Технология - наука о производстве материальных благ.

Любая технология включает 3 аспекта:

- информативный - описание предметов труда, методов производства.

- инструментальный - используемое орудие труда, с помощью которого осуществляется производство.

- социальный - кадры и их организация.

В узком смысле, технология обычно рассматривает информативный и инструментальный аспекты.

В ИТ предметом труда и продуктом труда является информация; орудие труда - средства вычислительной техники и связи. Т.е. ИТ можно определить, как совокупность состава информации, а также методов и средств, используемых для ее обработки. С точки зрения системного подхода, целью ИТ является получение некоторого состава информации, требуемым образом представленного и структурированного на основании некоторой исходной информации.

Информация, как ресурс, обеспечивающий функционирование любой системы. Считается, что для функционирования любой системы, т.е. для достижения системой постоянной цели требуется некоторое количество разного типа ресурсов (материальных или нематериальных объектов, за счет которых система работает).

- концептуальный - рассматриваются общее содержание информационных процессов и структуры предметной области.

- логический - происходит формализация информационных процессов и разработка модели предметной области и систем ообработки информации.

- физический - рассматриваются способы реализации информационных процессов, аппаратные программные средства, средства связи, которые реализуют процессы, методы и модели, выделенные на концептуальном и логическом уровне.

В общем случае, ИТ можно разделить на глобальные, базовые и конкретные (частные).

Глобальные ИТ включают методы, модели и средства, позволяющие использовать информационные ресурсы всего общества и решающие задачи, связанные с изменением информационного ресурса всего общества.

Базовые ИТ - ИТ, которые основаны на одном из базовых процессов, выделяемых в рамках общей ИТ (процесс сбора и ввода информации, процесс отображения информации, процесс хранения информации, процесс обмена информацией, процесс получения знаний).

Конкретная ИТ - ИТ, характерная для какого-либо производства или науки (технологической подготовки производства).

Для каждого типа технологии можно выделить каждый из уровней рассмотрения.

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом. Поэтому, характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера. В зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса: однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные ОС, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на: однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2) и многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов: вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX) и невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);

Основным различием между вытесняющим и не вытесняющим вариантами многозадачности является степень централизации механизма планирования процессов. В первом случае механизм планирования процессов целиком сосредоточен в операционной системе, а во втором - распределен между системой и прикладными программами. При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс. При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки - мультипроцессирование. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС. Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам. Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.

Выше были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов - процессором. Важное влияние на облик операционной системы в целом, на возможности ее использования в той или иной области оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода-вывода.

Система управления данными играет центральную роль в ОС, поскольку она должна управлять и хранить информацию и программы, принадлежащие как пользователям, так и самой системе. Причем, с концептуальной точки зрения, целесообразно не различать хранимую информацию и периферийные устройства как источники или получатели информации во время выполнения программы, что тесно связывает систему управления данными (СУД) с системой управления вводом/выводом (СУВВ) в единое целое. Здесь имеется в виду обеспечение возможности взаимодействовать с устройствами ввода/вывода как с файлами.

Основными понятиями СУД являются файл, том и каталог. Логический файл - это организованная совокупность однородных элементов информации или однотипных записей для хранения информации в ИВС, которой присвоено имя. Физический файл - это область внешней памяти, хранящей информацию, и дескриптор файла, используемый для доступа к файлу и хранящий данные о физическом размещении и характеристиках файла.

Файл состоит из записей или последовательности байт. Запись содержит информацию о свойствах одного объекта, значение которого определяется в виде полей (атрибутов). Одно или несколько полей записи, однозначно идентифицирующих запись файла, образуют ключ записи.

Логическим или виртуальным томом памяти (ВТП) называется область внешней памяти (раздел) на физическом томе, организованный аналогично тому прямого доступа (ТПД), то есть имеющий свою метку и совокупность хранящихся файлов. Появление ВТП обусловлено появлением накопителей на магнитном диске (НМД) большой емкости, многопользовательских режимов и концепции виртуальных машин.

Большая емкость ТПД, размещение на них файлов многих пользователей создали в СУД следующие трудности:

- конфликты одноименных файлов разных пользователей;

- замедление работы ОС из-за поиска требуемого файла в оглавлении;

- доступность чужих файлов, то есть их незащищенность от других пользователей.

Это привело к появлению на ТПД иерархических, многоуровневых каталогов (справочников) файлов, где корневой, главный каталог - это оглавление тома, а подчиненные или каталоги нижнего уровня - это справочники группы файлов, объединенных по какому-либо признаку. Можно сказать, что каталог является виртуальным оглавлением раздела ТПД внешней памяти.

Итак, файл, том и каталоги - это логические объекты, обрабатываемые пользователем и программами ВС, и одновременно физические объекты, каждый из которых занимает некоторое пространство ТПД. В соответствии с этим СУД подразделяется на два уровня представления информации.

Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.

В широком смысле понятие "файловая система" включает:

- совокупность всех файлов на диске;

- наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;

- комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.

СУФ реализует выполнение следующих базовых функций:

1. Организацию логической системы в виде томов памяти и каталогов файлов.

2. Управление томами, в том числе: форматирование, подключение, отключение.

3. Управление каталогами файлов: создание каталогов, переключение между каталогами, удаление каталогов.

4. Манипуляции с файлами: создание, удаление, открытие, закрытие, копирование и переименование.

5. Связь файлов и потоков ввода/вывода, соединение и переадресацию потоков.

6. Организацию логической структуры файлов и доступа к записям файлов в требуемом порядке.

7. Модификацию записей файлов: читать, писать, изменять, вставлять, добавлять, удалять записи.

8. Защиту файлов от несанкционированного доступа и управление правами доступа.

Кроме того, может быть масса сервисных функций проверки и модификации различных характеристик файлов, каталогов, томов, зависящих от конкретной реализации СУФ.

Файлы бывают разных типов: обычные файлы, специальные файлы, файлы-каталоги.

Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл. Все операционные системы должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов - их собственные исполняемые файлы.

Специальные файлы - это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Специальные файлы так же, как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и на байт-ориентированные.

Для решения проблем поиска и размещения файлов в СУФ используются иерархические, многоуровневые каталоги файлов, двухуровневые имена файлов и средства фильтрации.

Простой одноуровневый каталог представляет собой оглавление тома (используется в однопользовательских ОС)

Иерархический, многоуровневый каталог (древовидный или сетевой) - это совокупность каталогов и дескрипторов файлов различной глубины. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть - если файл может входить сразу в несколько каталогов. В MS-DOS каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX'е - сетевую. Как и любой другой файл, каталог имеет символьное имя и однозначно идентифицируется составным именем, содержащим цепочку символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного каталога.

В компьютерной системе два участника - программное и аппаратное обеспечение. Программное обеспечение - это все программы, которые установлены на компьютере, а аппаратное обеспечение - это узлы и оборудование, которые находятся внутри системного блока или подключены снаружи.
Взаимосвязь между участниками компьютерной системы называют интерфейсом. Взаимодействие между различными узлами- это аппаратный интерфейс, взаимодействие между программами - это программный интерфейс , а взаимодействие между аппаратурой и программами - это аппаратно-программный интерфейс .
Интерфейс (то есть взаимодействие) обеспечивается , если оба участника придерживаются общего протокола. В компьютере аппаратный интерфейс обеспечивают изготовители оборудования. Они следят за тем, чтобы все узлы имели одинаковые разъемы и работали с одинаковыми напряжениями. Но когда дело доходит до взаимодействия между программами и устройствами (аппаратно - программный интерфейс) или между различными программами (программный интерфейс), то проследить за соблюдением протоколов некому. Программисты, пишущие программы, не знают какое оборудование стоит на каждом компьютере, а изготовители оборудование не знают, с какими программами ему придется работать. Согласование между программным и аппаратным обеспечением берет на себя операционная система.

DNS (англ. Domain Name System - система доменных имён) - это система, позволяющая преобразовывать символьные имена доменов в IP-адреса (и наоборот) в сетях TCP/IP.

Сервер имен это программа управления распределенной базой данных, в которой хранятся символьные имена сетей и ЭВМ вместе с их IP-адресами. Наиболее распространенным программным продуктом, решающим данную задачу является BIND (Berkrley Internet Name Domain). Иногда для этой цели выделяют специальную машину. Задача DNS - преобразование символьного имени в IP-адрес и наоборот в условиях, когда число узлов Internet растет экспоненциально, совсем не проста.

База имен является распределенной, так как нет такой ЭВМ, где бы хранилась вся эта информация. Как уже отмечалось имя содержит несколько полей (длиной не более 63 символов), разделенных точками. Имя может содержать не более 255 октетов, включая байт длины. Анализ имени производится справа налево. Самая правая секция имени характеризует страну (двухсимвольные национальные коды смотри в приложении), или характер организации образовательная, коммерческая, правительственная и т.д.).

Следующие 3-х символьные коды в конце Internet-адреса означают функциональную принадлежность узла:

.aero Фирма или организация, относящаяся к сфере авиации;

.biz Организация, относящаяся к сфере бизнеса;

.com Коммерческая организация;

.coop Кооперативная организация;

.gov Государственное учреждение (США);

.info Открытая TLD-структура (регистрация имен доменов)

Каждому узлу соответствует имя, которое может содержать до 63 символов. Только самый верхний, корневой узел не имеет имени. При написании имени узла строчные и прописные символы эквивалентны. Имя домена, завершающееся точкой называется абсолютным или полным именем домен.

Каждый сервер содержит лишь часть дерева имен. Эта часть называется зоной ответственности сервера. DNS-сервер может делегировать ответственность за часть зоны другим серверам, создавая субзоны. Когда в зоне появляется новая ЭВМ или субдомен, администратор зоны записывает ее имя и IP-адреса в базу данных сервера. Администратор зоны определяет, какой из DNS-серверов имен является для данной зоны первичным. Число вторичных серверов не лимитировано. Первичный и вторичный серверы должны быть независимыми и работать на разных ЭВМ, так чтобы отказ одного из серверов не выводил из строя систему в целом. Отличие первичного сервера имен от вторичного заключается в том, что первичный загружает информацию о зоне из файлов на диске, а вторичный получает ее от первичного. Администратор вносит любые изменения в соответствующие файлы первичного сервера, а вторичные серверы получают эту информацию, периодически (раз в 3 часа) запрашивая первичный сервер. Пересылка информации из первичного во вторичные серверы имен называется зонным обменом. Как будет вести себя сервер, если он не имеет запрашиваемой информации? Он должен взаимодействовать с корневыми серверами. Таких серверов насчитывается около десяти и их IP-адреса должны содержаться в конфигурационных файлах.

Список корневых серверов вы можете получить с помощью анонимного FTP по адресам: nic.ddn.mil или ftp.rs.internic.net . Корневые серверы хранят информацию об именах и адресах всех серверов доменов второго уровня. Существует два вида запросов: рекурсивные и итеративные. Первый вид предполагает получение клиентом IP-адреса, а второй - адреса сервера, который может сообщить адрес. Первый вид медленнее, но дает сразу IP-адрес, второй эффективнее - в вашем сервере копится информация об адресах серверов имен. Одним из способов повышения эффективности трансляции имен в адреса является кэширование, то есть хранение в оперативной памяти имен-адресов, которые использовались последнее время особенно часто.