ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Требования, предъявляемые к современным операционным системам

Главным требованием, предъявляемым к операционной системе, является выполнение ею основных функций эффективного управления ресурсами и обеспечение удобного интерфейса для пользователя и прикладных программ. Современная ОС, как правило, должна поддерживать мультипрограммную обработку, вир­туальную память, свопинг, многооконный графический интерфейс пользова­теля, а также выполнять многие другие необходимые функции и услуги. Кроме этих требований функциональной полноты к операционным системам предъ­являются не менее важные эксплуатационные требования.

К эксплуатационным относят следующие требования:

  • совместимости — ОС должна включать средства для выполнения при­ложений, подготовленных для других ОС;
  • переносимости — обеспечение возможности переноса ОС с одной аппа­ратурной платформы на другую;
  • надежности и отказоустойчивости — предполагает защиту ОС от вну­тренних и внешних ошибок, сбоев и отказов;
  • безопасности — ОС должна содержать средства защиты ресурсов одних пользователей от других;
  • расширяемости — ОС должна обеспечивать удобства внесения последу­ющих изменений и дополнений;
  • производительности — система должна обладать достаточным быстродей­ствием.

Назначение систем управления файлами — организация более удобного до­ступа к данным, организованным как файлы. Благодаря таким системам, на­зываемым также файловыми системами (ФС), вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной записи исполь­зуется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем. Выделение этого вида системного программного обеспечения в отдельную категорию свя­зано с тем, что в последние годы многие ОС позволяют работать с нескольки­ми различными файловыми системами. Процедура добавления дополнительной файловой системы получила название монтирование файловой системы.

История развития файловых систем позволяет выделить три основных раз­новидности таких систем:

  • простейшие ФС, определяющие хранение файлов в единственном корне­вом каталоге носителя. Подобным образом хранились данные в файловой си­стеме TR-DOS на компьютере Sinclair ZX-Spectrum. В настоящее время про­стейшие файловые системы практически не используются;
  • иерархические ФС, обеспечивающие хранение файлов в древовид ной струк­туре каталогов. Данная разновидность ФС является самым распространенным видом ФС. В персональных компьютерах, начиная с 90-х гг. прошлого века, применяются практически только они;
  • реляционные, ассоциативные ФС, обеспечивающие другие методы иденти­фикации данных. Применяются крайне редко.

Современные ФС имеют ряд характеристик, позволяющих провести дета­лизированную оценку той или иной системы. К этим характеристикам можно отнести: максимальный объем носителя, поддерживаемый ФС, максимальный размер файла, устойчивость к сбоям, наличие механизма управления правами доступа, шифрование, сжатие, поддерживающие работы с ФС операционные системы. В табл. 8.1 приведены значения указанных выше характеристик для ряда наиболее распространенных файловых систем.

Таблица 8.1

Характеристики файловых систем

Фай­

ловая

систе­

ма

Макси­

мальный

объем

носителя

Макси­

мальный

размер

файла

Устой­чивость к сбоям Права

доступа

Шифро­

вание

Сжатие Поддерживается

ОС

FAT 12 32 МБ (225 Б) 32 МБ (225 Б) - - - - Windows 9х и NT, Linux, Mac OS
FAT 16 2 ГБ (231 Б) 2 ГБ (231 Б) - - - - Тоже
FAT32 2 ТБ 4ГБ (232 Б) - - - - »
NTFS 16 ЭБ

(264 Б -1 кБ)

16 ЭБ

(264 Б —1 кБ)

+ + + + Семейство Windows NT,

Mac OS X, Linux

Ext2 4 ТБ (241 Б) 4 ТБ (241 Б) - + - - Linux
Ext3 4 ТБ (241 Б) 4 ТБ (241 Б) + + - - Тоже
UFS 8 ЗБ (273 Б) 8 ЗБ (273 Б) + + +   ОС семейства BSD
 

 

Файловые системы различаются по устойчивости к сбоям:

Неустойчивые к сбоям, как правило, представляют собой простейшие ФС, полная согласованность которых обеспечивается во время работы не всегда. При сбое системы в моменты несогласованности возможна потеря данных или даже разрушение всей ФС целиком. Восстановление часто требует длительных и нетривиальных действий.

Устойчивые к сбоям системы представляют полностью согласованные струк­туры в любой момент времени существования файловой системы, таким об­разом, отсутствуют моменты, когда сбой может привести к потерям данных или разрушению ФС. Как правило, это журналируемые ФС, дублирующие все изменения структуры в специальной области — журнале и имеющие, таким образом, в случае сбоя возможность завершить незавершенную операцию или откатить ФС в состояние до сбоя.

Разделение прав доступа. Разделение прав доступа существует практически во всех файловых системах, использующихся на многопользовательских ОС. Как правило, это возможность установить отдельные права доступа для вла­дельца, группы владельца и остальных пользователей на чтение, запись и ис­полнение. Такая схема обычна для Posix-совместимых ОС.

В файловой системе NTFS возможна более гибкая настройка прав доступа (для каждого пользователя). Права автора/влад ельца объекта в Windows позво­ляют пользователю, создавшему файл, управлять доступом к нему. Например, если руководитель отдела ИТ работает над конфиденциальными документами, касающимися деловой и информационной политики компании, и хочет от­крыть доступ к этим документам сотрудникам из других отделов, он может просто дать соответствующие права любым пользователям и группам и запре­тить доступ тем, кому видеть эти файлы не положено. Все разрешения хранят­ся в списках управления доступом (Access Control List — ACL). В Windows Server 2008 предусмотрена новая встроенная функция «Права владельца» (Owner Rights), позволяющая администратору отменять ограничения, установленные автором/владельцем документа.

Шифрование. Шифрование — защита информации от считывания непо­средственно с носителя, в обход ограничений прав доступа, используется в не­которых файловых системах. У NTFS шифрование — это одна из возможностей, пользователь можетвыбрать файлы и каталоги, которые он хочет зашифровать. Некоторые файловые системы специально приспособлены для шифрования данных, это, например, CryptoFS, или PGPDisk.

Сжатие. Сжатие файлов может обеспечиваться как специальной файловой системой, так и дополнительной возможностью обычных ФС. Из некогда по­пулярных средств можно упомянуть DriveSpace, систему, создававшую вирту­альный сжатый диск под MS-DOS. Также сжатие — одна из возможностей, предлагаемых NTFS. При этом с позиций пользователя и приложений сжатые файлы ничем не отличаются от несжатых.

Различие проявляется в занимаемом пространстве и в скорости доступам к данным. Однозначно сказать о приросте или падении скорости доступа нель­зя — с одной стороны, требуется дополнительное процессорное время на сжа- тие/распаковку файлов, с другой стороны, есть выигрыш во времени считыва­ния с носителя.

Восстановление удаленных файлов. Во многих файловых системах при уда­лении файла он не исчезает бесследно, а только получает отметку «удален», что означает, что пространство, которое было занято файлом, может быть повтор­но использовано для хранения другой информации. Как правило, такие файлы, если поверх них ничего не записано, можно восстановить специальными сред­ствами.

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки, назначение которых — расширить возможности по управлению ОС. В качестве примера можно назвать различные варианты гра­фического интерфейсах Window в UNIX-подобных ОС. Первоначально такие программы назывались файловыми менеджерами. Такое название часто исполь­зуют и сегодня. Популярность данного вида системного ПО определяется тем, что эти программы существенно упростили работу пользователя в период ис­пользования командной строки, прежде всего за счет использования функци­ональных клавиш. Точкой отсчета можно назвать легендарную программу Norton Commander. Затем появились ее клоны \blkov Commander и FAR Manager. Уход со сцены DOS-подобных ОС не привел к исчезновению интерфейсных оболочек. Напротив, графический интерфейс стал неотъемлемой частью со­временных ОС.

Выделяют два типа файловых менеджеров: навигационные и двупанельные.

Навигационные файловые менеджеры позволяют работать с набором окон, каждое из которых может содержать перечень файлов и/или каталогов, а также ряд системных объектов, специфических для той или иной ОС. Например, Рабочий Стол или Мой Компьютер иногда поддерживается переключением между этими режимами.

Двупанельные файловые менеджеры в общем случае имеют две равноценных панели для отображения списка файлов, дерева каталогов и т.п.

В табл. 8.2 представлены наиболее известные файловые менеджеры для раз­личных ОС.

В целом, интерфейсные оболочки значительно повышают уровень пользо­вательского интерфейса, позволяют наиболее полно удовлетворить потребно­сти пользователя по управлению компьютером посредством простых операций.

Ряд операционных систем могут организовывать выполнение программ, созданных для других ОС, путем создания соответствующих операционных сред, организуемых в рамках отдельных виртуальных машин. Для решения этой же задачи используются эмуляторы, позволяющие смоделировать в одной опера­ционной системе какую-либо другую ОС. Таким образом, термин «операци­онная среда» означает соответствующий интерфейс, необходимый программам для обращения к ОС с целью получения определенного сервиса.

Утилиты представляют собой специальные системные программы, с по­мощью которых можно обслуживать либо операционную, либо вычислительную

 

систему. Важно понимать, что утилиты могут правильно работать только в со­ответствующей операционной системе.

Таблица 8.2

Наиболее известные файловые менеджеры

Операционные системы Двупанельные файловые менеджеры Навигационные файловые менеджеры
DOS Norton Commander DOS Navigator \blkov Commander DOS Shell  
Microsoft Windows Directory Opus FAR Manager FreeCommander Frigate

Total Commander NexusFile Unreal Commander ViewFD

Проводник Windows (англ. Windows Explorer) — встроен в Windows Directory Opus Q-Dir
POSIX (GNU/Linux, BSD и т.д.) Midnight Commander

Krusader

Wbrker

GNOME Commander Tux Commander Beesoft Commander

Konqueror — поставляется c KDE Nautilus — поставляется c GNOME ROX-Filer — поставляется c ROX Desktop Thunar — поставляется c Xfce Dolphin — поставляется c KDE 4 Krusader Wbrker
Mac OS X Finder Path Finder
 

 

С точки зрения связи с операционной системой можно различать:

  • независимые утилиты, не требующие для своей работы операционной системы;
  • системные утилиты, входящие в поставку ОС и требующие ее наличия.

По выполняемым функциям можно выделить следующие утилиты:

  • диспетчеры файлов;
  • архиваторы (с возможным сжатием данных);
  • средства предотвращения несанкционированного доступа;
  • диагностики аппаратного или программного обеспечения;
  • восстановления после сбоев;
  • обслуживания внешних магнитных носителей, в частности, средства деф­рагментации диска;
  • средства установки и деинсталляции программ;
  • управления процессами.

Инструментальное программное обеспечение, или системы программирова­ния — это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования.

Основными элементами системы программирования являются транслятор (компилятор) с соответствующего языка программирования, библиотеки под-

 

программ, компоновщики, отладчики, загрузчики. Любая система программи­рования может работать только под управлением операционной системы, под которую она создана.

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке про­граммирования нужно иметь следующие компоненты:

  • Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы.
  • Транслятор ши интерпретатор. Исходный текст с помощью программы- компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным ко­дом, который затем надо объединить в одно целое.
  • Редактор связей ши компоновщик, который выполняет связывание объ­ектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение — ис­полнимый код.

Исполнимый код — это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ехе или .сот.

  • Загрузчик — часть системы программирования, загружающая созданный исполнимый код в память ЭВМ для выполнения.

В последнее время получили распространение визушьные методы програм­мирования, ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специ­альных редакторов.

К наиболее популярным системам программирования с использованием визуальных средств можно отнести:

  • Borland Delphi — предназначен для решения практически любых задач прикладного программирования;
  • Borland C++ Builder — отличное средство для разработки DOS- и Windows- приложений;
  • Microsoft Visual Basic — популярный инструмент для создания Windows- программ;
  • Microsoft Visual C++ — средство, позволяющее разрабатывать любые при­ложения, выполняемые в среде ОС типа Microsoft Windows.
Добавить комментарий

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Синергетическое моделирование сложных систем

  Основная идея системного анализа сложных систем состоит в применении общих принципов декомпозиции системы на отдельные элементы и установ­лении связей между ними, в определении цели исследования и этапов для до­стижения …

Морфологическое описание и моделирование сложных систем

Системы управления строительством относятся к сложным или большим, или системам со сложной структурой. Сложные системы состоят из большого числа взаимосвязанных подсистем, в связи с чем для их описания требуется большой …

ФОРМАЛИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

  Естественные языки используются для создания описательных информа­ционных моделей. С помощью формальных языков строятся формальные ин­формационные модели (математические, логические и др.). Одним из наиболее широко используемых формальных языков является математика. …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua