3

Федеральное агентство по образованию

Омский государственный институт сервиса

Кафедра высшей математики и информатики

С. Ф. Храпский операционные системы, среды и оболочки основные теоретические сведения

Учебное пособие

Д О П У Щ Е Н О

Министерством образования и науки Российской Федерации

в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений, обучающихся

по специальности «Прикладная информатика (в сфере сервиса)»

Омск 2005

УДК 681.3

Х – 90

Храпский С. Ф.

Операционные системы, среды и оболочки. Основные теоретические сведения: Учебное пособие. – Омск: ОГИС, 2005. – 268 c.

ISBN 5-93252-039-6

Учебное пособие разработано с целью обеспечения обучающихся и преподавателей систематизированным учебным материалом по теоретическим основам операционных систем.

Рассмотрены основные понятия операционных систем, сред и оболочек, вопросы управления процессами и ресурсами, особенности построения 2перациионных систем для многопроцессорных вычислительных машин и многомашинных вычислительных систем, общие концепции и принципы разработки операционных систем, история развития операционных систем и эволюция их функциональных характеристик. Представлены примеры практической реализации наиболее распространенных современных операционных систем.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с требованиями ГОС ВПО специальности 351400 «Прикладная информатика (в сфере сервиса)».

Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения специальности 351400 «Прикладная информатика (в сфере сервиса)», изучающих дисциплину «Операционные системы, среды и оболочки». Может быть использовано при изучении ряда смежных дисциплин этой специальности, а также студентами других специальностей, изучающих соответствующие разделы в дисциплинах «Информатика», «Информационные технологии», «Информационные системы».

УДК 681.3

Библиогр.: 18 назв., словарь, алфавитно-предметный указ. (в конце)

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор В. Ю. Юрков

(Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия)

канд. техн. наук, доцент В. И. Стариков

(Омский государственный институт сервиса)

Ответственный за выпуск

зав. кафедрой ВМиИ, канд. пед. наук, доцент О. Н. Лучко

ISBN 5-93252-039-6  Омский государственный

институт сервиса, 2005

Оглавление

Предисловие………………………………………...……………………………………..... Введение……………………………………………………………………………………... 1. Управление процессами в автономных однопроцессорных вычислительных машинах…………………………...…………… 1.1. Понятия вычислительного процесса и ресурса…………………………………….. 1.2. Планирование процессов…………………………………………………………….. 1.3. Межпроцессное взаимодействие……………………………………………………. 1.4. Понятия потока («нити») и многопоточности……………………………………… Контрольные вопросы и задания………………………………………………………… 2. Управление ресурсами в автономных однопроцессорных компьютерах…….…. 2.1. Управление памятью…………………………………………………………………. 2.2. Управление вводом-выводом………………………………………………………... 2.3. Управление файлами и файловая система………………………………………….. Контрольные вопросы и задания…………………...……………………………………. 3. Управление процессами и ресурсами в автономных многопроцессорных вычислительных машинах………………………………………………………………. 3.1. Реализация операционных систем многопроцессорных вычислительных машин. 3.2.Планирование и синхронизация в многопроцессорных вычислительных машинах…….................………………...... Контрольные вопросы и задания………………………………………...………………. 4.Управление процессами и ресурсами в многомашинных вычислительных системах.................................................................................................. 4.1. Способы организации управления процессами и ресурсами в многомашинных вычислительных системах……………………………………………. 4.2. Понятия сетевой и распределенной операционных систем………………………... 4.3. Варианты реализации распределенных операционных систем……………………. Контрольные вопросы и задания…………………………...……………………………. 5. Общие концепции разработки операционных систем………………………….. 5.1. Основные принципы построения операционных систем ………………………….. 5.2. Архитектурные особенности проектирования операционных систем……………. 5.3. Принципы построения системных и прикладных программных интерфейсов…... Контрольные вопросы и задания……………………...…………………………………. 6. История развития операционных систем и эволюция их функциональных характеристик………………………..……….…..... 6.1.Операционные системы разных этапов разработки вычислительных машин.......... 6.2. История развития и характеристики операционных систем UNIX......................... 6.3. История развития и характеристики операционных систем семейства Windows.. Контрольные вопросы и задания……………………………...…………………………. 7. Пример практической реализации операционной системы: UNIX………………. 7.1. Обзор системы UNIX…………………………………………………………………. 7.1.1. Общие представления…………………………………………………………….. 7.1.2. Интерфейсы системы UNIX……………………………………………………… 7.1.3. Оболочка и утилиты системы UNIX…………………………………………….. 7.1.4. Структура ядра системы UNIX…………………………………………………... 7.2. Процессы в UNIX……………………………………………………………………... 7.2.1. Основные понятия………………………………………………………………… 7.2.2. Реализация процессов в UNIX…………………………………………………… 7.2.3. Планирование в системе UNIX…………………………………………………... 7.3. Управление памятью в UNIX………………………………………………………… 7.3.1. Основные понятия………………………………………………………………… 7.3.2. Реализация управления памятью в UNIX……………………………………….. 7.4. Ввод-вывод в системе UNIX…………………………………………………………. 7.4.1. Основные понятия………………………………………………………………… 7.4.2. Реализация ввода-вывода в системе UNIX……………………………………… 7.4.3. Потоки данных в UNIX……………………………………….....……...………... 7.5. Файловые системы UNIX…………………………………………………………….. 7.5.1. Основные понятия………………………………………………………………… 7.5.2. Реализация классической файловой системы UNIX…………………....……… 7.5.3. Реализация файловой системы Berkeley Fast…………………………………... 7.5.4. Реализация файловой системы Linux.................................................................... 7.5.5. Реализация файловой системы NFS...................................................................... 7.6. Безопасность в UNIX..................................................................................................... 7.6.1. Основные понятия................................................................................................... 7.6.2. Реализация безопасности в UNIX.......................................................................... Контрольные вопросы и задания........................................................................................ 8. Пример практической реализации операционной системы: Windows 2000.......... 8.1. Обзор структуры операционной систем Windows 2000............................................. 8.1.1. Структура системы.................................................................................................. 8.1.2. Реализация объектов................................................................................................ 8.1.3. Подсистемы окружения........................................................................................... 8.2. Процессы и потоки в Windows 2000............................................................................ 8.2.1. Основные понятия.................................................................................................... 8.2.2. Межпроцессное взаимодействие............................................................................ 8.2.3. Реализация процессов и потоков............................................................................ 8.2.4. Загрузка Windows 2000............................................................................................ 8.3. Управление памятью в Windows 2000......................................................................... 8.3.1. Основные понятия.................................................................................................... 8.3.2. Реализация управления памятью............................................................................ 8.4. Ввод-вывод в системе Windows 2000........................................................................... 8.4.1. Основные понятия.................................................................................................... 8.4.2. Реализация ввода-вывода в Windows 2000............................................................ 8.5. Файловые системы Windows 2000................................................................................ 8.5.1. Файловые системы типа FAT................................................................................. 8.5.2. Файловая система типа NTFS................................................................................. 8.6. Безопасность в Windows 2000....................................................................................... 8.6.1. Основные понятия.................................................................................................... 8.6.2. Реализация защиты в Windows 2000...................................................................... Контрольные вопросы и задания........................................................................................ Заключение.............................................................................................................................. Библиографический список................................................................................................. Словарь терминов и определений...................................................................................... Алфавитно-предметный указатель....................................................................................

5 6 8 8 11 23 28 34 35 35 46 51 66 67 67 72 82 83 83 91 93 99 100 100 107 115 121 122 122 129 132 140 141 141 141 141 142 144 146 146 150 153 157 157 160 165 165 168 170 172 172 175 177 178 180 187 187 189 191 193 193 193 203 208 211 211 214 217 221 223 223 227 234 234 235 239 239 242 249 249 254 251 255 260 262 265