Информатика: конспект лекций

• первоначальной, если на компьютере ранее не было установлено ни одной системы или существующую ОС необходимо полностью заменить;

• обновляемой, когда Windows NT устанавливается поверх предыдущей версии с сохранением имеющейся ОС. При этом происходит замена всех существующих файлов Windows NT и сохранение установок реестра, данные которого связаны с загрузкой приложений и идентификаторами безопасности.

Инсталляция Windows NT начинается запуском утилиты winntexe, которая является 16-разрядным приложением, работающим в среде DOS, Windows NT и др. В случае обновления запускается 32-разрядная версия этого файла – winnt32.exe.

Установить Windows NT можно разными способами:

• с HCL-совместимого CD-ROM с применением загрузочных дисков;

• компакт-диска, если существует ОС без использования загрузочных дисков;

• накопителя, который доступен в локальной компьютерной сети.

Если CD-ROM представляет собой HCL-совместимое устройство, то установка Windows NT осуществляется с применением загрузочных дискет.

Когда на компьютере имеется ранее установленная ОС, а CD-ROM не является HCL-совместимым устройством, содержимое соответствующей папки копируется на жесткий диск. С помощью ключа программа установки копирует на жесткий диск файлы с любого другого носителя, кроме загрузочных дисков. Данные файлы будут запущены после перезагрузки компьютера.

При поддержке сетевой карты и сетевых протоколов Windows NT возможно запустить программу инсталляции без применения дополнительных ключей. Файлы и дистрибутивные каталоги могут располагаться на CD-ROM или жестком диске сервера. Если сетевая карта или протокол не поддерживаются Wndows NT, то весь дистрибутивный каталог следует скопировать на жесткий диск компьютера.

В случае если на компьютере ранее не была установлена какая-либо из ОС, то загрузочный диск для пользователя можно создать с помощью Windows NT Server Client Administrator Utility. Этот диск инициирует загрузку DOS, и становится возможным копирование дистрибутивных файлов на диск.

4.8. Реестр и конфигурирование операционной системы WINDOWS NT

Основная информация о составе системы Windows NT находится в реестре (специальной базе данных), который содержит сведения: об инсталлированных программах, библиотеках и драйверах; о связях между документами и программами, в которых они формировались; параметрах, которые управляют работой компьютеров, объединенных в локальные или глобальные сети.

При использовании реестра возможна модификация конфигурации ОС. Такой же результат можно получить с помощью пользовательского интерфейса, например через панель управления. Реестр отражает в себе все изменения, но перед занесением в него изменений следует сделать резервную копию системы и распечатать его основные элементы. Редактировать реестр может пользователь, зарегистрированный в группу Administrator.

Информация о локальной системе находится в следующих подразделах:

1) SYSTEM (система) – информация, связанная с запуском системы, загрузкой драйверов устройств;

2) Hardware (аппаратные средства) – информация об установленных аппаратных средствах, отображает их существующее состояние;

3) Software (программное обеспечение) – информация о настройках программного обеспечения;

4) Security Account Manager SAM (менеджер счетов защиты) – информация о локальном пользователе, учетных записях групп и значении домена;

5) SECURITY – информация о защите, используемой системой безопасности данного компьютера.

При данной архитектуре реестра появляется возможность Windows NT поддерживать универсальное хранилище для всей информации и предоставлять распределенный, но защищенный доступ к ней по сети. Общий размер файлов реестра Windows NT 4 ограничен 2 Гб или не занятым дисковым пространством на системном томе. Возможность замены характеристик и значений подразделов и разделов реестра позволяет изменять ОС Wndows NT, в частности:

• повышать скорость работы рабочего стола путем задания числа хранящихся в памяти и кэш-файле значков;

• варьировать числом, размером и цветом значков, которые выводятся на экран, и другими настройками оболочки ОС;

• заменять проводник на диспетчер программ или другую оболочку;

• изменять вид стандартных значков на рабочем столе и в стартовом меню.

Для выбора другого типа системной службы, драйвера устройства или драйвера файла необходимо установить нужные параметры в соответствующем разделе реестра.

Реестр позволяет увеличить эффективность работы с памятью, а именно – улучшить использование физической и виртуальной памяти Windows NT. Это можно осуществить, увеличивая объем файлового кэша.

Применение реестра способствует управлению многими сетевыми компонентами, но в системе могут работать не все сетевые службы. Посредством утилитов можно выявить активные компоненты и поместить их в начало списка компонентов сетевого доступа, что приведет к значительному увеличению производительность системы. Та же программа определяет уро – вень занятости ОП, а при недостатке памяти может изменять число пользователей, обращающихся к серверу.

При большом числе запросов возможно изменение количества потоков. Увеличение данного значения повышает производительность системы.

Для установки и конфигурирования удаленного доступа применяются утилиты и соответствующие протоколы. С помощью этой же утилиты производится конфигурирование использования порта.

4.9. Особенности операционной системы WINDOWS 2000

Программный продукт Windows 2000 можно использовать в настольных ПК и кластерах серверов с симметричной многопроцессорной обработкой. Процесс такой обработки поддерживается подсистемой хранения, емкостью в миллионы терабайт, и ОП, емкостью в сотни гигабайт. Операционная система Windows 2000 включает в себя четыре сетевые ОС, ориентированные на решение различных типов задач пользователя:

1) Windows 2000 Professional – сетевая ОС, разработанная для офисных и мобильных ПК. Эта система представляет собой усовершенственную версию Windows NT Workstation 4.0 и обладает повышенной надежностью и безопасностью;

2) Windows 2000 Server – универсальная сетевая ОС, которую поддерживают 4-процессорные серверы и 4 Гб ОП, ориентирована на применение в небольших и средних организациях. Система Windows 2000 Server унаследовала лучшие свойства Windows 2000 Server 4.0, она соответствует новому стандарту в области надежности, интеграции ОС и службы каталогов, приложений, сетей Интернет, служб печати и доступа к файлам;

3) Windows 2000 Advanced Server – специализированная ОС, поддерживаемая 8-процессорными серверами и 8 Гб ОП. Применяется для работы в качестве сервера приложений, шлюза Интернет и т. д.;

4) Windows 2000 Datacenter Server – система, поддерживающая 32-процессорные архитектуры и 64 Гб ОП. Используется для решения ресурсоемких задач, способна решать все задачи Windows 2000 Advanced Server и проблемы, требующие высокого уровня масштабируемости.

Масштабируемость и производительность системы Windows 2000 велики по сравнению с остальными, что достигнуто благодаря расширению физического адресного пространства, которое позволяет процессору обращаться к 64 Гб ОП; поддержке 32-процессорных систем; использованию специальных программных настроек при резервировании и блокировке памяти, снижающих конкуренцию между процессорами за ресурсы, и др.

Для облегчения работы администратора и повышения безопасности установки система Windows 2000 дополняется такими средствами, как служба дополнительного восстановления системы, мастер устранения несовместимости драйверов, диспетчер компонентов.

Принцип снижения времени незапланированного простоя системы до нулевого, в случае их появления, т. е. максимальной помощи администратору при выявлении этих причин, реализован в Wndows 2000. С этой целью в систему встроены механизмы повышения надежности и администраторам даны новые инструменты восстановления системы в случае сбоев.

Если сбой вызван установкой некорректных драйверов, то администратору необходимо выполнить загрузку в режиме безопасной работы, т. е. выбрать один из четырех возможных режимов выполнения загрузки: стандартный, сетевой, с командной строкой или режим восстановления активной службы каталогов.

В безопасном режиме администратор может проверить корректность любыхдрайверов, причем он может изменять заданные по умолчанию значения параметров ключей драйверов и служб в определяющих их ветвях реестра конфигурации.

Еще один инструмент восстановления системы – консоль восстановления, используемая при выполнении загрузки с компакт-диска или загрузочных дискет для восстановления системы или замены поврежденных файлов ядра системы.

4.10. Сетевые операционные системы

Сетевая операционная система (Network Operation System – NOS) – это совокупность ОС отдельных компьютеров, контактирующих друг с другом в целях обмена информацией и разделения ресурсов по единым правилам (протоколам). Кроме того, такая система представляет собой ОС отдельной рабочей станции, которая обеспечивает ей работу в сети.

Сетевая ОС содержит в себе средства:

1) управления локальными ресурсами ПК (например, распределения ОП между выполняемыми процессами);

2) снабжения собственными ресурсами и услугами для общего пользования (серверная часть ОС);

3) запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам, а также их применения (клиентская часть ОС);

4) обмена сообщениями в сети (коммуникационные средства).

Любая из сетевых ОС должна эффективно управлять ресурсами, предоставлять удобный многооконный пользовательский интерфейс и т. д. Начинаяс 1990-хгг. к сетевым ОС стали предъявлять некоторые стандартные требования:

• способность к расширению;

• переносимость;

• достаточная надежность;

• совместимость;

• безопасность;

• производительность.

В зависимости от функций, возложенных на сетевые ОС, они делятся на системы, созданные специально для одноранговых сетей, и системы для сетей с выделенным сервером. На серверных компьютерах следует применять ОС, которые оптимизированы для выполнения тех или иных серверных функций. Поэтому в сетях с выделенными серверами часто используются сетевые системы, которые состоят из нескольких вариантов ОС, отличающихся возможностями серверных частей.

По масштабу обслуживаемых сетей сетевые ОС подразделяют на следующие виды:

1) сети отделов, формирующие небольшую группу сотрудников конкретного предприятия или организации. Главная задача такой системы заключается в процессе разделения локальных ресурсов;

2) сети уровня кампусов, которые объединяют несколько сетей отделов предприятия внутри отдельного здания или одной территории в единую локальную сеть. Основной функцией таких систем является предоставление доступа сотрудникам одних отделов к информации и ресурсам сетей других отделов;

3) корпоративные сети (или сети предприятия), которые включают в себя все локальные сети отдельного предприятия, находящиеся на различных территориях. Корпоративные сети представляют собой глобальные вычислительные сети. Операционные системы на таком уровне должны поддерживать более широкий набор сервисов.

4.11. Семейство операционных систем UNIX

Проект системы UNIX (Uniplex Information and Computing Services) был создан сотрудниками лаборатории Bell Labs фирмы AT&T К. Томпсоном и Д. Ритчи более 20 лет назад. Разработанная ими ОС была реализована на ассемблере. Изначально сотрудник Bell Labs Б. Керниган назвал эту систему «UNICS». Однако скоро ее стали называть сокращенно «UNIX».

В 1973 г. Д. Ритчи разработал язык программирования высокого уровня С (Си), и скоро ОС UNIX заново переписали на этом языке. После публикации Д. Ритчи и К. Томпсона в 1974 г. в журнале САСМ систему UNIX стали применять повсеместно.

Главной проблемой ОС семейства UNIX является несовместимость различных версий. Попытки стандартизации версий UNIX закончились неудачей, так как наибольшее распространение получили две несовместимые версии этой системы: линия фирмыАТ&Т – UNIX System V и линия университета Berkeley – UNIX BSD. Многие фирмы, основываясь на этих версиях, разработали свои варианты UNIX: SunO• и Solaris фирмы Sun Microsystems, AIX фирмы IBM, UnixWare фирмы Novell и др.

Одна из последних версий UNIX System V Release 4 собрала в себе лучшие черты линий UNIX System V и UNIX BSD, но данная разновидность системы является незавершенной, так как в ней отсутствуют системные утилиты, необходимые для успешного использования ОС.

Общими чертами для любой ОС UNIX считаются:

1) многопользовательский режим со способом защиты данных от несанкционированного доступа;

2) реализация мультипрограммной обработки в режиме разделения времени, которая основана на применении алгоритмов вытесняющей многозадачности; повышение уровня мультипрограммирования;

3) унификация операций ввода-вывода на базе расширенного использования понятия «файл»;

4) иерархическая файловая система, которая образует единое дерево каталогов независимо от числа физических устройств, используемых для размещения файлов;

5) переносимость системы, которая осуществляется за счет написания ее основной части на языке С;

6) разнообразные средства взаимодействия процессов, например через сеть;

7) кэширование диска с целью уменьшения среднего времени доступа к файлам.

4.12. Операционная система Linux

В основу ОС Linux положен проект студента Хельсинкского университета Л. Торвальда, в котором использована программа Minix. Л. Торвальд разработал эффективную ПК-версию UNIX для пользователей Minix и назвал ее Linux. В 1999 г. он выпустил версию Linux 0.11, мгновенно распространившуюся по Интернет. В последующие годы данная ОС была доработана другими программистами, которые поместили в нее возможности и особенности, присущие стандартным UNIX – системам. Через некоторое время Linux стала одним из самых популярных проектов UNIX конца XX в.

Главным достоинством ОС Linux является то, что ее можно применять на компьютерах любой конфигурации – от настольного до мощных многопроцессорных серверов. Эта система способна выполнять многие из функций, традиционных для ОС DOS и Windows, например управление файлами, управление программами, взаимодействие с пользователями и др. Система Linux является особо мощной и гибкой, предоставляя в распоряжение компьютера скорость и эффективность UNIX, с применением при этом всех преимуществ современных ПК. При этом Linux (как и все версии UNIX) представляет собой многопользовательскую и многозадачную ОС.

Операционная система Linux стала доступна всем желающим, так как это некоммерческий проект и в отличие от UNIX распространяется среди пользователей бесплатно в рамках Фонда бесплатного программного обеспечения. По этой причине эту ОС зачастую не считают профессиональной. На самом деле ее можно охарактеризовать как настольную версию профессиональной ОС UNIX. Преимущество ОС UNIX состоит в том, что ее разработка и последующее развитие проходили одновременно с революцией в области вычислительной техники и коммуникаций, которая продолжается уже несколько десятилетий. На основе UNIX были созданы совершенно новые технологии. Сама по себе ОС UNIX построена так, что ее можно модифицировать, получая при этом различные версии. Поэтому присутствуют множество различных официальных вариантов UNIX, а также версий, которые соответствуют конкретно поставленным задачам. Разрабатываемую в данном контексте ОС Linux можно рассматривать как еще один вариант UNIX, который создан специально для ПК.

Операционная система Linux имеет несколько редакций, так как каждая фирма-производитель комплектует систему и ее программное обеспечение по-своему, выпуская после этого пакет с собственной редакцией этой системы. При этом различные редакции могут включать в себя доработанные версии программ и новое программное обеспечение.

4.13. Семейство сетевых операционных систем фирмы Novell

Одной из первых фирм, которая начала производить как аппаратные, так и программные средства для локальных сетей, была компания Novell. В настоящий момент она сконцентрировала усилия на программных средствах локальных сетей. Наибольшую известность фирме Novell принесли сетевые ОС семейства NetWare, которые ориентированы на сети с выделенными серверами.

Основное внимание фирма Novell уделяла разработке высокоэффективной серверной части ОС NetWare в целях обеспечения максимально возможной для данного класса компьютеров скорости удаленного доступа к файлам и повышения безопасности данных. Для серверной части своих систем Novell разработала специализированную ОС, оптимизированную на файловые операции и применяющую все возможности процессоров Intel х386 и выше. В эволюции сетевых ОС фирмы Novell можно выделить несколько этапов:

1) 1983 г. – разработана первая версия NetWare;

2) 1985 г. – появилась система Advanced NetWare v 1.0, расширившая функциональные возможности сервера;

3) 1986 г. – версия 2.0 системы Advanced NetWare, которая отличается от предыдущих более высокой производительностью и возможностью объединения различных на канальном уровне сетей. Эта ОС обеспечила возможность подключения к одному серверу до четырех сетей с различной топологией;

4) 1988 г. – ОС NetWare v2.15, которая добавила к NetWare средства поддержки компьютеров семейства Macintosh;

5) 1989 г. – первая версия 32-разрядной ОС для серверов с микропроцессором 80386 – NetWare 386 v3.0;

6) 1993 г. – ОС NetWare v4.0, ставшая во многих отношениях революционно новым продуктом.

Версии NetWare v4.xx обладают следующими отличительными чертами:

• имеют специализированную систему управления ресурсами сети (NetWare Directory Services – NDS);

• управление памятью осуществляется только одной областью;

• новая система управления хранением данных (Data Storage Management) содержит три компоненты: фрагментация блоков, или разбиение блоков данных на подблоки (Block Su-ballocation); упаковка файлов (File Compression); перемещение данных (Data Migration);

• включают в себя встроенную поддержку протокола передачи серии пакетов (Packet-Burst Migration);

• все системные сообщения и интерфейс применяют специальный модуль;

• утилиты управления ОС NetWare v4.xx поддерживаются DOS, Windows и OS/2-интерфейсом.

Недоработки системы NetWare v4.0x не позволили ей завоевать рынок. Более широкое распространение получила версия NetWare v4.1. Линии NetWare v5.х и NetWare v6 стали развитием ОС NetWare v4.x.

Тема 5

Основы работы в среде локальных и глобальных компьютерных сетей

5.1. Эволюция компьютерных сетей

Концепция вычислительных сетей представляет собой логический результат эволюции компьютерных технологий. Первые компьютеры 1950-х гг. были большими, громоздкими и дорогими. Их основным предназначением являлось небольшое число избранных операций. Данные компьютеры не применялись для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

Системы пакетной обработки обычно строились на базе мейнфрейма, который является мощным и надежным компьютером универсального назначения. Пользователи готовили перфокарты, содержащие данные и команды программ, и передавали их в вычислительный центр. Операторы вводили эти карты в компьютер и на следующий день отдавали пользователям результаты. При этом одна неправильно набитая карта могла привести как минимум к суточной задержке.