Файл: Функции операционных систем персональных компьютеров.pdf

Операционная система обязана гарантировать управление абсолютно всеми данными приборами, т. е. обеспечивать методы обмена данными между приложениями и устройствами.

Управление устройствами в Windows исполняется подсистемой ввода вывода, содержащей ряд компонентов (см. рис.4.1 в лекции 4 "Структура Windows"):
• диспетчер ввода-вывода (I/O manager – Input/Output manager) – главный элемент; гарантирует интерфейс среди приложениями и устройствами;
• диспетчер PnP (Plug and Play manager) – элемент, осуществляющий правило Plug and Play ("подключи и работай") – автоматическую идентификацию и конфигурацию подключаемых к системе девайсов;
• диспетчер электропитания (power manager) – гарантирует помощь разных режимов энергопотребления системы и устройств;
• драйверы устройств – программы, реализующие операции ввода-вывода с целью определенного устройства; драйверы больше прочих частей системы "знают" о специфике личного устройства;
• HAL (Hardware Abstraction Layer) – степень абстрагирования с аппаратных средств; утаивает от иных частей характерные черты реализации определенных процессоров, системных плат и контроллеров прерываний;
• реестр (registry) – применяется в качестве базы информации с целью параметров устройств и драйверов.

2.6 Защита данных и администрирование

Защищенность сведений вычислительной системы гарантируется средствами отказоустойчивости ОС, сосредоточенными на защиту от сбоев и отказов аппара­туры и ошибок программного обеспечения, а кроме того средствами защиты с не­санкционированного доступа. В крайнем случае ОС оберегает данные от оши­бочного либо умышленного действия пользователей системы.

Первым рубежом защиты при охране информации от несанкционированного досту­па считается процесс логического входа. Операционная система обязана убе­диться, что в систему старается войти пользователь, вход которого разрешен ад­министратором. Функции защиты ОС в целом весьма непосредственно объединены с функциями администрирования, таким образом равно как непосредственно администратор устанавливает права пользо­вателей при их обращении к различным ресурсам системы — файлам, каталогам, принтерам, сканерам и т. п. Помимо этого, администратор ограничивает возможно­сти пользователей в выполнении этих либо других системных действий. К примеру, пользователю может быть не разрешено осуществлять процедуру прекращения работы ОС, устанавливать системное время, завершать посторонние процессы, формировать учет­ные записи пользователей, менять полномочия доступа к определенным каталогам и файлам. Администратор способен кроме того сократить способности пользовательского интерфейса, сняв, к примеру, определенные пункты из список операционной систе­мы, выводимого на экран пользователя.

Значимым средством охраны информации считаются функции аудита ОС, заключаю­щиеся в регистрации абсолютно всех событий, с которых находится в зависимости защищенность системы. На­пример, попытки успешного и безуспешного логического входа в систему, процедуры доступа к определенным каталогам и файлам, применение принтеров и т. п. Спи­сок событий, какие следует отслеживать, устанавливает администратор ОС.

Поддержка отказоустойчивости реализуется операционной системой, обычно на основе резервирования. Чаще всего в функции ОС вносится поддерживание некоторых копий данных в различных дисках либо различных дисковых накопите­лях. Резервируются кроме того принтеры и прочие приборы ввода-вывода. При от­казе одного избыточного устройства операционная система обязана моментально и понятным для юзера способом осуществить реконфигурацию системы и продолжить работу с запасным устройством. Особенным случаем обеспечения отка­зоустойчивости считается применение некоторых процессоров, в таком случае имеется мультипроцессирование, если концепция не прекращает работу при отказе 1-го процессора, хотя и с меньшей производительностью. (Следует выделить, что многочисленные ОС используют мультипроцессорную конфигурацию компьютера только лишь с целью форсирования работы и при отказе какого то одного процессора прерывают работу.) Поддержка отказоустойчивости вдобавок укладывается в прямые обязанности системного админи­стратора. В состав ОС в большинстве случаев вмещаются утилиты, разрешающие администратору осуществлять постоянные операции резервного копирования с целью предоставления бы­строго восстановления значимых данных.

Администратор вычислительной системы определяет и ограничивает возможности пользователей в выполнении этих либо других операций, т.е. устанавливает их полномочия согласно обращению и применению ресурсов системы. Значимым средством защиты считаются функции аудита ОС, содержащегося в фиксации абсолютно всех событий, от которых находится в зависимости защищенность системы. Поддержка отказоустойчивости вычислительной системы реализуется на базе резервирования (дисковые RAID-массивы, резервные принтеры и прочие приборы, в некоторых случаях резервирование центральных процессоров, в ранних ОС - дуальные и дуплексные системы, системы с мажоритарным органом и др.). В целом обеспечение отказоустойчивости системы - одно из основных обязательств системного администратора, который с целью этого применяет несколько специальных средств и инструментов. [2]

2.7 Интерфейс прикладного программирования

Прежде всего необходимо однозначно разделить общий термин API(applicationprograminterface, интерфейс прикладного программирования) на следующие направления:

♦ APIкак интерфейс высокого уровня, принадлежащий к библиотекамRTL;

♦ APIприкладных и системных программ, входящих в поставку операционной системы;

♦ прочие API.

Интерфейс прикладного программирования,равно как это и следует из наименования, предназначен для применения прикладными программами системных ресурсов ОС и реализуемых ею функций.API описывает комплекс функций и операций, которые принадлежат ядру либо надстройкам ОС.

Итак, AP Iпредставляет из себя пакет функций, предоставляемых системой программирования разработчику прикладной программы и направленных на организацию взаимодействия результирующей прикладной программы с целевой вычислительной системой.Целевая вычислительная система выступать в роли комплекса программных и аппаратных средств, в окружении которых производится результирующая программа. Самостоятельно результирующая программа порождается концепцией программирования в основе кода исходной программы, созданного разработчиком, а кроме того объектных модулей и библиотек, вмещающихся в группу концепции пр В принципе API используется не только лишь прикладными, но и многочисленными системны­ми программами, равно как в составе ОС, таким образом и в составе системы программирования.
Но далее разговор пойдет только лишь о функциях API с точки зрения создателя прикладной программы. Для системной программы имеются определенные вспомогательные ограничения на потенциальные реализации API.

Функции API позволяют разработчику строить результирующую прикладную программу таким образом, чтобы использовать средства целевой вычислительной системы с целью исполнения стандартных операций. При этом разработчик программы избавлен от надобности формировать первоначальный код с целью исполнения данных операций.

Программный интерфейс API включает в себя не только лишь сами функции, но и со­глашения относительно их применения, которые регламентируются операционной системой (ОС), архитектурой целевой вычислительной системы и системой программирования.

Существует несколько вариантов реализации API:

 реализация на уровне ОС;

 реализация на уровне системы программирования;

 реализация на уровне внешней библиотеки процедур и функций.

Система программирования в любом из данных разновидностей дает разработчику средства с целью подсоединения функций API к начальному коду программы и организации их вызовов. Объектный код функций API подключается к результирующей программе компоновщиком при необходимости.

Возможности API можно оценивать со следующих позиций:

1. эффективность выполнения функций API– включает в себя скорость выполнения функций и объём вычислительных ресурсов, потребных для их выполнения;

 2. широта предоставляемых возможностей;

 3. зависимость прикладной программы от архитектуры целевой вычислительной системы.

В совершенстве желательно обладать комплектом функций API, выполняющихся с наивысшей эффективностью, предоставляющих пользователю все без исключения способности передовых ОС и обладающих наименьшей связью с архитектурой вычислительной системы (еще лучше – лишённых такого рода зависимостей).

Добиться наивысшей эффективности исполнения функций API фактически сложно по тем же основаниям, согласно которым нереально достичь наивысшей эффективности исполнения для какой угодно результирующей программы. По этой причине об эффективности API допускается заявлять только лишь в сравнении его характеристик с остальными API.

Что затрагивает две иные характеристики, то в принципе отсутствуют технические ограничений на их реализацию. Но имеются организационные трудности и ограниченные корпоративные интересы, тормозящие формирование подобного рода библиотек программирования.

2.8 Пользовательский интерфейс

Согласно разновидности пользовательского интерфейса чцществуют текстовые (линейные), графические и речевые операционные системы.
Пользовательским интерфейсом именуется комплект способов взаимодействия пользователя с приложением. Пользовательский интерфейс содержит общение пользователя с приложением и язык общения.

Текстовые ОС

Линейные операционные системы осуществляют интерфейс командной строки. Главным механизмом управления в них считается клавиатура. Команда набирается на клавиатуре и отображается на экране монитора. Окончанием ввода указания работает нажатие клавиши Enter. С целью работы с операционными системами, обладающими текстовый интерфейс, следует освоить командным языком этой среды, т.е. совокупностью команд, состав которых обусловливается синтаксисом данного языка.

Первые реальные операционные системы обладали текстовым интерфейсом. В наше время он вдобавок используется в серверах и компьютерах пользователей.

Графические ОС

Такие операционные системы выполнят интерфейс, созданный на взаимодействии активных и пассивных графических экранных компонентов управления. Приборами управления в этом случае считаются клавиатура и мышь. Пассивные компоненты управления — это графические компоненты управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся перечни, строки меню и т.д.).

Активным компонентом управления считается курсор мыши — графический предмет, передвижение которого на экране синхронизировано с движением мыши. Примером только графических ОС служат операционные системы Windows. Стартовый экран аналогичных ОС представляет из себя комплексный объект, именуемый рабочим столом. Рабочий стол — такая графическая среда, в которой воспроизводятся объекты (файлы и каталоги), а так же элементы управления.

В графических операционных системах большую часть действий возможно осуществлять многочисленными разными методами, к примеру посредством строки меню, посредством панели приборов, посредством системы окон и др. Так как операции выполняются над объектом, заранее он обязан быть выбран (выделен).

Основу графического интерфейса пользователя является сформированная концепция окон и иных графических предметов, при формировании которой разработчики стремятся к наибольшей стандартизации абсолютно всех компонентов и способов работы.

Окно — данная обрамленная прямоугольная область на экране монитора, в которой отражаются приложения, документ, информация. Все без исключения процедуры, производимые в графических ОС, совершаются или в Рабочем столе, или в котором-либо окне.

Окно считается действующим, когда с ним в этот период работает пользователь. Речевые ОС

В случае SILK-интерфейса (с англ. speech – речь, image – образ, language – язык, knowledge – знание) – на экране согласно речевой команде совершается передвижение с 1 поисковых образов к остальным.

Предполагается, то что при применении общественного интерфейса не требуется ориентироваться в меню. Экранные образы недвусмысленно покажут последующий путь перемещения с 1 поисковых образов к остальным согласно смысловым смысловым взаимосвязям.

В наше время наблюдается существенное увеличение надежности, защищенности и отказоустойчивости ОС; сближение согласно возможностям ОС для настольных компьютеров и ОС с целью мобильных устройств.