Давыдов Д.В. Конспект лекций по дисциплине: Операционные системы и среды
Подождите немного. Документ загружается.
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Системные требования
Процессор
Min 1 GHz
Оперативная память
Min 1 GB
Место на жестком диске
Min 16 Gb
Видео
Видеоадаптер с поддержкой DirectX 9 b
128 Mb памятью
Достоинства по сравнению с предыдущими версиями
возможность отключения или включения браузера Internet Explorer и
проигрывателя Windows Media Player
поддержка multitouch-мониторов
Функция Branch Cache позволяет снизить задержки у пользователей,
работающих с компьютером удалѐнно
Функция ReadyBoost позволяет использовать флэш-накопитель как
дополнительную кэш-память для ускорения работы системы
более тесная интеграция с производителями драйверов. Большинство
из них определяются автоматически, при этом в 90 % случаев
сохраняется обратная совместимость с драйверами для Windows Vista.
Новые функции интерфейса
Shake. В интерфейс Windows Aero добавлена новая функция Aero
Shake, позволяющая свернуть все неактивные приложения движением
мыши. Для ее активации достаточно захватить заголовок окна и
немного «потрясти» влево-вправо.
Peek. Функция Aero Peek позволяет отображать уменьшенные копии
окон при наведении мыши на значок панели задач, переключаться
между окнами приложения простым кликом по значку, перетаскивать и
фиксировать на панели задач различные окна и приложения,
просматривать рабочий стол одним наведением в специальную область
экрана и многое другое.
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Snap. Аналогично функции Shake функция Aero Snap позволяет
движением мыши разворачивать окно на пол-экрана, весь экран или
только по вертикальной оси.
Рисунок 27– Графический интерфейс ОС Windows Seven.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. По возможности дома или на работе поставить ОС Windows Seven и
поделиться впечатлениями по работе в данной ОС.
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Раздел 10. Файловые системы.
Файловая система – это правила организаций файлов на диске.
Файл – это поименованная область на диске.
Каталог – это файл специального вида, который хранит ссылки на файлы
и каталоги.
Файловая система по сути является абстрактной.
Примеры ФС
1. Для носителей с произвольным доступом
FAT (8, 16, 32)
NTFS
EXT – для Linux
2. Для оптических носителей
ISO 9660
UDF
Форматирование жестких дисков выполняется в три этапа:
низкоуровневое форматирование (физическая разметка диска на
цилиндры, дорожки, секторы);
разбиение диска на разделы (логические устройства):
высокоуровневое (логическое) форматирование каждого раздела.
Каждый логический диск из расширенного раздела имеет ту же структуру,
что и первичный раздел. Он также начинается с загрузочного сектора (только
загрузчик никогда не исполняется), в котором имеется описание структуры
логического диска. Операционная система назначает логическим дискам
расширенных разделов имена (буквы), остающиеся после дисков первичных
разделов. Так, если имеется один жесткий диск и у него есть первичный и
вторичный разделы, причем последний разбит на два логических диска, то
мы увидим следующее:
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
С: - первичный раздел;
D: - первый логический диск расширенного раздела:
Е: - второй логический диск расширенного раздела.
Теперь если добавить второй жесткий диск (всего с одним первичным
разделом), то картина изменится:
С: - первичный раздел первого диска (остался на месте);
D: - первичный раздел второго диска (новый);
Е: - первый логический диск расширенного раздела первого диска (тот, что
был D:);
F: - второй логический диск расширенного раздела первого диска (тот, что
был Е:).
Тема 1. Файловая система FAT32
FAT - File Allocation Table (таблица размещения файлов) - этот термин
относится к одному из способов организации файловой системы на диске.
Эта таблица хранит информацию о файлах на жестком диске в виде
последовательности чисел, определяющих, где находится каждая часть
каждого файла. С ее помощью операционная система выясняет, какие
кластеры занимает нужный файл. FAT - является самой распространенной
файловой системой и поддерживается подавляющим большинством
операционных систем.
Сначала FAT была 12-разрядной и позволяла работать с дискетами и
логическими дисками объемом не более 16 Мбайт. В MS-DOS версии 3.0
таблица FAT стала 16-разрядной для поддержки дисков большей емкости, а
для дисков объемом до 2 047 Гбайт используется 32-разрядная таблица FAT.
FAT32 использует 32-разрядные идентификаторы кластеров.
Поскольку максимальный размер кластеров FAT32 равен 32 Кбайт,
теоретически FAT32 может работать с 8-терабайтными томами.
Файловая система FAT 32 в Windows 98 используется в качестве
основной. С этой операционной системой поставляется специальная
программа преобразования диска из FAT 16 в FAT 32.
FAT32 обладает следующими преимуществами в сравнении с
прежними реализациями файловой системы FAT:
поддерживает диски объемом до 2 Тбайт;
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
эффективнее организует дисковое пространство. FAT32 использует
кластеры меньшего размера;
корневой каталог FAT 32, как и все остальные каталоги, теперь не
ограничен, он состоит из цепочки кластеров и может быть
расположен в любом месте диска;
имеет более высокую надежность: FAT32 способна перемещать
корневой каталог и работать с резервной копией FAT, кроме того,
загрузочная запись на FАТ32-дисках расширена и теперь включает
резервную копию критически важных структур данных, а это
означает, что FАТ32-диски менее чувствительны к возникновению
отдельных сбойных участков, чем существующие FAT-тома;
программы загружаются на 50% быстрее.
Главная загрузочная запись (MBR)
На этапе разбиения диска на разделы в блоке данных первого
физического сектора диска (0 цилиндр, 0 поверхность, 1 сектор) с адреса
1BEh формируется таблица разделов (Partition table), состоящая из 4-х
шестнадцатибайтных строк. Обычно системную информацию, записанную в
блок данных этого сектора в процессе форматирования, называют Master
Boot Record (MBR).
Компоненты MBR:
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Тема 2. Файловая система NTFS
NTFS (от англ. New Technology File System — «файловая система
новой технологии») — стандартная файловая система для семейства
операционных систем Microsoft Windows NT.
NTFS разрабатывалась, прежде всего, как ФС для ОС корпоративного
уровня, какой и являлась NT. Предыдущие файловые системы FAT и HPFS
(ФС для OS/2) были способны удовлетворить потребностям рядовых
пользователей, но не имели достаточных возможностей для корпоративной
среды, таких как защищенность файлов, отказоустойчивость и
восстанавливаемость. В связи с этим Microsoft выработала следующие
требования к новой ФС класса «high end». (Эти требования были
перечислены у Хелен Кастер в «Основах Windows NT и NTFS», первой
книге, которая проливала свет на внутреннее устройство NT).
Восстанавливаемость. В случае сбоя диска, NTFS должна привести
себя в рабочее, целостное состояние. В лучшем случае, NTFS вернется в
состояние, которое непосредственно предшествовало сбою, в худшем какая-
то пользовательская информация может быть потеряна, но том останется в
рабочем состоянии. Восстанавливаемость реализуется через модель
обработки транзакций. Транзакция не что иное, как операция I/O, которая
изменяет структуры NTFS. Если такая операция не завершается полностью,
то NTFS откатывает свои структуры данных до состояния перед
выполнением транзакции.
Защита от несанкционированного доступа. Файлы и каталоги NTFS
обладают дескрипторами защиты, что позволяет контролировать доступ к
ним в рамках общей модели безопасности NT. Подобными дескрипторами
защиты обладают все объекты NT (процессы, потоки, разделы и пр.).
Отказоустойчивость. Если восстанавливаемость гарантирует
целостность тома после сбоя, то отказоустойчивость может гарантировать
восстановление пользовательских данных. Это реализуется за счет
избыточности данных и RAID. Дублирование данных осуществляется на
уровне диспетчера томов, который копирует записываемые данные на другом
диске.
Диски и файлы большого объема. В NTFS реализуется очень
эффективная поддержка больших дисков и файлов. Для хранения номера
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
кластера используется 64 бита или 8 байт. Т. о. NTFS позволяет адресовывать
2^64 кластеров, при стандартном размере кластера в 4KB и максимальном
64KB. Под размер файлов также выделено 8 байт, что позволяет
адресовывать очень большие файлы.
Поддержка POSIX. Также как NT, NTFS полностью соответствует
стандарту POSIX 1003.1. Главная особенность формата заключается в
назначении имен файлам с учетом регистра символов, а также реализация
жестких связей (hard links). Жесткие связи позволяют файлам из разных
каталогов ссылаться на одни и те же данные. Жесткая связь создается для
существующего файла и указывает на его данные, хотя для пользователя
такой объект выглядит как файл.
Общие концепции NTFS
Метафайлы NTFS – служебные файлы, используемые NTFS для
поддержания своей внутренней структуры.
Том (volume) NTFS – раздел, отформатированный под NTFS.
Главная загрузочная запись (Master Boot Record) – первый сектор
жесткого диска, который содержит загрузочный код (bootstrap
code) и таблицу разделов (partition table). Загрузочный код читает
таблицу разделов, ищет активный (флаг 0x80) раздел и передает
управление на его первый сектор (загрузочный сектор).
Загрузочный сектор (boot sector) – первый сектор тома, в котором
хранятся параметры ФС. Также в загрузочный сектор входит код,
который отвечает за чтение ntldr в память. Такой код несет смысл
только если том является системным (т. е. только для диска C). В
процессе монтирования тома, ntfs.sys проводит валидацию
загрузочного сектора и признает его своим в случае совпадение
необходимых параметров.
Системный том (system volume) – том, на котором располагается
ntldr. Для NT системным томом может быть только первый том –
С:. Загрузочный том (boot volume) – том, на котором
располагается папка windows (winnt).
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Рисунок 28– Графическое представление файловой системы NTFS.
Содержимое MFT:
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Тема 3. Сравнение ФС FAT32 и NTFS
Раздел 11. Виртуальные машины.
Виртуальная машина — программная или аппаратная среда,
исполняющая некоторый код или спецификация такой системы,
предназначена для эмуляций работы настоящего компьютера.
Использование
Виртуальные машины могут использоваться:
Для защиты информации и ограничения возможностей процессов
Для исследования производительности ПО или новой компьютерной
архитектуры.
Для эмуляции различных архитектур.
С целью оптимизации использования ресурсов мейнфреймов и прочих
мощных компьютеров
Для моделирования информационных систем с клиент-серверной
архитектурой на одной ЭВМ (эмуляция компьютерной сети с помощью
нескольких виртуальных машин).
Составлено: Преподаватель II категории: Давыдов Д.В. Лаборант: Тетеркин В.В.
Для упрощения управления кластерами — виртуальные машины могут
просто мигрировать с одной физической машины на другую во время
работы.
Примеры виртуальных машин:
1. Microsoft VirtualPC
2. Parallels Workstation
3. VMWare Workstation
Рисунок 29– Графический интерфейс программы VMware Workstation.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Выполнить практическую работу по виртуальным машинам
(интерфейс, создание профиля ВМ).