Автор: Пользователь скрыл имя, 02 Марта 2013 в 18:35, реферат
Описание работы
Операционная система в наибольшей степени определяет облик всей вычислительной системы в целом. Несмотря на это, пользователи, активно использующие вычислительную технику, зачастую испытывают затруднения при попытке дать определение операционной системе. Частично это связано с тем, что ОС выполняет две по существу мало связанные функции: обеспечение пользователю-программисту удобств посредством предоставления для него расширенной машины и повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.
Содержание
1. Введение 3 1.1 ОС как расширенная машина 3 1.2 ОС как система управления ресурсами 3 2. Классификация ОС 4 2.1 Особенности алгоритмов управления ресурсами 4 2.1.1. Поддержка многозадачности. 4 2.1.2. Поддержка многопользовательского режима. 4 2.1.3. Вытесняющая и невытесняющая многозадачность. 4 2.1.4. Поддержка многонитевости. 4 2.1.5. Многопроцессорная обработка. 5 2.2 Особенности аппаратных платформ 5 2.3 Особенности областей использования 6 2.4 Особенности методов построения 6 3. Сетевые операционные системы 8 3.1 Структура сетевой операционной системы 8 3.2 Одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами 10 3.3 ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия 11 4. Процессы и нити в распределенных системах 14 4.1 Понятие "нить" 14 4.2 Различные способы организации вычислительного процесса с использованием нитей 14 4.3 Вопросы реализации нитей 16 4.4 Нити и RPC 16 5. Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 17 5.1 Требования, предъявляемые к ОС 90-х годов 17 5.1.1. Расширяемость 17 5.1.2. Переносимость 18 5.1.3. Совместимость 19 5.1.4. Безопасность 19 6. Операционные системы различных фирм производителей программного обеспечения 21 6.1 Семейство операционных систем UNIX 21 6.2 Микроядро Mach 23 6.2.1. История Mach 24 6.2.2. Цели Mach 24 6.2.3. Основные концепции Mach 24 6.2.4. Сервер Mach BSD UNIX 25 6.3 Сетевые продукты фирмы Novell 26 6.3.1. История и версии сетевой ОС NetWare 26 6.3.2. Версия NetWare 4.1 27 6.4 Семейство сетевых ОС компании Microsoft 29 6.4.1. Сетевые продукты Microsoft 29 6.4.2. Windows NT 4.0 30 6.4.3. Области использования Windows NT 30 6.4.4. Концепции Windows NT 31 6.4.5. Совместимость Windows NT с NetWare 41 6.5 Операционная система OS/2 42 6.5.1. История развития OS/2 и ее место на рынке 42 6.5.2. Битва Microsoft - IBM на рынке настольных ОС 42 6.5.3. OS/2 - постепенные улучшения 43 7. Заключение 44 Список литературы 46
Для смягчения
перехода от NetWare к Windows NT Server разработано
несколько инструментальных программ,
в том числе утилита Migration Tool, которая
включена в комплект поставки Windows NT
Server. Эта утилита переносит учетную
информацию пользователей (имена пользователей,
ограничения и права доступа) и данные
с одного или нескольких файловых серверов
NetWare на сервер Windows NT. Migration Tool подбирает
наилучшее соответствие между возможностями
NetWare и возможностями Windows NT. Однако имеется
ряд существенных различий в том, как обрабатываются
такие вещи, как ограничения. В NetWare подобная
информация обрабатывается для каждого
пользователя в отдельности, а в Windows NT
она общая для целого сервера.
Компания Beame and
Whiteside Software создала первый NFS сервер для
Windows NT, а также продукт под названием BW-Multiconnect,
который превращает сервер Windows NT в сервер
NetWare. Системы Windows NT с установленным продуктом
BW-Multiconnect посылают широковещательные
сообщения по протоколу SAP (протокол объявления
сервисов и серверов по сети - Service Advertising
Protocol, с помощью которого клиенты NetWare
узнают о наличии в сети серверов и о тех
услугах, которые они предоставляют). BW-Multiconnect
должен облегчить сосуществование и миграцию
от NetWare к Windows NT. Хотя он и может работать
как единственный NCP-сервер сети, он не
предназначен для этой роли, так как предоставляет
лишь ограниченный набор утилит под Windows
и DOS, и не обрабатывает входных командных
файлов NetWare. Но когда в сети есть "настоящий"
файловый сервер NetWare, то пользователи
могут войти в этот сервер, выполнить системный
входной командный файл, а затем подсоединиться
к серверу Windows NT. Этот продукт превращает
в сервер NetWare как Windows NT Server, так и Windows
NT Workstation.
Microsoft ведет работу
над созданием своих собственных
файл- и принт-серверов NetWare для Windows
NT. Кроме этого, скоро должен
появиться редиректор NetWare для Windows
NT, поддерживающий NDS.
Рассмотренные
способы организации взаимодействия сетей построены на использовании
принципа мультиплексирования протоколов.
Другим подходом является использование
шлюза. Шлюз действует как транслятор,
что позволяет получать доступ к файлам
и ресурсам печати на файловом сервере
NetWare, не пользуясь ничем, кроме загруженного
редиректора Windows NT. Шлюз преобразовывает
SMB-сообщения, посланные каким-либо Windows
NT-клиентом, в NCP-сообщения, которые посылаются
на серверы NetWare. В этом случае имеется
экономия памяти на клиентских машинах,
так как не требуется загружать дополнительные
редиректоры.
Вариант шлюза
подходит только для приложений, использующих
для запросов к серверу NetWare только
стандартный API, а при использовании
специфического для NetWare API нельзя обойтись
без установки дополнительного редиректора.
Если NetWare-шлюз загружен,
Windows NT Server может подсоединиться к
одному или нескольким файловым серверам
NetWare и подключиться к любому дисковому
тому, очереди на печать или каталогу.
После того, как сервер подключился
к ресурсам, их можно начинать использовать совместно
с другими пользователями через File Manager
или Print manager, как если бы они были локальными
ресурсами. То есть пользователи, вошедшие
в домен, на сервере которого установлен
шлюз к NetWare, получают доступ к серверам
NetWare.
Трансляция протоколов
в шлюзе замедляет доступ к
серверу NetWare по сравнению с доступом
через редиректор клиента. При тестировании
замедление в малозагруженном шлюзе
составило от 10% до 15%.
Имя пользователя,
используемое шлюзом для входа в
сервер NetWare, должно входить в группу
NTGateway на сервере Windows NT. Разрешение на
доступ к ресурсам NetWare предоставляется
пользователям сервером Windows NT точно так
же, как если бы это были его локальные
ресурсы.
6.5 Операционная
система OS/2
6.5.1. История развития OS/2 и ее место
на рынке
Аналитики, занимающиеся
32-х битными операционными системами
для персональных компьютеров, всегда
концентрируют свое внимание на битве
между Microsoft Windows и IBM OS/2, предполагая, что
Microsoft имеет преимущество. Но не все согласны с такой
точкой зрения. OS/2 v.2.0 была первой доступной
и работающей 32-х битной операционной
системой для персональных компьютеров.
И она первой начала очередной круг состязаний
- версия OS/2 Warp, предназначенная для клиентских
машин сетей клиент-сервер и одноранговых
сетей, появилась на рынке раньше Windows
95, позиционированной аналогичным образом.
OS/2 Warp была также первой системой, включившей
набор средств поддержки Internet, а также
средств объектной ориентации.
6.5.2. Битва Microsoft - IBM на рынке настольных
ОС
Когда бета-тестеры
получили Chicago, первую публичную версию
Windows 95, те, кто уже использовал OS/2,
отметили чрезвычайную схожесть двух
систем. Например, обе начинают работу
с показа красивой заставки, а затем
приглашают пользователя к работе
за вместительным рабочим столом; обе
системы рассматривают иконки и программы
как объекты; обе используют правую кнопку
мыши для управления поведением объектов;
обе используют более 20 дискет для инсталляции.
Пользовательский интерфейс обеих систем
имеет одинаковый уровень изощренности,
требования к аппаратным ресурсам компьютера
похожи, и они обе основаны на использовании
одинакового набора лежащих в основе системы
технологий. Эти технологии включают многозадачность
и многонитевость, способность выполнять
DOS-программы с помощью виртуальных машин
процессоров Intel 80x86, полную 32-х битную
организацию.
И это не случайность.
С тех пор, как IBM выпустила версию
2.0 OS/2, а Microsoft решила позиционировать Windows
NT как корпоративную ОС, стала
ясно видна важная брешь в линии
операционных систем Microsoft, которую
и заполнила IBM. Попытки Microsoft выдвинуть Windows 3.1 на ту же роль наиболее
развитой ОС для настольных систем, что
и OS/2, имели ограниченный успех. Аналитики
считают, что корпорация Microsoft действительно
хотела, чтобы Windows NT заняла на рынке то
же место, что и OS/2, но OS/2 уже заняла его
к тому времени, когда вышла Windows NT.
В результате Microsoft
стала нести потери в объемах
продаж, и, что более важно, терять
твердую почву для своих операционных
систем. Когда стало ясно, что Windows
NT вряд ли в полной мере станет лидером
настольных ОС высшего класса, маркетинговая
машина Microsoft стала меньше говорить о возможностях
Windows NT и начала говорить о возможностях
Windows 95. Ясно, что IBM и OS/2 оказали значительное
влияние на стратегию Microsoft в области операционных
систем.
IBM, в свою очередь, постоянно создает
здоровую конкуренцию для линии Windows. Windows
95 не сравнима с OS/2 2.2. Скорее конкурировать
будут Windows 95 и OS/2 Warp 3/0. Warp - это выстрел
с дальним прицелом, направленный на вытеснение
Windows. И, хотя Warp имеет некоторые исходные
преимущества и как система выглядит "лучше",
Windows по прежнему является надежным выбором.
Имена операционных
систем могут измениться, но равновесие
в битве IBM/Microsoft останется тем
же. Через два года Microsoft и IBM смогут
обмениваться аналогичными выстрелами
в сражении Cairo - OS/2 вместо Windows 95 - Warp.
Существуют две
причины - фактическая и эмоциональная
- которые мешают установлению перемирия
между этими двумя компаниями:
Фактически, IBM была в этой области первой.
OS/2 превратилась в работающий продукт
со свей версией 2.0 в 1992 году. С этого времени
она стала многозадачной, многонитевой
системой с удобным объектно-ориентированным
интерфейсом. Усилия по развитию OS/2 были
неторопливыми и постоянными, и система
получала похвалы и поддержку на всем
пути своего развития. Однако Windows по прежнему
держала наибольшую долю рынка. Преимущества
OS/2 были не всесторонними, и, несмотря
на усилия технических и маркетинговых
специалистов IBM, система не стала вполне
совершенной.
В отношении управления системой, с
OS/2 работать не проще, чем с Windows. Конфликты
с аппаратной и программной совместимостью
могут по прежнему вызывать проблемы,
и их решение не выглядит универсальным
и интуитивным.
Эмоционально, IBM чувствует себя "преданной"
Microsoft, которая сбежала из рядов разработчиков
OS/2. Это не совсем справедливо по отношению
к Microsoft, так как компания вправе вкладывать
свои капиталы с ту сферу деятельности,
которая по ее мнению принесет наибольшую
прибыль. Хотя Microsoft могла бы вести себя
более тактично и продолжать партнерство
по OS/2.
Хотя сейчас
IBM далеко не та компания, какою она
была в те далекие дни, когда она
доминировала на рынке персональных
компьютеров, ей тоже не хватает такта.
Эта компания была первой так долго,
что она не умеет выступать на вторых
ролях. Первоначальная стратегия игнорирования
общественных потребностей и навязывания
дорогих, но не всегда обоснованных решений,
быстро потерпела неудачу. С появлением
клонов персональных компьютеров отпала
необходимость платить больше только
за марку IBM. Поэтому с момента появления
версии OS/2 2.0 IBM изменила свою стратегию.
Она стала играть по тем же правилам, по
которым играют остальные компании.
6.5.3. OS/2 - постепенные
улучшения
Операционная
система OS/2 начиналась как совместная разработка
IBM и Microsoft (хотя большую часть работы должна
была выполнить Microsoft). Изначально она
была задумана как замена DOS. Уже тогда
было ясно, что DOS с ее ограничениями по
памяти и по возможностям файловой системы
не может воспользоваться вычислительной
мощностью появляющихся компьютеров.
OS/2 была хорошо продуманной системой.
Она должна была поддерживать вытесняющую
многозадачность, виртуальную память,
графический пользовательский интерфейс,
виртуальную машину для выполнения DOS-приложений.
Фактически она выходила за пределы простой
многозадачности с ее концепцией, названной
многонитевостью.
Первые версии
OS/2 не оказали значительного влияния
на рынок. Версия OS/2 1.0, выпущенная в 1987
году, содержала большинство технических
свойств, необходимых для многозадачной
ОС. Однако у нее не было менеджера графического
представления (presentation manager, PM), а также
отсутствовали драйверы для многих популярных
принтеров и других устройств. Версия
OS/2 1.1, появившаяся в 1989 году, включала
рудиментарную версию PM, которая, наконец,
делала возможным использование графических
приложений в нескольких окнах. Однако
в этой версии PM не хватало многих свойств,
которые присущи развитому графическому
интерфейсу, кроме того, по прежнему отсутствовали
многие драйверы принтеров. Выпущенная
в 1990 году версия 1.2 имела улучшенный PM,
хотя он и не следовал общепринятым концепциям
графического интерфейса. Появились драйверы
для большинства принтеров и других периферийных
устройств.
Однако дискредитация OS/2 уже произошла. Версия
1.2 не была существенно лучше предыдущих
версий и все еще предъявляла значительные
требования к аппаратуре. К этому времени
многие пользователи решили перейти на
новую платформу Windows 3.0 или подождать,
пока не появится что-нибудь принципиально
лучшее. Продажи OS/2 по-прежнему были вялыми
и рынок не интересовался ею. Это объяснялось
наличием у OS/2 ряда существенных недостатков:
Виртуальная машина
DOS, которая должна была бы обладать
способностью выполнять немодифицированные приложения DOS, с самого начала
имела технические изъяны. Эта виртуальная
машина была разработана на базе виртуальных
возможностей процессора i286, который позволял
выделять сегмент памяти в 640 Кб для отдельного
DOS-приложения. Однако процессор i286 в этом
виртуальнои режиме работал слишком медленно,
поэтому виртуальная DOS-машина была реализована
на основе реального режима процессора.
При этом требовался перезапуск процессора
для переключения между реальным и защищенным
режимами. Хотя эта операция и выполнялась
очень быстро и незаметно для пользователя,
она была сложной и вносила путаницу.
Microsoft и IBM не
смогли в полной мере реализовать
концепцию виртуальной обработки
в режиме I8086: в этом режиме DOS-приложения,
которые непосредственно читали
или писали в аппаратные порты, переставали
работать. В связи с этим не могли использоваться
и популярные сетевые операционные системы
на базе DOS.
Память в этом
режиме использовалась нерационально
- если пользователь конфигурировал OS/2
с возможностью DOS-совместимости, то 640 КБ памяти всегда
выделялись для этих целей и не могли использоваться
для задач OS/2.
Еще одним недостатком
было отсутствие возможности обмена
данными между DOS- и OS/2-приложениями.
В каждый момент
времени могло выполняться только
одно DOS-приложение, и это приложение
не могло использовать расширенную память.
В результате для
пользователей OS/2 многие популярные DOS-приложения
оказались недоступными, а те, что
были доступны, не могли вообще взаимодействовать
со средой OS/2. Время показало, что для пользователей это
обстоятельство оказалось весьма важным,
так как многие отказались от покупки
OS/2, оставаясь с проверенной, хотя и не
очень совершенной DOS.
7. Заключение
Большое разнообразие
типов компьютеров, используемых в
вычислительных сетях, влечет за собой разнообразие
операционных систем: для рабочих станций,
для серверов сетей уровня отдела и серверов
уровня предприятия в целом. К ним могут
предъявляться различные требования по
производительности и функциональным
возможностям, желательно, чтобы они обладали
свойством совместимости, которое позволило
бы обеспечить совместную работу различных
ОС.
Сетевые ОС могут
быть разделены на две группы: масштаба
отдела и масштаба предприятия. ОС для
отделов или рабочих групп
обеспечивают набор сетевых сервисов, включая разделение
файлов, приложений и принтеров. Они также
должны обеспечивать свойства отказоустойчивости,
например, работать с RAID-массивами, поддерживать
кластерные архитектуры. Сетевые ОС отделов
обычно более просты в установке и управлении
по сравнению с сетевыми ОС предприятия,
у них меньше функциональных свойств,
они меньше защищают данные и имеют более
слабые возможности по взаимодействию
с другими типами сетей, а также худшую
производительность.
Сетевая операционная
система масштаба предприятия прежде всего
должна обладать основными свойствами
любых корпоративных продуктов, в том
числе:
масштабируемостью,
то есть способностью одинаково хорошо
работать в широком диапазоне
различных количественных характеристик
сети,
совместимостью с другими продуктами, то
есть способностью работать в сложной
гетерогенной среде интерсети в режиме
plug-and-play.
Корпоративная
сетевая ОС должна поддерживать более
сложные сервисы. Подобно сетевой
ОС рабочих групп, сетевая ОС масштаба
предприятия должна позволять пользователям
разделять файлы, приложения и принтеры,
причем делать это для большего количества
пользователей и объема данных и с более
высокой производительностью. Кроме того,
сетевая ОС масштаба предприятия обеспечивает
возможность соединения разнородных систем
- как рабочих станций, так и серверов.
Например, даже если ОС работает на платформе
Intel, она должна поддерживать рабочие станции
UNIX, работающие на RISC-платформах. Аналогично,
серверная ОС, работающая на RISC-компьютере,
должна поддерживать DOS, Windows и OS/2. Сетевая
ОС масштаба предприятия должна поддерживать
несколько стеков протоколов (таких как
TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS, DECnet и OSI), обеспечивая простой
доступ к удаленным ресурсам, удобные
процедуры управления сервисами, включая
агентов для систем управления сетью.