Лабораторная работа совместное использование ресурсов. Совместное использование ресурсов в лвс

Многозадачность.

Под многозадачностью понимается одновременная работа нескольких программ. Это очень удобное свойство операционной системы, позволяющее пользователю создавать комплексные документы, включающие объекты, взятые из других программ.

Операционная система MS DOS не обладает свойством многозадачности. В ней мы можем работать только с одним приложением и, чтобы запустить другое, должны завершить работу с первым, сохранив данные.

Вместе с тем, в MS DOS существует понятие резидентных программ. Это программы, которые после запуска остаются в памяти компьютера и продолжают там работать даже после запуска других программ. С помощью резидентных программ, например, выполняют переключение между русскоязычной и англоязычной раскладками клавиатуры, обслуживание мыши и других внешних устройств (в MS DOSMS DOS считается однозадачной. Это связано с тем, что резидентные программы в своей работе не опираются на операционную систему, а напрямую общаются с процессором, т.е. MS DOS не управляет работой этих программ. Они функционируют автономно. драйверы устройств – это как правило резидентные программы). Специальные резидентные программы служат для расширения свойств операционной системы и улучшения ее интерфейса. Их называют программами-оболочками. С помощью резидентных отладчиков хакеры просматривают код работающих программ и вносят в него изменения. Вирусы, «живущие своей жизнью» на нашем компьютере, - это тоже примеры резидентных программ. Несмотря на существование целого класса резидентного программного обеспечения, все-таки операционная система

Операционные системы Windows 95 и Windows 98 – действительно многозадачные. Они реально управляют одновременной работой нескольких приложений, среди которых, кстати, могут быть и приложения MS DOS. При этом важной чертой систем Windows 9х является так называемая концепция внедрения и связывания объектов (Object Linking and Embedding, OLE). Е смысл состоит в том, что выделенные объекты (блоки текста, графические иллюстрации, звуковые и видеоклипы и т.д.) можно копировать и перемещать между приложениями. Так создают комплексные и мультимедийные документы.

Каждая компьютерная система обладает несколькими видами ресурсов. Во-первых, это рабочая мощность процессора. Во-вторых, это ресурсы оперативной памяти. К ресурсам компьютерной системы относят также устройства, которые входят в его состав, программное обеспечение, которое на ней установлено, и данные, которые на ней хранятся.

Современные сетевые технологии позволяют обеспечить совместное использование ресурсов как смысле данных, так и в смысле оборудования. Операционная система MS DOS не является сетевой. В штатной поставке в ней нет средств для обслуживания даже небольшой локальной сети и обеспечения совместного доступа нескольких пользователей к данным или к оборудованию.

Операционная система Windows 95 имеет в своем составе штатные средства для создания так называемых одноранговых компьютерных сетей, способных удовлетворить потребности рабочей группы, работающей над единым проектом. Операционная система Windows 98 имеет еще большие мощные сетевые возможности, и в частности, связанные с Интернетом. Она имеет встроенные средства для интеграции компьютера во всемирную сеть и для использования всех открытых ресурсов мирового сообщества.

8. Обслуживание компьютера.

В той или иной степени каждая операционная система содержит штатные средства для выполнения операций по наладке, настройке и обслуживанию компьютера. Разумеется, чем более развита операционная система, тем больше возможностей она представляет.

К операционной системе MS DOS прилагается группа программ (так называемых системных утилит), с помощью которых можно выполнить форматирование жесткого диска, разбить его на логические диски, проверить качество его поверхности и цельность логической структуры, оптимизировать распределение памяти между резидентными и системными программами, организовать кэширование операций с жестким диском, а также выполнить ряд полезных операций обслуживания компьютера.

В операционной системе Windows 95 набор системных утилит расширен, они органично встроены в графический интерфейс и их применение стало намного проще. Операционная система Windows 98 еще более расширяет возможности комплекта служебных программ. Теперь они включают средства для автоматизации работ по обслуживанию компьютера без участия человека, позволяют выполнять дистанционное (с удаленного сервера) обслуживание компьютера и модернизацию операционной системы. Особого внимания заслуживает пакет служебных программ Windows 98 под общим названием Информация о системе. Это очень ценное средство позволяет в случае необходимости «заглянуть» в недра самой системе и установить, что в ней изменилось за последнее время. В случаях, когда компьютер ни с того ни с сего начинает вести себя некорректно, это позволяет установить источник и причину дефекта. Использование средств обслуживания в Windows 95 и Windows 98 организовано настолько просто, что эти вполне могут заниматься неспециалисты.

Запуск операционной системы MS DOS.

Три системных файла MS DOS.

Если на компьютере установлена операционная система MS DOS, то ее запуск начинается с двух системных файлов IO.sys и Msdos.sys, после чего загружается третий системный файл command.com. Фактически, эти три файла и представляют собой ядро операционной системы MS DOS.

Обратите внимание на то, что эти три файла представляют собой «святая святых» операционной системы. Если внести в них какие-либо изменения, система (а вместе с ней и компьютер) перестанет работать. Файлы IO.sys и Msdos.sys нельзя не только изменять, но даже и перемещать. Дело в том, что они должны находиться в строго определенных секторах системной дорожки диска, иначе компьютер не сможет их найти.

Основной функцией ЛВС является предоставление ресурсов в совместное использование. Даже если пользователи нуждаются в компьютерах разных конфигураций, доступ к информации и ресурсам одинаково необходим всем. ЛВС может обеспечить совместный доступ к следующим аппаратным средствам компьютера:

Жесткие диски. Общее использование жестких дисков означает доступ с одного компьютера к данным другого компьютера и наоборот. Каждый пользователь сети определяет, какие папки, файлы, принтеры и другие ресурсы его компьютера могут быть доступны для других. Это означает, что никто не обязан полностью открывать свой диск для общего использования. Кроме того, совместное использование дисков позволяет производить цен­трализованную архивацию и восстановление хранимых данных, что экономит время затраты на носители информации.

CD-ROM-дисководы. Несмотря на то, что CD-ROM дисководы все чаще и чаще входят в поставку новых компьютеров, в сети их может оказаться немного. Можно организовать совместный доступ к этим устройствам для членов рабочей группы и использовать их для установки программ, копирования файлов, просмотра видеороликов и многого другого. Установка программ и чтение файлов с CD-ROM диска происходит быстрее, нежели с дискет или магнитной ленты. Отсутствие необходимости ставить CD-ROM дисководы на каждую рабочую станцию сети экономит средства, а у пользователей, никогда не имевших CD-ROM дисководы, появится возможность доступа к информации, поставляемой дисках.

Файлы . Совместно использовать можно не только приложения, но и файлы. Файлы хранятся в папках на жестких дисках рабочих станций. ОС локальной вычислительной сети позволяет выбирать определенные папки для общего доступа, при этом доступ к любой папке может быть ограниченным. Следует помнить, что только к некоторым типам файлов, например к базам данных, возможен доступ одновременно и на чтение и на запись.

Принтеры. Несмотря на то, что принтеры стали существенно дешевле, чем они к были, вряд ли имеет смысл оснащать каждую рабочую станцию собственным устройством печати. Установка одного или двух общих принтеров на рабочую группу, например, лазерного для обычной печати и цветного для подготовки презентаций, сэкономит деньги и позволит всем печатать, когда это необходимо. С помощью ОС локальной вычислительной сети можно легко организовать доступ к своему принтеру для нескольких коллег, а в случае необходимости также легко прекратить этот доступ.

При использовании ресурса имеется два способа контролировать доступ к нему. Можно защитить ресурс паролем, что называется контролем на уровне ресурсов , или задать список пользователей, которые смогут получать доступ к ресурсу, это называетсяконтролем на уровне пользователей . В любой момент времени можно открыть доступ к своим ресурсам или закрыть его. Пользователь сам решает, предоставлять ли остальным членам рабочей группы доступ к файлам на своем компьютере или не предоставлять.

Основные топологии лвс

Вычислительные машины, входящие в состав ЛВС, могут быть расположены самым случайным образом на территории, где создается вычислительная сеть. Следует заметить, что для способа обращения к передающей среде и методов управления сетью небезразлично, как расположены абонентские ЭВМ. Поэтому имеет смысл говорить о топологии ЛВС.

Топология ЛВС - это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.

Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три:кольцевая, шинная, звездообразная .

Иногда для упрощения используют термины - кольцо, шина извезда. Не следует думать, что рассматриваемые типы топологий представляют собой идеальное кольцо, идеальную прямую или звезду.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов.

Узел - любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Топология усредняет схему соединений узлов сети. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная пиния - к шинной.

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кри­вой - кабелем передающей среды (рис. 2). Выход одного узла сети соединяется со вхо­дом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимаю­щий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.

Кольцевая топология является идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. В ней отсутствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информации позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.

Рис. 2 . Сеть кольцевой топологии

Последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов нарушает целостность кольца и требует принятия специальных мер для сохранения тракта передачи информации.

Из-за сложностей с прокладкой кабельной системы большинство производителей ЛВС разрабатывают сети с чистой кольцевой топологией. Вместо этого используется специальный центральный хаб реализующий кольцевую топологию в сети со звездообразной схемой прокладки кабеля.

Шинная топология - одна из наиболее простых (рис. 3). Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная.

Рис. 3 . Сеть шинной топологии.

Это обеспечивает высокое быстродействие ЛВС с шинной топологией. Сеть легко на­ращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Компьютеры в сетях с шинной топо­логией в любой момент времени имеют равноправный доступ к магис­тральному кабелю. Прежде чем пере­сылать данные другому компьютеру, необходимо проверять, свободен ли кабель. Эта проверка производится на логическом уровне. С целью предот­вращения коллизий на этом же уровне осуществляются функции слияния (как и на въездах на автомагистраль).

Недостаток этой топологии заключается в том, что весь сетевой трафик зависит от магистрального кабеля. При разрыве кабеля в любой точке или при подключении очередного узла вся сеть перестанет функционировать. Тем не менее, это, как правило, наиболее дешевый вариант, поскольку необходим только общий кабель для соединения узлов.

Сети шинной топологии наиболее распространены в настоящее время. Следует отме­тить, что они имеют малую протяженность и не позволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.

Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, называемого хабом (hub) (рис. 4), к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с хабом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Рис. 4 . Сеть звездообразной топологии

Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов ЛВС друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла.

Преимуществом таких сетей является то, что кабель каждого компьютера защищен от повреждений в любом другом кабеле. Если нарушится соединение какого-либо компьютера или оборвется его кабель, то только этот компьютер потеряет связь с сетью, остальные компьютеры сохранят соединение друг с другом через хаб. С точки зрения надежности сети такой тип топологии является наилучшим.

Недостатки звездообразной топологии сказываются при использовании очень маленьких сетей. Стоимость центрального хаба может быть довольно большой. В зависимости от марки хаба и количества обеспечиваемых соединений она может достигать нескольких тысяч долларов.

В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие внекоторых случаях сочетания рассмотренных.

Выбор той или иной топологии определяется областью применения ЛВС, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.

Совместное использование ресурсов и управление ими

Одной из важных задач операционной системы является управление имею­щимися в ее распоряжении ресурсами (основной памятью, устройствами ввода-вывода, процессором), а также их распределение между разными активными процессами. При разработке стратегии распределения ресурсов необходимо при­нимать во внимание следующие факторы.

Равноправность . Обычно желательно, чтобы всем процессам, претендующим на какой-то определенный ресурс, предоставлялся к нему одинаковый
доступ. В особенности это касается заданий, принадлежащих к одному и
тому же классу, т.е. заданий с аналогичными требованиями к ресурсам.

Дифференциация отклика . С другой стороны, может понадобиться, чтобы
операционная система по-разному относилась к заданиям различного класса, имеющим различные запросы. Нужно попытаться сделать так, чтобы
операционная система выполняла распределение ресурсов в соответствии с целым набором требований. Операционная система должна действовать в
зависимости от обстоятельств. Например, если какой-то процесс ожидает
доступа к устройству ввода-вывода, операционная система может спланировать выполнение этого процесса так, чтобы как можно скорее освободить
устройство для дальнейшего использования другими процессами.

Эффективность . Операционная система должна повышать пропускную способность системы, сводить к минимуму время ее отклика и, если она рабо­тает в системе разделения времени, обслуживать максимально возможное
количество пользователей. Эти требования несколько противоречат друг
другу; насущной проблемой исследования операционных систем является поиск нужного соотношения в каждой конкретной ситуации.

Задача управления ресурсами и их распределения типична для исследований операционных систем; здесь могут применяться математические результаты, полу­ченные в этой области. Кроме того, важно измерять активность системы, что позво­ляет следить за ее производительностью и вносить коррективы в ее работу.

На рис. 2.11 показаны основные элементы операционной системы, участ­вующие в планировании процессов и распределении ресурсов в многозадачной среде. Операционная система поддерживает несколько очередей, каждая из ко­торых является просто списком процессов, ожидающих своей очереди на исполь­зование какого-то ресурса. В краткосрочную очередь заносятся процессы, кото­рые (или, по крайней мере, основные части которых) находятся в основной па­мяти и готовы к выполнению. Выбор очередного процесса осуществляется краткосрочным планировщиком, или диспетчером. Общая стратегия состоит в том, чтобы каждому находящемуся в очереди процессу давать доступ по очере­ди; такой метод называют циклическим (round-robin). Кроме того, процессам можно присваивать различный приоритет.

Рис. 2.11. Ключевые элементы многозадачной операционной системы

В долгосрочной очереди находится список новых процессов, ожидающих возможности использовать процессор. Операционная система переносит их из долгосрочной очереди в краткосрочную. В этот момент процессу необходимо выделить определенную часть основной памяти. Таким образом, операционная система должна следить за тем, чтобы не перегрузить память или процессор, добавляя в систему слишком много процессов. К одному и тому же устройству ввода-вывода могут обращаться несколько процессов, поэтому для каждого устройства создается своя очередь. И здесь операционная система должна ре­шать, какому процессу предоставить освободившееся устройство ввода-вывода в первую очередь.

Во время прерывания управление переходит к обработчику прерываний, ко­торый является частью операционной системы. В силу своей функциональности процесс может обратиться к некоторому сервису операционной системы, напри­мер к драйверу устройства ввода-вывода. При этом происходит вызов обработчи­ка обращений к сервисам, который становится точкой входа в операционную систему. Независимо от того, произошло ли прерывание или обращение к серви­су, после его обработки планировщик выберет из краткосрочной очереди процесс для выполнения.

Структура системы

С добавлением в операционные системы все новых функций, а также с рос­том возможностей управляемого операционными системами аппаратного обеспе­чения и его разнообразия возрастает степень их сложности. Операционная сис­тема CTSS, введенная в эксплуатацию в Массачусетском технологическом инсти­туте в 1963 году, занимала в памяти около 32000 36-битовых слов. Операционная система OS/360, выпущенная фирмой IBM через год, содержала более миллиона машинных команд. Система Multics, совместная разработка ко­торой была завершена специалистами Массачусетского технологического инсти­тута и компанией Bell Laboratories к 1975 году, разрослась до 20 миллионов ко­манд. Ради справедливости отметим, что впоследствии на меньших машинах стали появляться операционные системы и попроще, но и они неуклонно услож­нялись с развитием аппаратного обеспечения и ростом требований со стороны пользователей. Так, современная система UNIX по своей сложности намного превосходит свой почти игрушечный первоначальный вариант, разработанный несколькими талантливыми программистами в начале 70-х годов. То же самое произошло с простой системой MS-DOS, со временем переросшей в сложные и мощные операционные системы OS/2 и Windows 2000. Так, операционная сис­тема Windows NT содержит около 16 миллионов строк кода, а в Windows 2000 этот показатель увеличен более чем в два раза.

Увеличение размера полнофункциональных операционных систем и слож­ности выполняемых ими задач стало причиной возникновения трех широко рас­пространенных проблем. Во-первых, операционные системы доходят до пользо­вателей с хроническим опозданием. Это касается как выпуска новых операцион­ных систем, так и обновления уже существующих. Во-вторых, в системах появляются скрытые ошибки, которые начинают проявлять себя в рабочих ус­ловиях и требуют исправления и доработки системы. В-третьих, рост производи­тельности зачастую происходит не так быстро, как планируется.

Как же следует организовать структуру операционных систем, чтобы упро­стить работу с ними и преодолеть перечисленные проблемы? Некоторые решения очевидны. Программное обеспечение должно состоять из модулей, что упростит организацию процесса его разработки и облегчит выявление и устранение оши­бок. Модули по отношению друг к другу должны иметь тщательно разработан­ные и максимально простые интерфейсы, что также облегчит задачи программи­ста. Кроме того, меньше усилий потребует эволюция такой системы. Если взаи­модействие модулей друг с другом происходит по простым и четким правилам, изменение любого модуля окажет минимальное влияние на остальные.

Однако оказалось, что для больших операционных систем, код которых состоит из миллионов или десятков миллионов строк, принцип модульного программирова­ния сам по себе не избавляет от всех проблем. По этой причине возросла популяр­ность концепции уровней иерархии, а также информационной абстракции. В иерар­хической структуре современной операционной системы различные функции нахо­дятся на разных уровнях в зависимости от их сложности, временных характеристик и степени абстракции. Систему можно рассматривать как набор уровней, каждый из которых выполняет свой ограниченный круг заданий, входящий в комплекс задач операционной системы. Работа компонентов определенного уровня основывается на работе компонентов, находящихся на более низком уровне; функции более высокого уровня используют примитивы нижнего по отношению к нему уровня. В идеале уровни должны быть определены так, чтобы при изменении одного из них не изме­нялись остальные.

Как правило, чем ниже уровень, тем меньше время работы его компонен­тов. Некоторые элементы операционной системы должны непосредственно взаи­модействовать с аппаратным обеспечением компьютера, элементарные процессы в котором иногда длятся не более нескольких миллионных долей секунды. Со­ставляющие операционной системы, поддерживающие взаимосвязь с пользовате­лем, находятся на другом конце временного диапазона. Пользователи вводят ко­манды весьма медленно - до одной команды за несколько секунд.

В каждой отдельно взятой операционной системе перечисленные принципы применяются по-разному. Для получения общего представления об операцион­ных системах на данном этапе изложения представим пример обобщенной моде­ли иерархической операционной системы, описанной в и . Она, несомненно, полезна для понимания сути дела, хотя и не соответствует ни одной реальной операционной системе. Сама модель приведена в табл. 2.4 и со­стоит из следующих уровней.

Уровень 1. В него входят электронные схемы; объектами данного уровня
являются регистры, ячейки памяти и логические элементы. Над этими объектами выполняются различные действия, такие, как очистка содержимого
регистра или считывание ячейки памяти.

Уровень 2. Набор команд процессора. В число операций, выполняемых на
этом уровне, входят те, которые допускаются набором команд машинного
языка, например сложение, вычитание, загрузка значения из регистра или
сохранение в нем.

Уровень 3. Содержит концепцию процедуры (подпрограммы), а также операции вызова и возврата.

Уровень 4. Уровень прерываний, которые заставляют процессор сохранить
текущий контекст и выполнить подпрограмму обработки прерывания.

На самом деле первые четыре уровня не являются частями операционной системы, они составляют аппаратное обеспечение процессора. Однако на этих уровнях уже появляются некоторые элементы операционной системы, такие, как программы обработки прерываний. Вплотную к операционной системе мы подходим только на пятом уровне, на котором возникают концепции, связанные с многозадачностью.

Уровень 5. На этом уровне вводится понятие процесса, под которым подразумевается работающая программа. В число фундаментальных требований к
операционной системе, способной поддерживать одновременную работу не­
скольких процессов, входят способность приостанавливать процессы и во­зобновлять их выполнение. Для этого необходимо сохранять содержимое
регистров аппаратного обеспечения, чтобы можно было переключаться с од­ного процесса на другой. Кроме того, если процессы должны взаимодейст­вовать между собой, необходим механизм их синхронизации. Одной из важнейших концепций устройства операционных систем является сема­фор - простейший способ передачи сигналов, который рассмотрен в главе 5, "Параллельные вычисления: взаимоисключения и многозадачность".

Уровень 6. Компоненты этого уровня взаимодействуют со вспомогательны­ми запоминающими устройствами компьютера. На этом уровне происходит
позиционирование считывающих головок и физическая передача блоков
данных. Для планирования работы и уведомления процесса о завершении
запрошенной операции уровень 6 использует компоненты уровня 5.

Уровень 7. Создает логическое адресное пространство процессов. Уровень
организует виртуальное адресное пространство в виде блоков, которые могут перемещаться между основной памятью и вспомогательным запоми­нающим устройством. Широко распространены следующие три схемы: ис­пользование страниц фиксированного размера, использование сегментов пе­ременного размера и комбинация тех и других. Если нужный блок отсутствует в основной памяти, то данный уровень передает уровню 6 запрос о передаче этого блока.

До сих пор речь шла только о взаимодействии операционной системы с процессором. Компоненты операционной системы, относящиеся к восьмому и более высоким уровням, вступают во взаимодействие с внешними объектами, такими, как периферийные устройства, а возможно - с сетью и компьютерами, подключенными к сети. Объектами этих уровней являются логические имено­ванные объекты, которые могут совместно использоваться несколькими процес­сами, исполняющимися на одном или на нескольких компьютерах.

Уровень 8. Отвечает за обмен информацией и сообщениями между процессами.
На этом уровне происходит более богатый обмен информацией, чем на уровне 5,
который обеспечивает работу первичного сигнального механизма для синхрони­зации процессов. Одним из наиболее мощных инструментов подобного типа является конвейер, представляющий собой логический канал передачи данных
между процессами. Конвейер определяется как канал, передающий вывод одно­го процесса на вход другого; кроме того, он может быть использован и для свя­зи с процессом внешних устройств или файлов. Эта концепция рассматривается в главе 6, "Взаимоблокировка и голодание".

Уровень 9. Обеспечивает долгосрочное хранение файлов. На этом уровне данные, хранящиеся на вспомогательном запоминающем устройстве, рассматрива­ются как абстрактные объекты переменной длины, в противоположность аппаратно-зависимому рассмотрению вторичной памяти как набора дорожек, секторов и блоков фиксированного размера, присущему уровню 6.

Уровень 10. Предоставляет доступ к внешним устройствам с помощью
стандартных интерфейсов.

Уровень 11. Поддерживает связь между внешними и внутренними идентификаторами системных ресурсов и объектов. Внешний идентификатор - это имя,
которое может использоваться приложением или пользователем. Внутренний
идентификатор - это адрес или другой индикатор, используемый нижними
уровнями операционной системы для обнаружения объекта и управления им.
Эта связь поддерживается с помощью каталога, который включает в себя не
только взаимное отображение внешних и внутренних идентификаторов, но и
такие характеристики, как, например, права доступа.

Уровень 12. Предоставляет полнофункциональные средства поддержки
процессов. Возможности этого уровня намного превосходят возможности уровня 5, на котором поддерживается только содержимое регистров процес­сора, имеющее отношение к процессу, и логика диспетчеризации процессов. На уровне 12 эта информация используется для упорядоченного управления процессами. Сюда же относится и виртуальное адресное пространство про­цессов, список объектов и процессов, с которыми оно может взаимодейство­вать, и правила, ограничивающие это взаимодействие; параметры, передан­ные процессам при их создании, и прочие характеристики процессов, кото­рые могут быть использованы операционной системой для управления.

Уровень 13. Обеспечивает взаимодействие операционной системы с пользователем. Этот уровень называется оболочкой (shell), так как он отделяет пользователя от деталей внутреннего устройства операционной системы и представляет ее пользователю как набор сервисов. Оболочка принимает ко­манды пользователя или инструкции-управления заданиями, интерпретиру­ет их, создает необходимые процессы и управляет ими. На этом уровне, на­пример, может быть реализован графический интерфейс, предоставляющий пользователю возможность выбора команды с помощью меню и отобра­жающий результаты работы на экране.

Описанная гипотетическая модель операционной системы дает представле­ние о ее структуре и может служить руководством по реализации конкретной операционной системы. В процессе изучения изложенного в настоящей книге курса читателю будет полезно время от времени возвращаться к этой структуре, чтобы лучше понимать, как отдельные компоненты операционных систем соот­носятся друг с другом.

Таблица 2.4. Иерархическая модель операционной системы2

Общие (совместно потребляемые ресурсы ) – это особый вид общественных благ. К сожалению по достоинству он представлен далеко не всегда. Под общностью в данном случае понимается не юридическая категория общей собственности, а общий режим совместного хозяйственного использования ресурсов, необходимость которого определяется существенными неэкономическими ограничениями, исключающими их свободное воспроизводство. Хотя именно в связи с неэкономическими ограничениями воспроизводимости, необходимо учитывать их существенные экономические особенности. Во-первых, они имеют, как правило, не потребительский, а производственный характер. Во-вторых, это капитальные блага, для которых необходимо определять режим использования в долгом периоде не только в хронологическом, но и в экономическом смысле, когда следует предполагать и рассматривать возможности любых изменений относительно вероятности сохранения и исчерпания данного ресурса. В-третьих, обычно они имеют устойчивую асимметрию свойств конкурентности и исключаемости, т.е. конкурентны (являются объектами конкуренции), когда не имеют свойства исключаемости, и, наоборот, перестают быть конкурентными, когда приобретают исключаемость или, другими словами, «неисключаемы, когда конкурентны» (создание и использование знаний, информации, в том числе, земельные кадастры, метеорологическая служба), и «неконкурентны, когда исключаемы» (использование невоспроизводимых природных ресурсов, в том числе добыча нефти и газа).

К настоящему времени достаточно четко определились именно эти два вида общих (совместно используемых) свободно не воспроизводимых ресурсов. Они расположены на полюсах системы ресурсов: невоспроизводимые природно-сырьевые ресурсы и практически безграничные интеллектуально-информационые ресурсы. Доступ к ним, особенно в России, только казался практически свободным потому, что они имеют большое разнообразие и огромные масштабы. К сожалению, только в последние годы стали осознаваться смысл и значение проблем ограниченности невоспроизводимых природных ресурсов и невоспроизводимости ограниченных (редких) природных ресурсов. Информационные и интеллектуальные ресурсы нельзя считать свободно воспроизводимыми в силу их уникальности, неповторимости фундаментальных открытий и изобретений, талантов и творчества их авторов.

К невоспроизводимым природно-сырьевым ресурсам относятся участки территории и акватория страны, региона, недр, полезных ископаемых, воздушного пространства (авиамаршруты), шельфов, электромагнитных полей (радиочастоты). Неэкономические (физические, химические, био-, физио-, этологические и др.) ограничения имеет воспроизводство лесного и сельского хозяйства, рыбных промыслов и других экосистем, в том числе почвы (гумуса) и других биогеоценозов. Как правило, эффективные масштабы (границы) их воспроизводства не совпадают с контурами системы и объектов собственности. Нечто подобное возникает и в отношении воспроизводства, создания и использования информационных и интеллектуальных ресурсов.

Исторически сложилось такое положение, когда российское государство стало основным продавцом природно-сырьевых ресурсов и основным покупателем информационно-интеллектуальных ресурсов. Может быть это явление следует рассматривать не только в качестве особенности национальной экономики России, но и как общую экономическую закономерность экономики с доминированием в национальных активах общих свободно невоспроизводимых ресурсов?

Не всегда строго юридически, но всегда в виде реального права, а также институционально, организационно и экономически общий режим использования невоспроизводимых природно-сырьевых ресурсов оформился и закрепился как естественная монополия государства (или органов местного самоуправления, муниципалитетов) на их продажу, предоставление в аренду, в концессию и другие формы пользования. Результаты фундаментальной науки и связанного с ними образования (подготовки молодых ученых и специалистов для фундаментальной науки) редко находят покупателей и заказчиков в частном, не только потребительском, но и предпринимательском, секторе экономики. Поэтому в научной и образовательной сфере вполне естественно возникает государственная монопсония, когда государство в общенациональных интересах играет роль организатора, координатора, заказчика, покупателя, кредитора, финансиста, лицензиара и носителя других функций, необходимых для обеспечения национальной конкурентоспособности в сфере фундаментальной науки и образования.

Важной особенностью общих ресурсов является неэластичный характер их предложения. Как было показано выше (темы 9,10), в таких случаях возникают многочисленные, разнообразные, большой величины рентные доходы (рента природно-ресурсная , земельная, горная, абсолютная, относительная, монопольная, экономическая, квазирента и др.). В последнее время в теории ренты рассматриваются такие ее новые виды, как рента государственная, финансовая, страховая, инфрамаржинальная, отстроченная, региональная, информационная, интеллектуальная и др.

Думается, что некоторые признаки общих, совместно используемых, свободно невоспроизводимых ресурсов, генерирующих рентные доходы, имеют многие элементы национального богатства и национальных активов – здоровье нации, человеческий капитал, национальный экологический потенциал и др. В связи с этим развиваются новые ресурсные и рентные концепции доходов, издержек, налогообложения и др.

Professional позволяет совместно использовать практически все, что находится в сети - файлы и папки, принтеры и даже приложения. В этой лекции мы поговорим о том, как совместно пользоваться сетевыми ресурсами.

Во-первых, мы охватим особенности совместного использования приложений, файлов и папок, жестких дисков и принтеров. Затем обсудим управление совместными ресурсами и, наконец, вернемся к вопросу сетевой безопасности и поговорим о специфике методов обеспечения защиты открытых сетевых ресурсов, будь то защита посредством управления разрешениями или административная работа с пользователями, имеющими доступ к ресурсам сети.

Представление о совместном использовании

В Windows XP Professional можно реализовать совместное использование файлов, папок, принтеров и других сетевых ресурсов. С этими ресурсами могут работать либо другие пользователи локального компьютера, либо пользователи, находящиеся в сети. В этом разделе дается объяснение того, как настроить совместное использование в Windows XP Professional -системе.

Сначала мы обсудим совместное использование папок и жестких дисков, затем обратимся к использованию принтеров, а в конце на примере приложения Windows Messenger обсудим совместное использование приложений.

Совместное использование папок и жестких дисков

Основное назначение сетей состоит в совместном использовании информации. Если бы не было возможности общего доступа к файлам и папкам, то не было бы и причин для создания сетей. Windows XP Professional разрешает совместное использование папок и жестких дисков несколькими способами. Реализовать совместное использование достаточно просто. То, каким образом ресурсы используются совместно, будет зависеть от настройки системы Windows XP Professional.

Совместное использование на уровне папок является базовым (исходным) уровнем, на котором вы можете осуществлять управление. Вы не можете реализовать совместное использование одного файла. Он должен быть перенесен или создан внутри папки, предназначенной для совместного использования.

Реализация совместного использования

Если необходимо ввести совместное использование файлов, то сделать это будет достаточно просто. Осуществите навигацию к нужной папке, щелкните на ней правой кнопкой мыши и выберите Properties (Свойства) в появившемся меню. Щелкните на вкладке Sharing (Общий доступ) и проведите настройку реквизитов. Настройки, которые вы выберете, зависят от нескольких факторов: во-первых, включение или отключение Simple File Sharing (Простой общий доступ к файлам) предоставляет разные возможности. Файловая система, которой вы пользуетесь - NTFS или FAT - также влияет на возможности совместного использования. Мы обсудим варианты этих настроек позже в лекции.

Для совместного использования ресурсов сети сначала надо инициировать File and Printer Sharing for Microsoft Networks (Служба доступа к файлам и принтерам сетей Microsoft) в сетевом диалоговом окне. Если вы не видите вкладку Sharing в диалоговом окне свойств папки, то, значит, этот сервис не подключен. Обычно этот сервис автоматически инсталлируется мастером установки сети (Network Setup Wizard). Если требуется его проинсталлировать, проделайте следующие шаги.

Примечание. File and Printer Sharing for Microsoft Networks (Службу доступа к файлам и принтерам сетей Microsoft) нужно инсталлировать только в сетях, состоящих из устройств одного ранга, представленных компьютерами, работающими в среде Windows.

1. Щелкните на Start (Пуск), правой кнопкой мыши щелкните на My Network Places (Сетевое окружение), выберите Properties (Свойства), щелкните правой кнопкой мыши на Local Area Connection (Локальные сетевые подключения) и выберите Properties.
2. Щелкните на вкладке General (Общие).
3. Нажмите кнопку Install (Установить). Появится диалоговое окно Select Network Component Type (Выбор типа сетевого компонента).
4. Выберите Service (Службы) и щелкните на кнопке Add (Добавить).
5. Выберите File and Printer Sharing for Microsoft Networks (Служба доступа к файлам и принтерам сетей Microsoft) и нажмите ОК.
6. Вы вернетесь в окно Local Area Connection и, возможно, появится запрос вставить компакт-диск Windows XP Professional.
7. Нажмите на ОК для сохранения изменений.

Уровни доступа

Windows XP professional предлагает пять уровней доступа к файлам и папкам. Их полезно знать, чтобы настраивать реквизиты в соответствии с потребностями организации в совместном использовании ресурсов. Вот эти уровни.

• Уровень 1. Мои документы. Это уровень самых жестких ограничений. Единственным лицом, имеющим право читать эти документы, является их создатель.
• Уровень 2. Мои документы. Это уровень по умолчанию для локальных папок.
• Уровень 3. Файлы в открытых (для общего использования) документах доступны локальным пользователям.
• Уровень 4. Общие файлы в сети. На этом уровне все пользователи сети могут читать эти файлы.
• Уровень 5. Общие файлы в сети. На этом уровне все пользователи сети могут не только читать эти файлы, но и вносить в них записи.

Примечание. Файлы уровней 1, 2 и 3 доступны только для локально зарегистрированных пользователей.

В следующих параграфах особенности этих уровней рассматриваются более подробно. Для пояснения создания конфигураций этих уровней доступа процесс установления уровня безопасности показан на примере системы с подключенной опцией Simple File Sharing (Простой общий доступ к файлам).

Уровень 1. Этот уровень является самым строгим в плане защиты. На уровне 1 только владелец файла может читать и записывать в свой файл. Даже сетевой администратор не имеет доступа к таким файлам. Все подкаталоги, существующие в папке уровня 1, сохраняют тот же уровень секретности, что и родительская папка. Если владелец папки хочет, чтобы некоторые файлы и подкаталоги стали доступны для других лиц, то изменяет настройки безопасности.

Возможность создания папки уровня 1 доступна только для учетной записи пользователя и только в рамках его собственной папки My Documents (Мои документы). Для создания папки уровня 1 проделайте следующие шаги.

1. Щелкните на окошке Make this folder private (Отменить общий доступ к этой папке).
2. Нажмите ОК.

Уровень 2. На уровне 2 владелец файла и администратор имеют права на чтение и запись в файле или папке. В Windows XP Professional это является настройкой по умолчанию для каждого пользовательского файла в папке My Documents (Мои документы).

Для установки уровня 2 безопасности папки, ее подкаталогов и файлов проделайте следующие шаги.

1. Щелкните правой кнопкой мыши на нужной папке и затем щелкните на Sharing and Security (Общий доступ и безопасность).
2. Очистите флажки Make this folder private (Отменить общий доступ к этой папке) и Share this folder on the network (Открыть общий доступ к этой папке).
3. Нажмите ОК.

Уровень 3. Уровень 3 позволяет совместно использовать файлы и папки пользователям, входящим в компьютер в рамках локальной сети. В зависимости от типа пользователя (за более подробной информацией о типах пользователей обратитесь к "Безопасность при работе в сети") он может (или не может) выполнять определенные действия с файлами уровня 3 в папке Shared Documents (Общие документы).

• Администраторы локальных компьютеров и опытные пользователи имеют полный доступ.
• Ограниченные пользователи имеют доступ только для чтения.
• Удаленные пользователи не имеют доступа к файлам уровня 3.

Установка разрешений уровня 3 требует перемещения желаемых папок и файлов в папку Shared Documents (Общие документы).

Уровень 4. На четвертом уровне файлы доступны для чтения всем удаленным пользователям. Локальные пользователи имеют доступ на чтение (это касается и учетных записей Гость), но не имеют права записи и модификации файлов. На этом уровне каждый имеющий доступ к сети может читать файлы.

Для создания разрешений уровня 4 для папки проделайте следующие шаги.

• Очистите окошко Allow network users to change my files (Разрешить изменение файлов по сети).
• Нажмите ОК.

Уровень 5. Наконец, уровень 5 является наиболее разрешенным уровнем с точки зрения безопасности файлов и папок. Любой пользователь сети имеет карт-бланш для доступа к файлам и папкам уровня 5. Так как каждый может читать, записывать или удалять файлы и папки, то такой уровень безопасности следует вводить только в закрытых, надежных и защищенных сетях. Для установки разрешений уровня 5 проделайте следующие шаги.

1. Щелкните правой кнопкой мыши на папке и затем щелкните на Sharing and Security (Общий доступ и безопасность).
2. Отметьте флажок Share this folder on the network (Открыть общий доступ к этой папке).
3. Нажмите ОК.