7. Мережеві та розподілені ос. Поняття клієнтської та серверної частин. Мережеві служби та сервіси.

ОС комп’ютерної мережі багато в чому подібна до ОС автономного ПК. Вона також є комплексом взаємозв’язаних програм, які реалізують ефективний розподіл ресурсів між процесами, що виконуються у мережі. При організації мереженої роботи ОС відіграє роль інтерфейсу, що приховує від користувача всі деталі низькорівневих програм апаратних засобів мережі. Приклад: замість числових адрес ПК у мережі ОС дозволяє використовувати зрозумілі символьні імена.

Мережева ОС надає користувачу деяку віртуальну обчислювальну систему, з якою працювати значно простіше. В той же час віртуальна система неповністю приховує розподілені ресурси у комп’ютерній мережі. При використанні ресурсів комп’ютерної мережі користувач завжди пам’ятає, що він працює з мереженим ресурсами і що для доступу до них необхідно виконати деякі попередні операції.

Магістральним напрямком розвитку мережених ОС є досягнення найвищої степені прозорості мережених ресурсів. В ідеальному випадку мережева ОС повинна представляти користувачу мережеві ресурси у вигляді ресурсів єдиної централізованої машини. Для таких ОС існує назва розподілених ОС, які динамічно та автоматично розподіляють завдання по різних машинах системи. Користувач може не знати на якому ПК виконується його завдання.

Розподілена ОС існує як єдина ОС у масштабах ОС.

Кожен ПК, що працює під час управління розподіленою ОС виконує частину функцій загальної ОС.

Функціональні компоненти мережевої ОС

Засоби управління локальними ресурсами.

Засоби для доступу до мережі можна розділити на три групи:

• засоби представлення локальних ресурсів у спільне користування(серверна частина ОС);

• засоби запитів доступу до віддалених ресурсів та послуг(клієнтська частина ОС);

• транспортні засоби ОС, що забезпечують обмін даними між компонентами.

Спрощено роботу мереженої ОС можна описати так: припустимо, що користувач ПК А потребує розміщення свого файлу на ПК В. Вона може зробити запит тільки до серверної частини ОС ПК В, яка у відповідності до настроєних прав забезпечує запуск файлу. Усі запити передаються у вигляді повідомлень, що передаються по мережі. Серверна частина ОС повинна завжди очікувати на запит до ресурсу, а клієнтська частина ОС повинна відрізнити запит до віддалених ресурсів від запиту до локальних ресурсів.

Мережеві служби та сервіси

Сукупність клієнтської та серверної частин, що забезпечують доступ до конкретного типу ресурсів називається мереженою службою, яка представляє користувачам деякий набір послуг, що називаються мережевим сервісом.

Мережеві служби називаються клієнт-серверними системами.

8. Архітектура операційної системи. Поняття ядра. Ядро в привілейованому режимі. Багатошарова структура ос.

Єдиної архітектури ОС не існує, але існують універсальні підходи до структуризації ОС.

Ядро та додаткові модулі ОС.

Найзагальнішим підходом до структуризації ОС є ділення всіх її модулів на 2 групи:

• ядро (виконує основні функції ОС);

• модулі, які виконують допоміжні функції ОС.

Інший клас функцій ядра служить для підтримки додатків, створюючи для них прикладне програмне середовище. Програма користувача звертається до ядра із запитами – системними викликами. Ці запити можуть бути виконанням тих чи інших дій, відкриттям/закриттям файлів і т.д.

Функції ядра, які може викликати програма користувача, створюють інтерфейс прикладних програм.

Функції, що виконуються модулем ядра, є такими, що найчастіше викликаються програмами користувача. А, отже, швидкість їх виконання визначає швидкість роботи всієї ОС.

Для забезпечення високої швидкодії всі модулі ядра ОС або значна їх частина завжди знаходяться в ОП, тобто вони являються резидентними.

Ядро є рушійною силою всіх обчислювальних процесів у системі, а, отже, збій ядра може привести до збою системи в цілому.

Розподіл ОС на ядро та додаткові модулі забезпечує досить легкий процес розширення ОС. Щоб додати нову високорівневу функцію обробити програму і не модифікувати ядро. Внесення змін у функціональність ядра може виявитись складним і вимагатиме повної перекомплектації ядра.

ОС або деякі її частини працюють в режимі ядра, а програми в режимі користувача.

Програми ставляться у підлегле положення за рахунок заборони виконання деяких критичних команд, що пов’язані з перемиканням процесора з задачі на задачу, управлінням пристроїв вводу/виводу, доступом до механізму захисту пам’яті.

Використання деяких функцій в режимі користувача забороняється без умов, а інші забороняються при виконанні деяких умов.

Між кількістю рівнів привілеїв, які реалізуються апаратно, та кількістю рівнів, які реалізує ОС, немає прямого співвідношення. Якщо апаратура підтримує хоча б 2 рівні привілеїв, то ОС може на основі цих рівнів створити будь-яку систему захисту.

Підвищення стійкості ОС, що забезпечується переходом ядра в привілейований режим досягається за рахунок деякого сповільнення виконання системних запитів. Системний запит до ядра ініціює перехід процесора із режиму користувача, а при поверненні до програми перемикання з привілейованого режиму користувача. Тому виникають затримки. ОС MS-DOS працює в режимі користувача і не захищає ресурси. Тому будь-яка некоректно працююча програма може призвести до краху ОС.

Багатошарова структура ОС. Обчислювальну систему, яка працює на основі ОС з використанням ядра, можна розглядати як систему, яка складається з трьох ієрархічно складених шарів.

Нижній шар формує апаратура, другий – ядро, а третій – програми користувача.

Багатошаровий підхід є універсальним, тобто він є ефективним способом для складних систем.

Кожен шар обслуговує вище розміщений шар, виконуючи для нього деякий набір функцій, що формують міжшаровий інтерфейс. Кожен шар забезпечує свій набір функцій і чим вище він розміщений, тим вищим є даний набір.

Така організація суттєво спрощує розробку систем так як дозволяє спочатку виділення функцій кожного шару методом зверху вниз, а потім при детальній реалізації......

Тому можна змінювати модулі кожного шару без необхідності проводити зміни у шарах.

Ядро – складний багатофункціональний комплекс. Тому на нього розповсюджується багатошаровий підхід. Шари ядра:

1. засоби апаратної підтримки ОС – це апаратні засоби підтримки привілейованого режиму системи переривань.

2. машинно-занесені компоненти ОС – цей шар формує програмні модулі, в яких відображається специфіка компонент моделі.

3. базові механізми ядра – забезпечує найпримітивніші операції ядра – програмне перемикання процесів, диспетчеризація програм; не приймає рішень про розподілення ресурсів.

4. менеджер ресурсів.

5. інтерфейс системних викликів – найвищий шар ядра, що взаємодіє безпосередньо з програмами та утилітами, формуючи прикладний програмний інтерфейс.

Приведений спосіб розбиття ядра ОС є досить умовним. Спосіб взаємодії шарів може відрізнятись від описаної схеми.