Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

В связи с внедрением информационных технологий (ИТ) во все сферы общества, происходит модернизация многих процессов. В современном мире применение ИТ занимают одну и ведущих ролей в жизнедеятельности человека. Благодаря применению высокоэффективного программного обеспечения (ПО) и информационных систем (ИС) ускоряется деятельность многих предприятий мира и повышается качество их работы. Одной из таких важных технологий являются сетевые операционные системы.

Начало операционных система (ОС) берет еще с 1974 года для 8разрядных машин [1–3]. ОС называют комплекс ПО для организации взаимодействия между пользователями, программными технологиями и средами, аппаратными средствами и управления ресурсами персонального ПКа (ПК). Работа с ОС предполагает имение навыков для работы с основными системными утилитами и знаний о возможностях их использования.

Спецификой же сетевой ОС является использование аппаратных средств подключения к сетевым адаптерам через модемы с обеспечение доступа к таким средствам, как устройства, информация, приложения, которые также являются ресурсами сети [4].

В сетевых операционных системах пользователи могут получить доступ к ресурсам другого сетевого ПК, только при этом они должны знать об их наличии. При этом скорость обмена информацией может быть различная, в зависимости от типа соединения – от нескольких байтов за секунду до нескольких гигабайтов в секунду [5].

Важность развития ИС, ИТ, ПО отмечена в работах следующих авторов: О. Немолочнова, В Трофимова, Д Риччи Д. Орлики, О Уайт и других.

Согласно Закону Федеральный закон от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ Об информации, информационных технологиях и о защите информации [6], приоритетным является внедрение современных ИС и ИТ во всех отраслях, что эффективно влияет на качество учебного, научного, промышленного, сельско-хозяйственного и других процессов в государственных интересах. Сотрудники предприятия должны быть компетентны в области решений своих профессиональных задач с использованием ИТ, ИС и ПО.

С одной стороны, введение в действие этих документов позволило провести информатизацию общества и предприятий, а с другой стороны — это явилось ценным техническим средством обеспечения достижения желаемых целей предприятий с применением ИТ, ИС и ПО.

Применение СОС в различных организациях благоприятствует повышению эффективности работы современных компаний в обстановке психологического комфорта. Совершая незначительные недочеты, специалисты могут их быстро исправить с помощью современных ПКных технологий. Всё это способствует обеспечению сотрудников переходу от пассивного ручного рабочего дня к активному, получая при этом все новые знания и навыки. ПКные технологии открывают большие возможности активизации предпринимательской и информационной деятельности.

Актуальность курсовой работы определяется тем, что человечество, на основании приобретенного опыта, постоянно развивается. Поэтому для повышения качества работы многих предприятия РФ и уровня знаний специалистов они должны обладать подходящими приёмами с использованием ИТ, ИС, программирования и системного администрирования для того, чтобы с максимальной скоростью и без потери при этом качества выполнять действия, приводящие к увеличению прибыли организации и повышению конкурентоспособности выпускаемой продукции.

Предмет исследования – процесс использования сетевых операционных систем в жизнедеятельности человека.

Объект исследования - сетевые операционные системы.

Цель исследования - провести теоретические исследования применения сетевых операционных систем в современном мире.

Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить состояние проблемы СОС.
2. Выявить значение СОС в современной России.
3. Рассмотреть названия СОС, применяемые в РФ и мире.
4. Рассмотреть СОС, применяемые за рубежом.

Структура работы обусловлена ее целью и задачами и включает введение, основную часть, состоящую из трех глав, заключение и списка использованной литературы.

Глава 1. Основные понятия, связанные с СОП

1.1 Особенности СОС, применяемых в РФ

Огромное влияние на развитие ОС оказали успехи в совершенствовании элементной базы и вычислительной аппаратуры, поэтому многие этапы развития ОС тесно связаны с появлением новых типов аппаратных платформ, таких как мини-ПКы или персональные ПКы. Серьезную эволюцию операционные системы претерпели в связи с новой ролью ПКов в локальных и глобальных сетях. Важнейшим фактором развития ОС стал Интернет. По мере того как эта Сеть приобретает черты универсального средства массовых коммуникаций, ОС становятся все более простыми и удобными в использовании, включают развитые средства поддержки мультимедийной информации, снабжаются надежными средствами защиты. [7]

СОС составляет основу любой вычислительной сети. Каждый ПК в ней значительно автономен, поэтому под СОС понимают совокупность ОС отдельных ПК, которые взаимодействуют между собой для обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам – протоколам. В узком смысле сетевая ОС – это ОС отдельного ПКа, которая обеспечивает ему возможность работать в сети [8 – 11].

В сетевой операционной системе отдельной машины можно выделить несколько частей:

• средства управления локальными ресурсами ПКа (функции распределения оперативной памяти между процессами, планирования и диспетчеризации процессов, управления процессорами в мультипроцессорных машинах, управления периферийными устройствами и другие функции управления ресурсами локальных ОС);
• средства предоставления собственных ресурсов и услуг в общее пользование – серверная часть ОС (сервер);
• средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам и их использования;
• коммуникационные средства ОС, при помощи которых происходит обмен сообщениями в сети.

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

Одним из важнейших компонентов клиентской части СОС является редиректор (рис. 1). С его помощью происходит перехват и анализ всех запросов, поступающих от приложений.

Рисунок 1 – Внешний вид схемы взаимодействия ПК

Эффективным представляется путь разработки СОС, изначально предназначенных для работы в сети. Их сетевые функции глубоко встроены в основные модули, что обеспечивает их логическую стройность, простоту эксплуатации и модификации, а также высокую производительность.

1.2. Виды СОС, применяемых в РФ

В зависимости от того, как распределены функции между ПКами сети, сетевые операционные системы, а следовательно, и сети делятся на два класса: одно-ранговые и двух ранговые. Последние чаще называют сетями с выделенными серверами.

Если ПК предоставляет свои ресурсы другим пользователям сети, то он играет роль сервера. При этом ПК, обращающийся к ресурсам другой машины, является клиентом. ПК, работающий в сети, может выполнять функции либо клиента, либо сервера, либо совмещать обе эти функции [12].

Если выполнение каких-либо серверных функций является основным назначением ПКа (например, предоставление файлов в общее пользование всем остальным пользователям сети или организация совместного использования факса, или предоставление всем пользователям сети возможности запуска на данном ПКе своих приложений), то такой ПК называется выделенным сервером. В зависимости от того, какой ресурс сервера является разделяемым, он называется файл-сервером, факс-сервером, принт-сервером, сервером приложений и т.д.

На выделенных серверах желательно устанавливать ОС, специально оптимизированные для выполнения тех или иных серверных функций. Поэтому в сетях с выделенными серверами чаще всего используются сетевые операционные системы, в состав которых входит нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей. Например, сетевая ОС Novell NetWare имеет серверный вариант, оптимизированный для работы в качестве файл-сервера, а также варианты оболочек для рабочих станций с различными локальными ОС, причем эти оболочки выполняют исключительно функции клиента. Другим примером ОС, ориентированной на построение сети с выделенным сервером, является операционная система Windows NT. В отличие от NetWare, оба варианта данной сетевой ОС – Windows NT Server (для выделенного сервера) и Windows NT Workstation (для рабочей станции) – могут поддерживать функции и клиента и сервера. Но серверный вариант Windows NT имеет больше возможностей для предоставления ресурсов своего ПКа другим пользователям сети, так как может выполнять более широкий набор функций, поддерживает большее количество одновременных соединений с клиентами, реализует централизованное управление сетью, имеет более развитые средства защиты.

Выделенный сервер не принято использовать в качестве ПКа для выполнения текущих задач, не связанных с его основным назначением, так как это может уменьшить производительность его работы как сервера. В связи с такими соображениями в ОС Novell NetWare на серверной части возможность выполнения обычных прикладных программ вообще не предусмотрена, то есть сервер не содержит клиентской части, а на рабочих станциях отсутствуют серверные компоненты. Однако в других сетевых ОС функционирование на выделенном сервере клиентской части вполне возможно. Например, под управлением Windows NT Server могут запускаться обычные программы локального пользователя, которые могут потребовать выполнения клиентских функций ОС при появлении запросов к ресурсам других ПКов сети. При этом рабочие станции, на которых установлена ОС Windows NT Workstation, могут выполнять функции невыделенного сервера.

В сети с выделенным сервером все ПКы в общем случае могут выполнять одновременно роли и сервера, и клиента. Однако эта сеть функционально не симметрична: аппаратно и программно в ней реализованы два типа ПКов – одни, в большей степени ориентированные на выполнение серверных функций и работающие под управлением специализированных серверных ОС, а другие – в основном выполняющие клиентские функции и работающие под управлением соответствующего этому назначению варианта ОС. Функциональная несимметричность, как правило, вызывает и несимметричность аппаратуры – для выделенных серверов используются более мощные ПКы с большими объемами оперативной и внешней памяти. Следовательно, функциональная несимметричность в сетях с выделенным сервером сопровождается несимметричностью операционных систем (специализация ОС) и аппаратной несимметричностью (специализация ПКов).

В одно-ранговых сетях все ПКы равны в правах доступа к ресурсам друг друга. Каждый пользователь может по своему желанию объявить какой-либо ресурс своего ПКа разделяемым, после чего другие пользователи могут его эксплуатировать. В таких сетях на всех ПКах устанавливается одна и та же ОС, которая предоставляет всем ПКам в сети потенциально равные возможности. Одно-ранговые сети могут быть построены, например, на базе ОС LANtastic, Personal Ware, Windows for Workgroup, Windows NT Workstation.

В одно-ранговых сетях также может возникнуть функциональная несимметричность: одни пользователи не желают разделять свои ресурсы с другими, и в таком случае их ПКы выполняют роль клиента, за другими ПКами администратор закрепил только функции по организации совместного использования ресурсов, а значит, они являются серверами, в третьем случае, когда локальный пользователь не возражает против использования его ресурсов и сам не исключает возможности обращения к другим ПКам, ОС, устанавливаемая на его ПКе, должна включать и серверную, и клиентскую части. В отличие от сетей с выделенными серверами, в одно-ранговых сетях отсутствует специализация ОС в зависимости от преобладающей функциональной направленности – клиента или сервера. Все вариации реализуются средствами конфигурирования одного и того же варианта ОС.

Одно-ранговые сети проще в организации и эксплуатации, однако они применяются в основном для объединения небольших групп пользователей, не предъявляющих больших требований к объемам хранимой информации, ее защищенности от несанкционированного доступа и к скорости доступа. При повышенных требованиях к этим характеристикам более подходящими являются двух ранговые сети, где сервер лучше решает задачу обслуживания пользователей своими ресурсами, так как его аппаратура и сетевая операционная система специально спроектированы для этой цели.

1.3 Модели сетевых служб и распределенных приложений

Типичным является сетевое приложение, состоящее из двух частей. Одна часть приложения работает на ПК, хранящем базу данных большого объема, а вторая — на ПК пользователя, который хочет видеть на экране некоторые статистические характеристики данных, хранящихся в базе. При этом существуют случаи, когда приложение распределено в СОС, состоящей из большого количества ПК [13].

Наиболее распространенные случаи следующие. Пользуется популярностью применение методики двухзвенных схем разделения приложений. Она является наиболее распространенной является двухзвенная схема, распределяющая приложение между двумя ПК. Перечисленные выше типовые функциональные части приложения можно разделить между двумя ПКами различными способами.

Типовые реализации такой схемы следующие. ПК пользователя работает как терминал, который выполняет лишь функции представления данных, тогда как все остальные функции передаются центральному ПК. Его ресурсы используются в этой схеме в незначительной степени. Но оказываются загруженные только графические средства подсистемы ввода-вывода ОС, отображающие на экране окна и другие графические примитивы по командам центрального ПК, а также сетевые средства ОС, которые принимают из сети команды центрального ПК и возвращающие данные о нажатии клавиш и координатах мыши.

В схеме «файловый сервер» на клиентской машине выполняются все части приложения, кроме файловых операций. При этом в сети имеется ПК, который играет роль файлового сервера, представляя собой централизованное хранилище данных, находящихся в разделяемом доступе. Распределенное приложение в этой схеме мало отличается от полностью локального приложения. Единственным отличием является обращение к удаленным файлам вместо локальных. Такая схема обладает хорошей масштабируемостью, так как дополнительные пользователи и приложения добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный узел — файловый сервер.

Рисунок 2 – Варианты распределений частей приложения по двухзвенной схеме: централизированная (а); «файловый сервер» (б); равномерное распределение функций (в)

Вторая схема разделения приложение СОС называется трехзвенной Она позволяет еще лучше сбалансировать нагрузку на различные ПКы в сети, а также способствует дальнейшей специализации серверов и средств разработки распределенных приложений. Пример такой схемы представлен на рис. 4

Рисунок 4 – Внешний вид трехзвенной схемы распределения частей приложения СОС

Трехзвенные схемы часто применяются для централизованной реализации в сети некоторых общих для распределенных приложений функций, отличных от файлового сервиса и управления базами данных. Программные модули, выполняющие такие функции, относят к классу middleware – то есть промежуточному слою, располагающемуся между индивидуальной для каждого приложения логикой и сервером баз данных.

Сервер приложений должен базироваться на мощной аппаратной платформе. ОС сервера приложений должна обеспечивать высокую производительность вычислений, а значит, поддерживать многопоточную обработку, вытесняющую многозадачность, мультипроцессирование, виртуальную память и наиболее популярные прикладные среды.

Глава 2. СОС, применяемые в РФ

2.1 Обзор СОС, использующихся в РФ

Практически все современные ОС поддерживают работу в сети. Однако в качестве ОС чаще всего используются В данном разделе курсовой работы кратко описаны такие СОС, которые чаще всего применяют для сервера. Это Nowell NetWare, Unix, Linux и Windows Server, MacOS X, OS/2 Warp Server, BeOS [14].

Если рассматривать СОС Novell NetWare, то это одна из первых коммерческих СОС, которые позволяют строить сети произвольной топологии, состоящих из разнородных ПК. Если раньше сетевые ОС сильно зависели от конкретной конфигурации сети, то ОС Nowell NetWare стала первой универсальной сетевой ОС. Любая сетевая карта, имеющая драйвер ODI (Open Datalink Interface) может использоваться в сетях Nowell. Благодаря такой универсальности ОС быстро завое­вала рынок, и долгое время оставалась основной ОС для локальных сетей. С 1990 года даже фирма IBM стала перепродавать NetWare, и по сегодняшний день эта ОС исполь­зуется достаточно широко.

Наиболее широко распространены СОС Windows. Ее применяют как на рабочих станциях (Windows 16, Windows Vista), так и на серверах (Windows Server различных версий). Такие СО имеют хорошо продуманный графический интерфейс, который облегчит работу с ними слабо подготовленным пользователям.

Однако, с точки зрения сетевой безопасности, она оставляет желать лучшего. Негативную роль здесь играет и скрытность системы, отсутствие возможности изменить и протестировать её программный код под свои нужды. Если для быстрого развертывания и простоты обслуживания локальной сети целесообразно использовать Windows, то для Internet-сервера лучше использовать различные клоны Unix и Linux. Эти утверждения подтверждаются фактическим материалом: по данным исследовательского сайта void.ru не более 16% серверов домена RU используют Windows, а 60% приходится на Linux и клон Unix ОС FreeBSD.

Также популярными СОС являются Unix, Linux. Они применяются давно, но актуальны и на сегодняшний день. Существует множество клонов Unix - практически ничем не отличающихся друг от друга операционных систем разных производителей: FreeBSD, BSD Unix (университет Berkley), SunOS, Solaris (фирма Sun Microsystems), AIX (фирма IBM), HP-UX (фирмы Hewlet Packard), SCO (фирмы SCO) и др. Самым популярным клоном Unix пожалуй является FreeBSD, в основном из-за того, что ее исходные тексты распространяются свободно, что позволяет произвольно переделывать

Отличительным свойством FreeBSD является целостность. Исходный код ядра, драйверов устройств и базовых пользовательских программ, таких как командные оболочки и прочие, содержится в одном дереве системы управления версиями (до 31 мая 2008 — CVS, сейчас — SVN). Это и является отличием FreeBSD от GNU/Linux. А многочисленные группы собирают это всё в единое целое и выпускают в виде различных дистрибутивов.

Одной из главных причин применения FreeBSD – её стабильность. По данным компании Netcraft (netcraft.com), изучавшей сайты с самым продолжительным календарным временем беспрерывной работы, из 50 первых в её списке сайтов 47 функционирует под управлением FreeBSD.

Структура файловой системы, система разграничения доступа и основные коман­ы в Linux и Unix сходны. С точки зрения пользователя, основным отличаем Linux является большая надежность и скорость работы, большая защищенность файловой системы (в том числе и от вирусов) и более профессиональные средства работы с локальной сетью и Internet. В то же время использование этой операционной системы требует хорошего уровня профессиональной подготовки и готовности решать не стандартные проблемы самостоятельно.

Применяют также и СОС MacOS X. Она ориентирована на использование в качестве ОС для сервера. Это СОС для ПКMacintosh, в осно­ву построения которой были положены те же принципы, что и в ОС Unix. Фирма Apple создала операционную систему, которая сочетает в себе удобный графический интерфейс MacOS и зарекомендовавший себя "профессионализм" Unix систем. Если ваш сервер является ПКом Macintosh (процессор PowerPC), то использование MacOS X в качестве ОС более чем приемлемо. В настоящее время (начало 2009 года) пользователям доступна версия системы Mac OS X 10.5 (Leopard).

Применяют также ОС QNX, которая была разработана канадской фирмой QNX Software Systems, Ltd. для систем реального времени, т.е. ПКных систем в которых необходима "быстрая реакция" операционной системы (порядка нескольких микросекунд). Системы реального времени применяются в управлении технологическими процессами (автоматизированные производства, ТЭЦ, атомные станции).

Название QNX происходит от сокращения Quick Unix (быстрый Unix). QNX - это система, построенная по стандарту POSIX (общий стандарт для всех Unix - систем), но отличающаяся чрезвычайно небольшими размерами и быстродействием. QNX считается одной из лучших реализаций концепции микроядерных операционных систем. Микроядро QNX занимает всего 32 килобайта. Этого удалось добиться за счет того, что в состав микроядра включены только самые необходимые функции (управление реальной памятью; создание, переключение и взаимодействие между процессами; управление сетевым взаимодействием), а все прочие менеджеры ресурсов ОС являются такими же процессами, как и процессы пользователей. ОС QNX не требовательна к аппаратуре: для ее нормальной работы достаточно Pentium 200 c 32 Мб RAM.

Хочется подчеркнуть, что основное назначение QNX - это использование в сетях автоматизированного управления производством реального времени. И хотя при помощи QNX можно организовать узел Internet или файл-сервер локальной сети, лучше для этих целей пользоваться другими операционными системами.

После 2004 года интерес в мире к QNX начал угасать. QNX сохранила популяр­ность в основном в СНГ, а так же в Германии, благодаря агрессивной рекламе и усилиям дистрибъютеров. В сентябре 2007 года компания QNX Software Systems обьявила о том, что исходный код ОС QNX Neutrino будет открыт, но для коммерческого использования QNX Neutrino необходимо приобрести лицензию.

Также применяют Мэйнфрейм - это высокопроизводительный ПК со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ. Под мэйнфреймом часто понимают ПК c архитектурой IBM System/360, 370, 390, zSeries. Мэйнфреймы архитектуры IBM System/390 представляют собой эволюционное развитие ряда System/360 - System/370 и отличаются большим объемом возможностей, реализованных на аппаратном уровне: мультипроцессорную обработку, средства создания системных комплексов, объединяющих несколько мэйнфреймов, средства логического разделения ресурсов вычислительной системы, встроенный криптографический процессор, высокоэффективную архитектуру каналов ввода-вывода и т.д. Особенности и характеристики современных мейнфреймов:

• cреднее время наработки на отказ оценивается в 12-15 лет. Надежность мейнфреймов - это результат почти 60-летнего их совершенствования. Группа разработки VM/ESA затратила двадцать лет на удаление ошибок из операционной системы, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях;
• повышенная устойчивость систем. Мейнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счет использования следующих принципов: дублирование (два резервных процессора, запасные микросхемы памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам), горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров, целостность данных. В мейнфреймах используется память, исправляющая ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода- вывода. Дисковые подсистемы построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования защищают от потерь данных;
• рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80—95 % от их пиковой производительности. Для UNIX-серверов, обычно, рабочая нагрузка не может превышать 20—30 % от пиковой загрузки. Серверы типа Unix или Microsoft Windows чтобы быть устойчивыми должны выполнять единственное приложение, то есть под каждое приложение типа базы данных, промежуточного ПО или интернет-сервера должна быть выделена отдельная машина, в то время как операционная система мейнфрейма будет тянуть всё сразу, причем все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие куски ПО;
• пропускная способность подсистемы ввода-вывода мейнфреймов разработана так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод;
• масштабирование может быть как вертикальным так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой высокопроизводительных процессоров (от 5 до 200 MIPS) и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном ПКе.

Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в Sysplex (System Complex) - многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым ПКом. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределенный Sysplex называют GeoPlex. В случае использования ОС VM для совместной работы можно объединить любое количество ПКов. Программное масштабирование - на одном мейнфрейме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных ПКах и в тоже же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные;

• доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки;
• защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства, и Logical Partition, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами RACF или VM:SECURE, обеспечивают совершенную защиту;
• сохранение инвестиций - использование данных и существующих прикладных программ, не влечет дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных;
• пользовательский интерфейс всегда оставался наиболее слабым местом мейнфреймов. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфреймов, в кратчайшие сроки и при минимальных затратах, обеспечить современный интернет-интерфейс.

Современные ОС для мейнфреймов ESA (VSE/ESA, VM/ESA, MVS/ESA) представляют собой развитие ОС, работавших на System/360, System/370.

ОС VSE/ESA (Virtual Storage Extended) ориентирована на использование в конечных и промежуточных узлах сетей. Она функционирует на наименее мощных моделях мэйнфреймов. VSE эффективно выполняет пакетную обработку и обработку транзакций в реальном времени. Основное же назначение VSE - поддержка ПО, разработанного еще для System/360.

ОС VM/ESA (Virtual Machine) - гибкая интерактивная ОС, поддерживающая одновременное функционирование большого числа различных ОС на одной вычислительной системе, благодаря механизму виртуальных машин (ВМ). Монитор виртуальных машин (МВМ) распределяет ресурсы между виртуальными машинами. У каждой ВМ создается "впечатление", что в ее монопольном распоряжении имеется целая ЭВМ со всеми ее ресурсами, и ВМ представляет собой самостоятельный ПК. На самом же деле ВМ владеет не всеми ресурсами вычислительной системы, а лишь теми из них, которые для нее выделил МВМ. Причем, это может быть как часть реальных ресурсов, так и ресурс, которого в вычислительной системе на самом деле нет, но МВМ моделирует его для ВМ. Когда ВМ выполняет команду, происходит прерывание, управление передается МВМ, и он прозрачно для ВМ выполняет для нее эту команду на реальном оборудовании или моделирует ее выполнение. ОС VM/ESA в основном используется при разработке операционных систем, т. к. ошибка при отладке разрабатываемой операционной системы может привести к порче или "зависанию" виртуальной машины, но не отразится на работе всей вычислительной системы. ОС VM/ESA находит и промышленное применение.

ОС OS/390 в ранних версиях - MVS (Multiply Virtual Storage) - основная ОС для приме­нения на наиболее мощных аппаратных средствах. Она обеспечивает наиболее эффектив­ное управление ресурсами при пакетном и интерактивном режимах и обработке в реаль­ном времени, возможно совмещение любых режимов. Обеспечивает также объединение вычислительных систем, динамическую реконфигурацию ввода-вывода, расширенные средства управления производительностью. OS/390 является стратегическим направле­нием в развитии ОС мейнфреймов. Все ОС ESA обладают набором средств анализа произ­водительности и управления ею, но в OS/390 такой набор представлен наиболее полно.

В 2000 году компания IBM на смену архитектуры IBM System/390 объявила новую 64-разрядную архитектуру IBM eServer zSeries, и уже в октябре 2000 была выпущена первая модель этого семейства zSeries 900. В 2002 году была представлена новая базовая модель zServer 800. А в апреле появился сервер zSeries 890.В середине 2005 системы этого типа получили новое обозначние — IBM System Z.

2.2 Подключение к сетевым дискам

Пользователи могут подключаться к сетевым дискам и к общим ресурсам, доступным в сети. Это соединение будет показано значком сетевого диска, к которому пользователи могут получить доступ как к любому другому диску в своих системах.

Когда пользователи подключаются к сетевым дискам, проверяются не только разрешения общих ресурсов, но и разрешения файлов и папок Windows Server 2012. Различие в этих наборах разрешений — обычная причина отказа в доступе к определенному файлу или подпапке на сетевом диске.

В ОС Windows Server 2012 подключение к сетевому диску осуществляется путем его сопоставления буквы диска общему ресурсу с использованием команды NET USE:

net use DeviceName \\ComputerName\ShareName

Здесь DeviceName определяет букву диска, можно указать символ * для использования следующей доступной буквы диска, а \\ComputerName\ShareName — UNC-путь к общему ресурсу, например:

net use g: \\ROMEO\DOCS или

net use * \\ROMEO\DOCS

Чтобы убедиться, что сопоставленный диск будет доступен при следующем входе в систему, сделайте его постоянным, подключив опцию /Persistent:Yes.

После этого можно будет ввести имя пользователя и пароль, которые будут использоваться для подключения к общей папке. Введите имя пользователя в формате домен\пользователь, например, Cpandl\Williams. Перед нажатием кнопки OK отметьте флажок Запомнить учетные данные (Remember My Credentials), если нужно сохранить учетные данные. В противном случае в будущем вновь придется предоставить учетные данные.

Для отключения сетевого диска выполните следующие действия:

1. В Проводнике щелкните по крайнему левому переключателю в списке адресов, а затем выбрать элемент ПК.
2. В группе Сетевое расположение (Network location) необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши по значку сетевого диска и выбрать команду Отключить (Disconnect).

Глава 3. СОС, которые используются за рубежом

3.1 Основные положения западных СОС

С точки зрения пользователя сетевая операционная система является фокусом сети. ПКная ОС - это то, с чем пользователи взаимодействуют при доступе к ресурсам сети. В самом деле, СОС настолько хорошо скрывают детали сетевого доступа, что пользователи часто понимают, что они подключен к сети только при сбое доступа к сетевым ресурсам. Как сетевой администратор, вы знаете, что сетевая операционная система (NOS) - это всего лишь одна часть сетевой головоломки, но вы, вероятно, потратите немало времени на эту часть из-за всех сетевых сервисов, которые необходимо установить и настроить [15 – 18].

Основы операционной системы На рисунке 5 представлены данные, связанные с СОС.

Рисунок 5 – Данные, необходимые для работы с иностранными СОС

ОС ПКа обеспечивает удобный интерфейс для пользователей и приложений для доступа к ПКу аппаратных компонентов. Он контролирует доступ к памяти, процессору, устройствам хранения и внешним устройства ввода / вывода (I / O) (например, принтеры, веб-камеры, сканеры и т. д.). Чтобы понять сетевые сервисы и задачи, предлагаемые современными NOS, вам необходимо твердо понять, как NOS управляет своими локальными ресурсами. Следующие разделы расширяют эти концепции ОС [19].

3.2 Файловые системы

Файловая система - это метод, с помощью которого ОС хранит и организует файлы и управляет доступом к файлам на запоминающем устройстве, например жесткий диск. Файловые системы отличаются тем, как они распределяют пространство для файлов, как файлы расположены на диске, какой уровень отказоустойчивости встроен в систему, и как обеспечивается доступ к файлам. Независимо от того, как эти задачи выполняются, современные файловые системы имеют следующие цели:

• обеспечить удобный интерфейс для пользователей и приложений для открытия и сохранения файлов.
• обеспечьте эффективный метод организации пространства на диске.
• предоставить иерархический метод хранения файлов.
• обеспечить систему индексирования для быстрого извлечения файлов.
• обеспечить безопасный доступ к файлам для авторизованных пользователей.

3.3 Пользовательский интерфейс

Когда пользователь дважды щелкает файл, чтобы открыть его, пользовательский интерфейс вызывает файл с запросом на открытие файла. Тип файла определяет, как именно файл открыт. Если файл является приложением, приложение загружается в память и запускается ЦПУ. Если файл является документом, загружается приложение, связанное с типом документа в память и открывает файл. Например, на ПКах Windows, если вы дважды щелкните файл Budget.xls, приложение Excel загружается в память и затем открывает этот файл. Если пользователь создает файл или изменяет существующий файл и хочет его сохранить, вызов приложения файловой системы для хранения нового или измененного файла на диске. Большинство пользователей ОС взаимодействуют с файловой системой с помощью программы диспетчера файлов, например File Explorer в Windows. Как будущему ПКу или сетевому профессионалу, вам нужно глубже понять, как файловая система работает так, что вы можете сделать осознанный выбор, когда вам нужно установить файл системы или устранить проблемы, связанные с файловой системой. Организация дискового пространства. Место на диске на диске разделено на управляемые куски, называемые «секторами». На большинстве дисков каждый сектор имеет 512 байт. Делать обработка хранилищ более эффективна, сектора сгруппированы для создания дискового кластера (также называемого «Блок»). Дисковый кластер - это наименьшее пространство, которое может занимать сохраненный файл на диске. Например, если у вас есть файловая система, которая группирует четыре сектора для создания кластера, каждый кластер составляет 2048 (2K) байтов. Поэтому, если вы храните файл с 148 байтами, он занимает один кластер из 2048 байт, что составляет 1900 байт памяти. Отходы происходят, потому что никакой другой файл не может занимают любую часть кластера, уже занятого другим файлом. Если вы храните файл размером 10 000 байтов, он занимает пять кластеров, с примерно 240 байтами неиспользуемого пространства.

Можно подумать, что наличие меньшего размера кластера является оптимальным способом организации вашего диск. Это верно в некоторых случаях, но только тогда, когда на диске хранятся в основном небольшие файлы потому что данные считываются и записываются на диск в кусках размера кластера. Таким образом, меньший кластеров, требуется больше операций чтения / записи при использовании файла. Каждый считываемый или операция записи требует времени, поэтому чем больше операций требуется, тем медленнее работает система. Если вы храните в основном большие файлы на диске, больший размер кластера обычно приводит к повышению производительности потому что требуется меньшее количество операций чтения / записи. Кроме того, меньшие размеры кластеров могут привести к фрагментированному диску, в котором файлы распространяются по всему диску вместо того, чтобы храниться в последовательных местах. Фрагментация вызывает еще много дисков поиска, что замедляет доступ к файлам. Напомним из главы 1, что время поиска диска количество времени, необходимое для перемещения головок чтения / записи привода в правильное положение на дисковые пластинки для чтения или записи кластеров. Размер диска определяется при форматировании диска. Большинство ОС задают размер кластера среднее значение по умолчанию; например, Windows устанавливает размер кластера в формате NTFS диски до 4 КБ. Однако, если вы знаете, что собираетесь хранить много файлов под 2 КБ, выберите меньший размер кластера, когда вы форматируете, чтобы уменьшить потраченное впустую пространство. Если вы знаете, что вы для хранения в основном файлов размером более 16 КБ, выберите более крупный размер кластера. Процесс форматирования группирует сектора в кластеры и отображает все кластеры дисков для быстрого доступ. Кроме того, кластеры отмечены как неиспользуемые. При форматировании диска, содержащего файлы, данные на самом деле все еще существуют, но файловая система больше не может обращаться к данным потому что он не знает, как его найти. Сторонние программы восстановления диска могут часто восстанавливать данные с форматированного диска путем обхода файловой системы и чтения данных в каждый кластер. Иерархический метод фильтрации Большинство файловых систем организуют файлы в иерархии папок или каталогов; вершина иерархии называется «корнем» файловой системы. Справочник является более старым термином для папки, но все еще используется, особенно при обсуждении файловых систем Linux, однако в этой книге обычно используется термин «папка».) Корень файловой системы часто представляет собой дисковод или другое запоминающее устройство большой емкости, такое как флэш-накопитель. Выключить root из файловой системы могут быть файлами и папками, с папками, содержащими файлы и дополнительные папки, обычно называемые «вложенными папками». Чтобы перемещаться по файловой системе и видеть ее иерархию с помощью GUI-инструмента, такого как File Explorer, пользователи просто дважды нажимают папки и подпапки открыть их и просмотреть их содержимое. На рисунке 6 показана логическая схема типичная файловая система Windows.

Рисунок 6 - Иерархическая файловая система

Перемещение файловой системы из командной строки - другое предложение. Поскольку пользователи должен вводить точный синтаксис без опечаток, тех, кто начал использовать ПКы, когда графический интерфейс был стандартный пользовательский интерфейс, часто расстраивающийся при попытке навигации по файловой системе в командной строке. Однако, мастеринг командной строки (или приглашение оболочки в Linux) - это ценное умение иметь в качестве администратора Windows и необходимое для Linux администраторы.

3.4 Система индексирования файлов

С сегодняшними большими дисками больше файлов можно хранить на жесткий диск, что затрудняет пользователям поиск необходимых им файлов. Чтобы решить эту проблему, большинство файловых систем включают систему индексирования, которая позволяет пользователям искать файл на основе все или часть его имени файла или его содержимого. Пользователям не нужно знать, где в файловой системе Иерархия сохраняется в архиве; им просто нужно знать некоторые или все имена файлов или некоторые ключевые слова в файле. Система индексирования поддерживает базу данных, которая обновляется как файлы создаются, изменяются и удаляются. Системы индексирования файлов могут принимать значительную обработку поскольку они обычно работают в фоновом режиме для мониторинга файловой системы и обновления индекс при внесении изменений. Однако они обычно настроены так, чтобы ждать, пока система перед выполнением операций. В Windows вы можете настроить аспекты файловой системы, нажав «Параметры индексирования» на панели управления. Затем вы можете выбрать, какие типы файлов индексируются, какие тома и папки должны быть проиндексированы, а также содержимое файла, а также свойства файла должны быть проиндексированы. Вы также можете изменить местоположение по умолчанию для индексной базы данных, которая является C: \ ProgramData \ Microsoft.

3.5 Безопасный доступ к файлам

ПКы часто используются дома или на рабочем месте. Каждый пользователь может захотеть сохранить отдельный набор файлов и документов, которые другие пользователи не может получить доступ. Кроме того, файлы на ПКе, входящем в состав сети, потенциально доступны для всех пользователей в сети. Элементы управления доступом файловой системы или разрешения могут быть используется только для разрешенных пользователей для доступа к определенным файлам или папкам. Кроме того, доступ элементы управления могут использоваться для защиты файлов ОС от случайного повреждения или удаления. Не все файлы системы имеют элементы управления доступом, но те, которые установлены по умолчанию для текущих ОС. Следует отметить, что файловая система NTFS в Windows поддерживает разрешения файлов и папок, также как и файл Linux систем, таких как Ext3. Более старые файловые системы FAT16 и FAT32 не поддерживают файлы и разрешения на доступ к папкам, поэтому любой пользователь, подключенный к системной консоли, имеет полный доступ ко всем файлам хранящихся в этих файловых системах.

3.6 Обработка прерываний СОС

Решение для обработки прерываний, принятое Сетевыми операционными системами, - это разделить внимание на прерывания на двух уровнях, которые могут работать на разных IPL [20]:

• на первом уровне используется обычное управление прерываниями, где выполняется ISR на высоком уровне IPL, и этот обработчик отвечает за непосредственное взаимодействие с аппаратное устройство;
• второй уровень использует механизм прерывания программного обеспечения, запрошенный с первого level (который отправляет запрос в очередь).

Этот механизм отступает ниже приоритетной обработки, чтобы он мог выполняться планировщиком, когда первый уровень ISR завершают их выполнение. Затем эти обработчики выполняются со всеми аппаратными средствами прерывания включены. Если во время работы происходит какое-либо другое прерывание аппаратного обеспечения код в этом программном прерывании, он будет прерван, как и с другими низкими приоритетных задач.

ISR первого уровня может запросить выполнение другого (или того же) программного обеспечения прерывание, но его выполнение будет отложено до текущего прерывания выполнен. Каждое прерывание программного обеспечения второго уровня может быть прервано по ISR первого уровня, но он никогда не может быть прерван другим аналогичным прерывание программного обеспечения второго уровня. Другими словами, эти менеджеры второго уровня могут никогда их не прерывать (они всегда выполняются до конца). Цель этой двухуровневой структуры - сократить время, в течение которого оборудование прерывания остаются как можно более ограниченными. Это достигается несколькими способами:

• код ядра, не управляемый прерываниями (верхняя половина), может отключать прерывания только когда он обращается к структурам данных, совместно используемым с ISR.
• даже в тех случаях, когда ядро никогда не отключает прерывания для доступа к критическим разделам, они не всегда включены.

Каждый раз, когда происходит прерывание, CPU автоматически разрешает прерывания путем повышения IPL до соответствующего уровень прерывания, а затем передать управление ISR. Позволяя отсрочка обработки прерывания до второго уровня обработчика с низким IPL (с включенными прерываниями), время, в течение которого прерывания остаются отключенными, сохраняется минимум. Эта двухуровневая архитектура обработки прерываний завершается механизмом способных отключать (выборочно) программные прерывания второго уровня во время выполнения код ядра без прерывания. Ядро также может защитить свои критические разделы с обработчиками второго уровня, используя следующую процедуру: обработчики прерываний всегда отложить выполнение любого кода, который может включать доступ к данным, совместно используемым без прерывания, управляемый кода ядра, чтобы он мог выполняться обработчиками второго уровня. Когда код ядра, не связанный с прерыванием, хочет войти в разделяемый критический раздел с обработчиками второго уровня с прерываниями, он может отключать соответствующие программные прерывания для предотвращения их возникновения. В конце критического раздела ядро может повторно использовать программные прерывания и выполнять любой ожидающий обработчик, поставленный в очередь во время критический раздел с помощью ISR первого уровня.

На рисунке 7 приведены различные уровни защиты прерываний, доступные в система. Каждый уровень может быть прерван кодом, работающим на более высоком уровне, но может никогда не прерывается кодом, работающим на том же или более низком уровне (за исключением пользователя режиме, который всегда будет вытесняться другими процессами, когда планирование происходит прерывание).

Рисунок 7 - Уровни защиты прерываний

Хотя цель этой двухуровневой архитектуры одинакова во всех действующих системы, упомянутые здесь, детали реализации различаются в разных системах. В некоторых архитектуры (например, VAX), эти программные прерывания реализуются посредством реальной аппаратной ловушки с использованием команд процессора. В других архитектурах такая же функциональность реализована программным обеспечением, контролируя обработчик прерываний флаги в соответствующее время и вызов запрошенных функций. Вызовы отложенной процедуры (DPC) используются в NT, используются нижняя половина в Linux и вилочных процедурах используются VMS ).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении отметить, что СОС – это основа любой из вычислительных сетей. Это комплекс ОС, которые состоят из отдельных ПК, при этом последние взаимодействуют друг с другом для обмена сообщениями и разделения ресурсов согласно единым правилам. СОС активно применяют многие из современных организаций, что приводит к повышению их уровня дохода и повышению конкурентоспособности изготавливаемой продукции. Увеличивается скорость передачи любой информации, что также обеспечивает надежное взаимодействие и сотрудничество этих предприятий в самых различных направлениях.

В данной работе достигнута основная цель – проведены теоретические исследования применения сетевых операционных систем в современном мире.

В данной курсовой работе были решены следующие задачи:

• изучить состояние проблемы СОС.
• выявить значение СОС в современной России.
• рассмотреть названия СОС, применяемые в РФ и мире.
• рассмотреть СОС, применяемые за рубежом.

Также в процессе написания работы были использованы современные и классические источники литературы и глобальной сети Internet.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баранчиков А.И., Громов А.Ю., Баранчиков П.А., Ломтева О.А. Организация сетевого администрирования. Учебник. – М.: КУРС, Инфра-М, 2017. – 384 с.
2. Вавренюк А.Б. ,О.К. Курышева,С.В. Кутепов,В.В.Макаров. Операционные системы. Основы UNIX. – М.: Инфра-М, 2018. – 160 с.
3. Гаврилов М.В., Климов В.А.. Информатика и информационные технологии. Учебник. – М.: Юрайт, 2017. – 384 с.
4. Гордеев А.В. Операционные системы. Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2014. — 416 с.
5. Жданов С.А., Соболева М.Л., Алфимова А.С. Информационные системы. Учебник. – М.: Прометей, 2015. – 302 с.
6. Зайцев Д.А., Дорошук А.В. Конспект лекций по курсу Сетевые операционные системы. Для подготовки бакалавров и магистров по направлению "Телекоммуникации" // Одесса: ОНАС им. А. С. Попова, 2016. - 71 с.
7. Ключко В.И., Романов Д.А., Романова М.Л. Операционные системы: учебное пособие. Краснодар: изд-во КубГТУ, 2014. — 84 с.
8. Коньков К.А., Карпов В.Е. Основы операционных систем. 2-е изд. — М.: Интуит, 2016. — 346 с.
9. Ляхевич А.Г. Сетевые технологии и базы данных. Учебное пособие для студентов специальности "Менеджмент", "Экономика и организация производства". — Минск: Белорусский национальный технический университет, 2013. — 402 с.
10. Макаренко С.И. Операционные системы, среды и оболочки. Учебное пособие. – Ставрополь: СФ МГГУ им. М. А. Шолохова, 2014. – 210 с.
11. Назаров С.В., Гудыно Л.П., Кириченко А.А.. Операционные системы. Практикум для бакалавров. – М.: КноРус, 2013. – 376 с.
12. Олифер Н.А., Олифер В.Г. Сетевые операционные системы. СПб.: Питер, 2013. — 544 с.
13. Пахмурин Д.О. Операционные системы ЭВМ. Учебно-методическое пособие к практическим занятиям. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2015. — 55 с.
14. Платунова С.М. Администрирование данных Windows Server 2012. Учебное пособие. — СПб.: НИУ ИТМО, 2016. — 135 с.
15. Сафонов В.О. Основы современных операционных систем. М.: Национальный Открытый Университет "Интуит", 2016. — 868 с.
16. Синицын С.В., Батаев А.В., Налютин Н.Ю.. Операционные системы. Учебник. – М.: Academia, 2015. – 304 с.
17. Спивак А.И., Спивак О.И., Лебедев И.С. Сетевые операционные системы. Лабораторный практикум. Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2016. – 56 с.
18. Спиридонов Э.С., М.С. Клыков, М.Д. Рукин, Н.П. Григорьев, Т.И. Балалаева, А.В. Смуров. Операционные системы. Учебник. – М.: Либроком, 2017. – 350 с.
19. Сухова С.В. Сетевая операционная система NetWare. Методическое пособие. М.: Микроинформ, 1993. — 240 с.
20. Угринович Н. Д. Информатика. Учебник. – М.: КноРус, 2018. – 380 с.
21. Федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ
22. Черкасова Н.И. Операционные системы: учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2017. – 84 с.