ядра, він може виконувати всі команди з набору вказівок та використовувати всі можливості апаратури. Операційна система працює в режимі ядра, надаючи доступ до всього обладнання. На противагу цьому, користувачі працюють у режимі користувача, що дозволяє виконання підмножини програм і робить доступним лише частину апаратних засобів.

Пам'ять

Другою основною складовою будь-якого комп'ютера є пам'ять. В ідеалі пам'ять має бути максимально швидкою (швидше, ніж обробка однієї інструкції, щоб роботу процесора не сповільнювало звернення до пам'яті досить великою та надзвичайно дешевою). На сьогодні не існує технологій, які відповідають усім цим вимогам. Тому є інший підхід.

Система пам'яті конструюється як ієрархії шарів , які ілюструються малюнку 2. У міру просування по ієрархії зверху вниз зростають два параметри: час доступу, обсяг пам'яті.

Верхній шар складається з внутрішніх регістрів CPU, тому при доступі до них не виникає затримок. Внутрішні регістри зберігають менше 1Кб інформації. Програми можуть керувати регістрами без втручання апаратури. Доступ до регістрів найшвидше – кілька наносекунд.

У наступному шарі знаходиться кеш-пам'ять, переважно контрольована апаратурою. Найбільш часто використовувані області кешу зберігаються у високошвидкісній кеш-пам'яті, розташованій усередині центрального процесора. Коли програма повинна прочитати слово з пам'яті, кеш-мікросхема визначає, чи потрібний рядок у кеші; якщо це так, то відбувається результативне звернення до кеш-пам'яті. Кеш-пам'ять обмежена у розмірі, що зумовлено її високою вартістю. У сучасних машинах є два або три рівні кешу, причому кожен наступний повільніший і більший за попередній. Розміри кешпам'яті від десятків кілобайт до кількох мегабайт. Час доступу – дещо більший, ніж до регістрів.

Малюнок 2 – Ієрархічна структура пам'яті

Далі слідує оперативна пам'ять ОЗУ (RAM - Random Acces Memory або пам'ять з довільним доступом) - головна робоча область пристрою машини, що запам'ятовує. Усі запити CPU, які можуть бути виконані кешпам'яттю, надходять для обробки в ОЗУ. Об'єми від сотень мегабайт до кількох гігабайт. Час доступу – десятки наносекунд.

Наступним йде магнітний диск. Дискова пам'ять на два порядки дешевша за ОЗУ в перерахунку на біт і на два порядки більше за величиною. Диск має одну проблему – випадковий доступ до даних на ньому займає приблизно на три порядки більше часу. Причиною низької швидкості жорстких дисків (HDD) є те, що диск є механічною конструкцією. Він складається з однієї або декількох металевих пластин, що обертаються з певними швидкостями, наприклад, 7200 об/хв. Обсяги дисків зараз стрімко зростають, у продажу більшість користувачів знаходяться диски з сотнями гігабайт. Час доступу – щонайменше 10 мкс.

Магнітна стрічка часто використовується для створення резервних копій HDD або для зберігання великих наборів даних. Зараз, звичайно рідко, де можна зустріти застосування магнітних стрічок, але все ж таки вони ще не вийшли з вживання. До рівня магнітної стрічки також можна віднести CD, DVD диски та флеш-пам'ять. Час доступу вимірюється секундами.

Крім описаних видів, комп'ютери мають невелику кількість постійної пам'яті з довільним доступом. На відміну від RAM, вона не втрачає свій вміст при вимкненні живлення. Вона називається ПЗП чи ROM. ПЗУ програмується у процесі виробництва та після цього його вміст не можна змінити. Ця пам'ять досить швидка та дешева. Програми початкового завантаження комп'ютера, які використовуються під час запуску, знаходяться у ПЗП. Крім цього, деякі карти введення-виведення містять ПЗП для управління низькорівневими пристроями. Вигляд пам'яті, званий CMOS, є енергозалежним. CMOS використовується для зберігання поточної дати, часу та конфігураційних параметрів, наприклад, вказівки, з якого жорсткого диска робити завантаження. Ця пам'ять споживає енергію від встановленого акумулятора.

Пристрої введення-виводу

Операційна система взаємодіє з пристроями вводу-виводу як із ресурсами. Пристрої введення-виведення зазвичай складаються з контролера та самого пристрою.

Контролер – набір мікросхем на платі, що вставляється в роз'єм, фізично керуючий пристрій. Він приймає команди операційної системи (наприклад, вказівки прочитати дані з пристрою) та виконує їх. Фактичне керування пристроєм дуже складно і потребує високого рівня деталізації. Тому функції контролера входить уявлення простого інтерфейсу для операційної системи.

Наступною частиною є сам пристрій. Пристрої мають досить прості інтерфейси, тому що їх можливості невеликі, і їх потрібно привести до єдиного стандарту. Єдиний стандарт необхідний, наприклад, щоб кожен IDE контролер диска (Integrated Drive Electronics) міг керувати будь-яким IDE диском. IDE інтерфейс є стандартним для дисків на комп'ютерах із процесором Pentium, а також на інших комп'ютерах. Так як справжній інтерфейс пристрою прихований за допомогою контролера, операційна система бачить тільки інтерфейс контролера, який може сильно відрізнятися від інтерфейсу самого пристрою.

Оскільки всі види контролерів відрізняються, то їм потрібно різне програмне забезпечення. Програма, яка спілкується з контролером – драйвер пристрою. Кожен виробник контролерів повинен постачати драйвери для операційних систем, що підтримуються. Для використання драйвера його потрібно встановити операційну систему так, щоб він міг працювати в режимі ядра. Є три способи встановлення драйвера в ядро:

Знову скомпонувати ядро ​​разом з новим драйвером і потім перезавантажити операційну систему (так працює безліч операційних систем Unix);

Створити запис у файлі, що входить в операційну систему, що говорить про те, що потрібен драйвер і потім перезавантажити систему; під час початкового завантаження операційна система знаходить потрібні драйвери і завантажує їх (так працює Windows);

Операційна система може приймати нові драйвери, не перериваючи роботи, та оперативно встановлювати їх, не потребуючи перезавантаження. Цей спосіб стає дедалі більш поширеним. Такі пристрої як шини USB, IEEE 1394 завжди потребують динамічно завантажуваних драйверів.

Введення-виведення даних можна здійснювати трьома різними способами.

Найпростіший спосіб: програма користувача видає системний запит, який ядро ​​транслює у виклик процедури, що відповідає драйверу, потім драйвер починає процес введення-виведення. У цей час він виконує короткий програмний цикл, постійно опитуючи пристрій, з яким працює. Після завершення операцій введення-виводу драйвер поміщає дані туди, куди потрібно, і повертається у вихідний стан. Потім операційна система повертає керування програмою, яка здійснювала виклик. Цей метод – очікування на готовність (активне очікування). Він має один недолік: процесор повинен опитувати пристрій, доки він не завершить роботу.

Драйвер запускає пристрій і просить його видати переривання після закінчення введення-виводу; після цього драйвер повертає керування операційною системою, і вона починає виконувати інші завдання. Коли контролер виявляє закінчення передачі, він генерує переривання завершення операції. Процес введення-виводу, що використовує переривання, складається з чотирьох кроків (Малюнок 3). На першому етапі драйвер передає команду контролеру, записуючи інформацію в регістри пристроїв. Потім контролер запускає пристрій. Коли контролер закінчує читання або запис тієї кількості байтів, яку йому було вказано передати, він надсилає сигнал мікросхемі контролера переривань, використовуючи певні дроти шини. Це крок другий. На третьому кроці якщо контролер переривань готовий до обробки переривань, він подає сигнал на певний контакт CPU, інформуючи його в такий спосіб. На четвертому кроці контролер переривань вставляє номер пристрою на шину, щоб центральний процесор міг дізнатися, який пристрій завершив роботу.

Третій метод введення-виведення інформації полягає у використанні спеціального контролера прямого доступу до пам'яті DMA (Direct Memory Access). DMA управляє потоком бітів між оперативною пам'яттю та деякими контролерами без втручання CPU. Процесор звертається до мікросхеми DMA, повідомляє їй кількість байтів для передачі, а також адресу пристрою та пам'яті, напрямок передачі даних. Після завершення роботи DMA ініціює переривання, яке обробляється звичайним порядком.

Рисунок 3 – Дії, які виконуються під час запуску пристрою введення-виведення та отримання переривання

Шини

Через зростання швидкодії процесора і пам'яті, в систему додалися додаткові шини для прискорення спілкування пристроїв введення-виведення, так і для пересилання даних між процесором і пам'яттю. На малюнку 4 наведено схему обчислювальної системи перших Pentium.

У цій системі 8 шин (шина кеша, локальна шина, шина пам'яті, PCI, SCSI, USB, IDE, ISA), кожна зі своєю швидкістю передачі даних та своїми функціями. В операційній системі для керування комп'ютером повинні бути відомості про всі ці шини.

Центральний процесор по локальній шині передає дані мікросхемі PCI мосту, який у свою чергу звертається до пам'яті по виділеній шині. Система Pentium I має кеш першого рівня (L1), вбудований у процесор і набагато більший кеш другого рівня (L2), підключений до процесора окремою шиною кешу. Шина IDE використовується для приєднання периферійних пристроїв до системи (CD-ROM, жорсткий диск).

Рисунок 4 – Структура системи Pentium

Шина USB (Universal Serial Bus) призначена для приєднання до комп'ютера додаткових пристроїв введення-виводу, таких як клавіатура, миша, принтер, флеш-пам'ять тощо. З часом з'являються і додаються нові швидші шини.

Андрій Робачевський

Операційна система UNIX

Вираз подяки

Працюючи над книгою, я багато разів продумував зміст цього приємного розділу, щоразу додаючи до нього нові й нові імена людей, без яких ця книга навряд чи побачила б світло.

Насамперед це заслуга директора видавництва "BHV-Санкт-Петербург" Вадима Сергєєва та мого колеги, співробітника Вузтелекомцентру та автора чудового довідника "Жовті сторінки Internet. Російські ресурси" Олексія Сігалова. Саме вони переконали мене в тому, що така книга виявиться корисною і надихнули взятися за перо.

Я вдячний керівникам Вузтелекомцентру Володимиру Васильєву та Сергію Хоружникову за допомогу та увагу до роботи над книгою. Їхня підтримка та терпиме ставлення до виконання моїх основних обов'язків директора з розвитку Вузтелекомцентру дозволили виконати цю роботу.

Без допомоги Кирила Щукіна книзі загрожувала небезпека побачити світло без ілюстрацій, що навряд чи зробило б її ясніше. Його терпіння та професіоналізм дозволили перетворити туманні начерки на повноцінні схеми, від яких книга значно виграла.

Я неодноразово звертався за порадою до експертів з UNIX і насамперед до мого колеги Костянтина Федорова. Його цінні зауваження та рекомендації допомогли мені довести книгу до її справжнього вигляду.

Я також хотів би висловити вдячність фахівцям фірми OLLY, і особливо її технічному директору Віталію Кузьмичову, чиї поради та консультації благотворно вплинули на зміст цієї книги.

Я також хотів би висловити глибоку вдячність рецензентам цієї книги – зав. кафедрою "Обчислювальна техніка" Санкт-Петербурзького державного електротехнічного університету д.т.н. професору Д.В. Пузанкову та зав. кафедрою "Інформаційні та керуючі системи" Санкт-Петербурзького державного Технічного університету д.т.н. професору І.Г. Чорноруцькому за корисні зауваження.

Я хотів би також подякувати зав. редакції видавництва "BHV-Санкт-Петербург" Єлизавету Каронік, яка першою ознайомилася з рукописом та винесла позитивний вердикт, за кредит довіри та координацію робіт зі створення книги. Я хочу подякувати Тетяні Темкіній за її чудову роботу з редагування книги. Траплялося, що окремі сторінки рукопису містили менше основного матеріалу, ніж редакторської правки, з якою я, як правило, завжди погоджувався.

Я не можу не висловити вдячності моїм колегам по роботі Володимиру Парфьонову, Юрію Гугелю, Юрію Кірчину, Ніні Рубіній, дружня підтримка яких була такою доречною.

І, звичайно, я хотів би подякувати моїм дружині та дочці за їх терпіння і віру в успішне завершення цієї роботи. Я також маю вибачитися перед ними за те, що ця праця забрала в мене значну частину часу, що по праву належить їм.

Про книгу «Операційна система UNIX»

Присвячується моїм близьким

Призначення книги

Ця книга не є заміною довідників та різних посібників з операційної системи UNIX. Більше того, відомості, представлені в книзі, часом важко знайти в документації, яка постачається з операційною системою. Ці видання насичені практичними рекомендаціями, скрупульозним описом налаштувань тих чи інших підсистем, форматів виклику команд тощо. При цьому за кадром часто залишаються такі питання, як внутрішня архітектура окремих компонентів системи, їхня взаємодія та принципи роботи. Без знання цієї "анатомії" робота в операційній системі перетворюється на використання завчених команд, а неминучі помилки призводять до незрозумілих наслідків. З іншого боку, у цій книзі питанням адміністрування UNIX, налаштуванню конкретних підсистем та командам, що використовуються, приділено значно менше уваги. Мета цієї книги полягає у викладі основ організації операційної системи UNIX. Слід мати на увазі, що ім'ям UNIX позначається значне сімейство операційних систем, кожна з яких має свою назву та властиві лише їй особливості. У цій книзі зроблено спробу виділити те загальне, що становить "генотип" UNIX, а саме: базовий користувальницький та програмний інтерфейси, призначення основних компонентів, їх архітектуру та взаємодію, і на основі цього уявити систему в цілому. У той самий час там, де це має значення, наводяться посилання конкретну версію UNIX. Для ілюстрації окремих положень використовувалися наступні операційні системи: Solaris 2.5 фірми Sun Microsystems, SCO ODT 5.0 Santa Cruz Operation, BSDi/386 фірми Berkeley Software Design.

Народженню цієї книги передував більш ніж трирічний досвід читання лекцій по системі UNIX студентам третього курсу Санкт-Петербурзького інституту точної механіки та оптики (технічного університету), а також вступного курсу для користувачів та адміністраторів UNIX у різних організаціях. Більшість матеріалу цих курсів знайшла свій відбиток у книзі.

Книга може бути корисною при підготовці низки лекційних програм з операційної системи UNIX та основ організації операційних систем в цілому. Матеріал глави 1 є гарною основою для вступного курсу з UNIX. У ньому представлені основні поняття та організація операційної системи загалом. У цьому ж розділі наведено основні відомості про інтерфейс користувача та мову програмування командного інтерпретатора shell.

Матеріал глави 2 може бути використаний у курсах програмування. Докладне обговорення основних системних викликів та бібліотечних функцій дає досить повне уявлення про програмний інтерфейс цієї операційної системи. Наведені приклади ілюструють питання, що обговорюються, і можуть знайти своє відображення в лабораторному практикумі.

Книга може використовуватися і як навчальний посібник для студентів старших курсів за спеціальностями "Інформатика та обчислювальна техніка", "Прикладна математика та інформатика" (при підготовці бакалаврів) та за спеціальністю "Обчислювальні машини, комплекси системи та мережі" (при підготовці інженерів) вона може бути корисною при підготовці магістрів та аспірантів, а також усім студентам, які спеціалізуються в галузі комп'ютерних технологій. Книга також є гарною підмогою для системних програмістів та адміністраторів UNIX. Сподіваюся, що пильніший погляд на внутрішню організацію системи допоможе їм ефективніше вирішувати поставлені завдання та відкриє нові горизонти для експериментів.

Нарешті, книга може виявитися цікавою для широкого кола користувачів, які бажають більше дізнатися про цю операційну систему.

На кого розраховано цю книгу?

Безглуздо розумітися на операційній системі, не працюючи з нею. Насамперед, знання операційної системи, її організації та структури необхідне адміністратору, тобто. людині, яка відповідає за її супровід та налаштування. Завдання адміністратора численні – від реєстрації користувачів до конфігурації мережі, від створення резервних копій системи до налаштування продуктивності. Без розуміння принципового устрою операційної системи рішення всіх цих завдань перетворюється на заучування команд та пунктів меню, а позаштатні ситуації викликають паніку.

Знання операційної системи потрібне розробнику програмного забезпечення. Від того, наскільки ефективно використовуються ресурси операційної системи залежить швидкодія вашої програми. Не розуміючи принципів роботи, легко заплутатися у тонкощах системних викликів та бібліотечних функцій. Якщо ви працюєте з ядром системи - наприклад, розробляєте драйвер пристрою, - без знання системи ви не просунетеся ні на крок.

Нарешті, якщо ви просто користувач, знання операційної системи обмежується тими завданнями, які вам необхідно вирішувати в процесі роботи. Швидше за все це кілька команд, а якщо ви працюєте з графічною оболонкою, то і цього вам не знадобиться. Але чи так приємно працювати з чорною скринькою?

Прийняті позначення

Системні виклики, бібліотечні функції, команди shell виділені у тексті курсивом, наприклад open(2), cat(1) або printf(3S). У дужках вказується розділ електронного довідника man(1) (опис довідника наведено у додатку А).

Структури даних, змінні та внутрішні функції підсистем ядра, вихідні тексти програм та приклади роботи у командному рядку надруковані шрифтом фіксованої ширини. Наприклад, d_open(), sleep() або приклад програми:

У прикладах роботи в командному рядку введення користувача виділено жирним шрифтом фіксованої ширини, наприклад:

$ passwd

Enter old password:

Імена файлів виділені напівжирним зображенням, наприклад /etc/passwdабо .

Клавіші клавіатури показані курсивом і поміщені в кутові дужки, наприклад< Del >або< Ctrl >+< C >(В останньому випадку показана комбінація клавіш).

Короткий вступ до операційних систем. Навчальний посібникПетро Стащук

(Поки оцінок немає)

Назва: Короткий вступ до операційних систем. Навчальний посібник

Про книгу Петро Стащук «Короткий вступ до операційних систем. Навчальний посібник"

Застосування обчислювальної техніки може бути ефективним без знання сучасного програмного забезпечення, основу якого становлять операційні системи та його оболонки. Вивчаючи запропонований теоретичний курс, студенти повинні отримати уявлення про можливості операційних систем, їх структуру, принципи організації та функціонування, правила конфігурування тощо. сучасного програмного забезпечення під час навчання та у професійній діяльності.

Для студентів, аспірантів, викладачів ВНЗ.

На нашому сайті про книги сайт ви можете завантажити безкоштовно без реєстрації або читати онлайн книгу Петро Стащук «Короткий вступ до операційних систем. Навчальний посібник» у форматах epub, fb2, txt, rtf, pdf для iPad, iPhone, Android та Kindle. Книга подарує вам масу приємних моментів та справжнє задоволення від читання. Придбати повну версію ви можете у нашого партнера. Також, у нас ви знайдете останні новини з літературного світу, дізнаєтесь про біографію улюблених авторів. Для письменників-початківців є окремий розділ з корисними порадами та рекомендаціями, цікавими статтями, завдяки яким ви самі зможете спробувати свої сили в літературній майстерності.

Цитати з книги Петро Стащук «Короткий вступ до операційних систем. Навчальний посібник"

Управління основними ресурсами комп'ютера (процесорами, пам'яттю, зовнішніми пристроями), особливостями використаних методів проектування, типами апаратних платформ, областями застосування.

ОС захищає користувача від безпосередньої роботи з апаратурою комп'ютера та надає йому простий інтерфейс, самостійно вирішуючи низькорівневі проблеми управління апаратним забезпеченням.

Операційна система – набір програм, що забезпечують керування даними та виконання програм користувачів, що координують розподіл комп'ютерних ресурсів та підтримують взаємодію з користувачами.

Перші ОС - системи пакетної обробки (резидентні монітори).

Обчислювальна система (ВС) є комплексом технічних і програмних засобів, призначений для автоматизації вирішення інформаційних завдань користувача.

OS/2, VMS, VAX, Win32, UNIX — із цими операційними системами познайомиться читач «Вступ до операційних систем» Д.В.Иртегова. Архітектура ОС, розподіл пам'яті, файлові системи, забезпечення безпеки та багато іншого розглядається у цьому навчальному посібнику.

Сучасний користувач звичайно ж, знайомий з операційними системами сімейства Win32, але навряд чи знає про існування цього сімейства, чув, можливо, про щось під назвою Linux, але заважає «у купу» всі UNIX-подібні ОС, не роблячи між ними різниці, навряд чи пам'ятає про таку систему, як OS/2 і точно не знає, що саме їй зобов'язана існуванням нинішня гілка сімейства MS Windows. Про таку ж вкрай специфічну для банків та оборонних структур ОЗ, як VMS, він точно не має жодного уявлення. Навчальний посібник «Введення в операційні системи» заповнює цю прогалину в освіті читача, розповідаючи про архітектуру всіх цих ОС, їх файлові системи, роботу з апаратурою та подіями, реалізацією багатозадачності та обробки транзакцій, систем безпеки операційних систем та інших питаннях, абсолютно необхідних для майбутніх спеціалістів у галузі обчислювальної техніки.

Сьогодні важко собі уявити сучасну людину комп'ютером, що не володіє. А для ефективної роботи з цією технікою користувачеві потрібно розбиратись у різних форматах файлів Microsoft Windows. До найбільш популярних текстових, графічних та звукових форматів відносяться такі, як TeX, PDF, TIFF, HTML, GIF, AVI, MPEG, JPEG, CGML, MIME, QuickTime, PNDZIP, VRML, XXE, UUE, WAVE і т.п.

Книга розповідає про те, як правильно розпаковуються файли, які піддавалися стиску різними архіваторами, як правильно робити кодування та декодування даних. Вивчивши довідник "Формати файлів Microsoft Windows XP" (автор Борис Леонтьєв), читач навчиться визначати "сліди" тих утиліт, які впливали на файли, що потрапили до його комп'ютера.

Відмінною рисою цього підручника є грамотно побудоване поєднання теоретичних засад побудови операційної системи з реалізованими практично прикладами. У третьому виданні цього підручника докладно висвітлено алгоритми керування пам'яттю. Більш детально викладено основи передачі повідомлень, міжпроцесорної взаємодії, детально описаний кожен із процесів. Розглянуто такі поняття, як семафори, монітори, драйвери пристроїв. Приділено увагу реалізації введення-виведення інформації, розробці файлових систем, забезпечення захисту та безпеки даних.

Підручник Еге. Таненбаум, А. Вудхалл «Операційні системи. Розробка та реалізація» додатково укомплектований компакт-диском, на який записаний вихідний код діючої UNIX-сумісної ОС MINIX. Це дає можливість детально розглянути практично особливості роботи кожного з її компонентів і операційної системи як єдиного цілого.

У виданні, призначеному для тих, хто цікавиться сучасними програмними розробками та розвитком продукції Microsoft, розповідається про додатки на платформі 2003. Інформація зібрана Ю. Купцевичем «з перших рук» – «Альманах програміста» створено на базі журналів, авторами яких є самі розробники та тестери обговорюваних додатків .

Цей навчальний посібник витримує вже друге видання і є офіційно рекомендованим Міністерством освіти Росії підручником. У ньому послідовно розповідається про пристрій систем UNIX – їх архітектуру, інтерфейси, підпрограми, взаємодію з апаратним забезпеченням та мережеву взаємодію. Книга «Операційна система UNIX» Робачевського та Немнюгіна оновлена ​​відповідно до вимог часу та буде корисна професійним програмістам та системним адміністраторам.

Видання присвячене базовим механізмам роботи Windows. У книзі розглядаються всі етапи виконання операцій, починаючи з звернення до регістру процесора і закінчуючи виведенням екран повідомлення графічного інтерфейсу. Багато уваги приділено переходам системи з одного режиму в інший, причинам появи «синіх екранів смерті», особливостям файлової системи NTFS. Книга Руссиновича "Внутрішній пристрій Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP, Windows 2000. Майстер-клас" - це збірка найкориснішої для системних адміністраторів великих організацій та співробітників сервісних центрів інформації.

Цей підручник було створено викладачами Санкт-Петербурзького державного університету аерокосмічного приладобудування за матеріалами однойменного курсу. Книга відрізняється об'ємністю і різнобічності – до неї включено розгляд питань від найпростіших, зокрема, від базових понять системного програмування, до складних. Наприклад, до особливостей мікроархітектури процесорів х86. Відповідність державним стандартам дозволяє використовувати «Системне програмне забезпечення» Гордєєва та Молчанова як посібник для підготовки до перевірок знань. Проте основна цінність книги – її корисність у практичній діяльності системного адміністратора чи програміста.

Книга описує можливості та вразливості системи Windows 2000, які мало кому відомі та рідко коли використовуються. Вона складається з кількох великих розділів, призначених для вдосконалення навичок професіоналів, та програм зі списками команд Kernel Debugger, функцій API ядра та елементами підпрограм ОС. У «Недокументованих можливостях Windows 2000» Свен Шрайбер розповідає про роботу з інтерфейсом Native API, використання механізмів налагодження Windows 2000 та дослідження її пам'яті, про звернення до ядра системи з режиму користувача, розробку драйверів режиму ядра і багато іншого. Так що книга буде корисна фахівцям, які бажають створювати максимально ефективні програми і готові розбиратися в працях Microsoft на глибоко рівні.

Написаний професійним розробником довідково-навчальний посібник по Windows Embedded буде корисним не тільки початківцям, а й професійним програмістам, оскільки містить весь широкий спектр практичної інформації — від «порад початківців» до професійних секретів автора.

Microsoft Windows Embedded 2009 - найбільш стійка і поширена на сьогоднішній день з усіх Windows-систем, що вбудовуються, створена на основі Windows XP. При всій своїй схожості з XP, вона досить відрізняється від своєї прародительки, щоб вивчення програмування під неї вимагало окремого вивчення. Книга Станіслава Павлова «Основи Windows Embedded Standard 2009» висвітлює не тільки технічні питання, що постають перед розробником Windows Embedded, але й іншу практичну інформацію, про яку автор підручника пише, виходячи з особистого професійного досвіду.

Посібник буде корисним як розробникам-початківцям — за умови послідовного освоєння матеріалу голова за главою, так і професійним програмістам, які знайдуть тут чимало корисної довідкової інформації. Для досвідчених розробників будуть корисними і професійні поради автора, які також підкріплені «живими» практичними прикладами.

Присвячена швидше розгляду концепції операційних систем як таких, ніж певної ОС, цей підручник призначений для студентів та аспірантів, які вивчають швидше інформатику, ніж програмування як таке.

Схвалена Міністерством освіти, ця книга призначена для студентів спеціальності «Інформатика та обчислювальна техніка» як навчальний посібник з предмету «Операційні системи» та аспірантів, які займаються теоретичною стороною інформатики у її первісному розумінні, тобто «науки про обробку інформації». Тут ви не знайдете інформації про складання ядра системи під якийсь конкретний процесор, налаштування режимів відеокарти або оптимізації файлової системи, управління ролями користувачів і груп - на відміну від безлічі практикумів і довідників, присвячених Windows або Unix, цей навчальний посібник розглядає суто теорет точки зору концепції операційних систем як таких. Фундаментальні принципи побудови ОС, що розглядаються в цій книзі, справедливі практично для всіх існуючих на сьогоднішній день операційних систем.

Практичним IT-фахівцям підручник «Мережеві операційні системи» Наталії та Віктора Оліферов також може бути корисним як джерело «академічних» знань під час співбесіди в компаніях, де в першу чергу орієнтуються на академічність офіційної освіти, ніж на практичні навички претендентів.

Завантажень: 8365

Найвідомішими з усіх операційних систем зараз, безперечно, є сімейство Windows корпорації Microsoft. Однак, незважаючи на свою популярність, Windows не перша та не єдина операційна система у світі.

28.04.2014
Nathan Wallace, Anthony Sequeira - Windows® 2000 Registry

Завантажень: 596

Перший і Foremost, ми хотіли б сказати Charlotte Carpentier, Acquisitions Editor в Coriolis. Also, особливі погляди на Greg Balas, які служили як Project Editor, і Peggy Cantrell, які служать як Production Coordinator для книги.

27.04.2014
А. Чекмарьов - Windows 7 Керівництво адміністратора

Завантажень: 12818

Посібник з операційної системи Microsoft Windows 7 орієнтовано досвідчених користувачів та мережевих адміністраторів. Розкрито численні можливості всіх редакцій Windows 7, детально розглянуто всі аспекти використання системи: від встановлення до способів відновлення.

27.04.2014
М. Руссинович - Внутрішній пристрій Microsoft Windows

Завантажень: 9066

Шосте видання цієї легендарної книги присвячене внутрішньому устрою та алгоритмам роботи основних компонентів операційної системи Microsoft Windows 7, а також Windows Server 2008 R2.

17.04.2014
Річард Саймон-Microsoft Windows API. Довідник системного програміста

Завантажень: 8967

Операційні системи сімейства Windows перевели на абсолютно новий якісний рівень методологію розробки прикладних додатків, які виконуються пож управлінням цих операційних систем. Незважаючи на достаток потужних інструментальних засобів створення програм, знання інтерфейсу програмованих прикладних додатків (API) – основи всіх основ – ось ключ до написання програм, які можуть зайняти гідне становище на ринку.

17.04.2014
Arnold Robbins, Elbert Hannah, і Linda Ламб-Леорнування vi і Vim Editors. 7th ed.

Завантажень: 799

The's nothing that hard-core Unix and Linux users are more fanatical that their text editor. s. vi has been the standard editor for close to 30 years. Popular on Unix і Linux, це має зростаючий following на Windows systems, too. Більшість випробуваних систем адміністраторів citevi as their tool of choice. And since 1986, ця kniha been the guide for vi.