Операционная система составляет основу программного обеспечения ПК.
Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств, который обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.
С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение ПК, входящее в его систему BIOS, с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. Для того чтобы компьютер мог работать, на его жестком диске должна быть установлена (записана) операционная система. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ. Этот процесс называется загрузкой операционной системы. Операционные системы различаются особенностями реализации алгоритмов управления ресурсами компьютера, областями использования.
Так, в зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:
Однозадачные и многозадачные
Однопользовательские и многопользовательские
Однопроцессорные и многопроцессорные системы
Локальные и сетевые.
По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:
Однозадачные (MS DOS)
Многозадачные (OS/2, Unix, Windows)
В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями. Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.
В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:
Системы пакетной обработки (ОС ЕС)
Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows)
Системы реального времени (RT11)
Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.
Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.
В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.
Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.
По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Unix, Linux, Windows 95 - XP) В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты.
В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Widows NT.По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.
Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.
В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов.
Понятие файловой системы в ОС.
Все современные ОС обеспечивают создание файловой системы, которая предназначена для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним.
Файловая система - порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяет формат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла (папки), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.
Основные функции файловой системы можно разделить на две группы:
Функции для работы с файлами (создание, удаление, переименование файлов и т.д.)
Функции для работы с данными, которые хранятся в файлах (запись, чтение, поиск данных и т.д.)
Принцип организации файловой системы – табличный. Данные о том, в каком месте на диске записан файл, хранится в таблице размещения файлов (File Allocation Table, FAT).
Эта таблица размещается в начале тома. В целях защиты тома на нем хранятся две копии FAT. В случае повреждения первой копии FAT дисковые утилиты могут воспользоваться второй копией для восстановления тома.
По принципу построения FAT похожа на оглавление книги, так как операционная система использует ее для поиска файла и определения кластеров, которые этот файл занимает на жестком диске.
Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора 512 байт. Поскольку размер FAT – таблицы ограничен, то для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным.
В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.
К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы:
создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
переименование файлов и каталогов (папок);
копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами (папками) одного диска;
удаление файлов и каталогов (папок);
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
управление атрибутами файлов.
Любые данные, представленные в виде совокупности нулей и единиц, хранятся в памяти компьютера в виде файлов.
Файл (переводится как досье, картотека - file) - поименованная целостная совокупность данных на внешнем носителе.
Для управления файлами и упорядочивания порядка их хранения на носителе используется файловая система, которая является важным элементом компьютера, поскольку от способа организации файлов зависит как скорость доступа к нужному файлу, так и безопасность хранения данных.
Одна и та же операционная система может поддерживать одновременно несколько файловых систем (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Примеры файловых систем
Основное назначение файловой системы - хранение информации о номерах кластеров, в которых записаны данные конкретного файла.
Кластер - логическое объединение нескольких секторов диска, используемое для ускорения процесса считывания и записи данных. Данные одного файла записываются в целое число кластеров. Таблица распределения файлов как раз и содержит информацию о «закреплении» кластеров за файлами. Все свободные кластеры в FAT-таблицах отмечены нулями. Операционная система хранит две копии таблицы распределения файлов. Каждая запись в таблице размещения файлов содержит следующую информацию:
имя файла;
расширение имени;
код времени создания файла;
код даты создания файла;
размер файла;
номер первого кластера, занимаемого файлом;
атрибуты файла (его свойства) - архивный, системный, скрытый, только для чтения.
Файловая система FAT не отвечала требованиям по надежности и защищенности, предъявляемым к сетевым и многопользовательским ОС. Поэтому для ОС основанных на ядре Windows NT стандартом стала новая файловая система NTFS, которая помимо стабильности и защищенности обладает рядом других достоинств. Однако NTFS отличается гораздо большим временем доступа к данным и резко возрастает нагрузка на жесткий диск. Кроме того, если преобразование файловой системы из FAT в NTFS выполняется с помощью стандартных программ ОС и без ущерба для данных, то обратное преобразование практически невозможно, т.к. ни одна существующая на сегодняшний день программа не гарантирует полное сохранение информации.
Поддержание файловой системы включает следующие действия:
создание файлов и присвоение им имен;
создание каталогов и присвоение имен;
переименование файлов и каталогов;
копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами одного диска;
удаление файлов и каталогов.
Имя каждого файла состоит из 2-х частей: основного имени и расширения. Расширение отделяется от основного имени точкой:
основное_имя. расширение,
например, «informatics.doc».
Правила описания основного имени определяются принятой файловой системой. До появления ОС Windows 95 файлы именовались «короткими» именами, в которых основное имя файла не превышало 8 символов (файловая система FAT), а его расширение - 3 символа. Имя и расширение включали только буквы латинского алфавита и цифры. В частности, такой принцип именования файлов используется в операционной системе MS-DOS. Недостаток коротких имен заключается в низкой информативности имени файла относительно содержимого файла. В Windows 95 было введено понятие «длинного» имени (файловая система VFAT). Такое имя может содержать до 256 символов. Длинное имя может включать любые символы за исключением специальных; «\», «/», «;», «*», «?», «"», «<», «>». Кроме этого, в именах файлов допускаются пробелы и несколько точек (файловые системы FAT32, NTFS и др.).
Расширение имени файла используется для идентификации его содержимого операционной системой. Операционная система содержит информацию о зарегистрированных расширениях (типах) файлов (рис. 4.4). По расширению имени файла операционная система определяет тип данных и программу для редактирования файлов с таким расширением. Поэтому выбор расширения файла во многих случаях не является произвольным. Вместе с тем операционная система Windows позволяет регистрировать новые расширения имен файлов (нестандартные) и указывать программы, с помощью которых они открываются. Однако при переносе такого файла на другой компьютер он не будет распознан операционной системой, поскольку в ней данное расширение (нестандартное) не зарегистрировано.
Рис. 4.4. Фрагмент списка зарегистрированных расширений файлов
Для более удобной работы с данными файлы объединяют по определенным признакам в группы, например, по принадлежности разным пользователям или по общей тематике содержимого и т.д. Группа файлов, для которой вводится общее имя, называется каталогом («директорией» от англ. directory). В операционной системе Windows каталоги называются папками . Имя каталога (папки), в отличие от имени файла, не включает расширение.
В каталог, кроме файлов, могут также входить другие каталоги (подкаталоги первого уровня), которые, в свою очередь, могут включать в себя как файлы, так и каталоги (подкаталоги 2-го уровня) и т.д. По такому принципу формируется иерархическая структура - дерево каталогов (рис. 4.5), включающее на самом верхнем уровне единственный главный каталог (корневой каталог, root directory), к которому сходятся многочисленные ветви подкаталогов
Рис. 4.5. Дерево каталогов.
Физический диск - это реальный физический носитель данных, имеющий имя. В качестве имен физических дисков принято использовать буквы латинского алфавита;
А и В - гибкие магнитные диски;
С- жесткий магнитный диск;
D - оптический диск (если есть) и т.д.
Логический диск - это виртуальный диск на физическом диске или часть физического диска. Например, жесткий магнитный диск можно разбить на несколько логических дисков, имена которых будут соответственно С, D, E, F и т.д. В этом случае лазерный диск будет именоваться следующей буквой - G. Если жесткий диск не разбит на два и более логических диска, то он содержит один логический диск С.
Пользователь работает с каждым логическим диском как с отдельным устройством, хотя на самом деле логический диск может являться частью физического диска. Логический диск также является каталогом самого высокого уровня- корневым каталогом.
В файловых системах, поддерживающих длинные имена, используется понятие полного имени (рис. 4.6), включающего, помимо имени файла (основное имя и расширение), путь доступа к файлу (включает имя диска, последовательность вложенных каталогов, разделенных символом \ и имя файла).
Рис. 4.6. Полное имя файла
Поддержание файловой системы, помимо ранее перечисленных функций над файлами и каталогами (создание, удаление и т.д.), включает следующие действия:
исправление ошибок в хранимых данных;
разграничение прав доступа пользователей к файлам и папкам;
навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу;
управление атрибутами файлов и каталогов.
Первые два действия относятся к файловой системе NTFS (Windows NT, Windows 2000, Windows XP). Файловая система NTFS включает средства, отслеживающие целостность хранимых данных, а также средства автоматического исправления ошибок в файловой системе и замены дефектных секторов при обнаружении ошибок.
Разграничение прав доступа пользователей реализуется путем установки дополнительных атрибутов (свойств) файлам и папкам и отслеживания соответствия между свойствами объекта и правами пользователя.
Навигацию (перемещение от одного файла к другому) по файловой структуре можно выполнять путем ввода команд перехода с диска на диск или из каталога в каталог. Такой подход является неприемлемым для большинства пользователей, поскольку требует знания специальных команд и формата их записи. В связи с этим широкое применение нашли специальные программы, называемые файловыми оболочками. В операционных системах семейства Windows навигация по файловой структуре осуществляется с помощью программы Проводник (Explorer).
Кроме имени и расширения файла, операционная система посредством файловой системы хранит для каждого файла и каталога дату его создания и набор атрибутов.
Атрибуты - это дополнительные параметры, определяющие свойства файлов и каталогов. Операционная система позволяет их контролировать и изменять. Состояние атрибутов учитывается при проведении автоматических операций с файлами. В большинстве файловых систем стандартными атрибутами файлов и каталогов являются следующие атрибуты:
«только для чтения»;
«скрытый»;
«системный»;
«архивный».
Атрибут «Только для чтения» ограничивает возможности работы с файлом. Его установка означает, что файл не предназначен для внесения изменений. Файл можно просматривать и изменять, однако пользователю будет отказано в сохранении изменений. Файл, открытый только для чтения, может быть сохранен под другим именем. При этом действие атрибута «только чтение» не распространяется на новый файл.
Атрибут «Скрытый» указывает, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Это мера защиты против случайного повреждения файла. Этот атрибут можно присвоить любому файлу или каталогу.
Атрибут «Системный» используется для файлов, связанных с функционированием операционной системы. Управляет данным атрибутом операционная система.
Атрибут «Архивный» используется для установления факта изменения содержимого файла или каталога, подлежащего резервному копированию. При любых изменениях файла данный атрибут автоматически устанавливается. Сброс атрибута выполняется автоматически после выполнения операции резервного копирования. Однако, поскольку современные программы резервного копирования используют другие признаки для установления факта изменения файла, то данный атрибут не принимается ими во внимание.
Файловая система – это функциональная часть операционной системы, обеспечивающая хранение данных на дисках и доступ к ним.
Принцип организации файловой системы в семействах операционных систем МS-DOS и Windows – табличный. Поверхность диска рассматривается как трехмерная матрица, Измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT-таблицах).
Файловая система определяет способы организации и средства обслуживания файловой структуры, преобразуя FAT-таблицы в иерархическую структуру для обеспечения быстрого и удобного доступа к данным, простого и понятного пользователю способа задания адреса данных Операции, выполняемые операционной системой по обслуживанию файловой структуры:
· создание файлов и присвоение им имен;
· создание каталогов (папок) и присвоение им имен;
· переименование файлов и каталогов (папок);
· копирование и перемещение файлов и каталогов (папок);
· удаление файлов и каталогов (папок);
· навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке);
· управление атрибутами файлов.
Для обеспечения удобного доступа к файлам файловая система позволяет объединять их в каталоги (папки).
Каталогом называется специальный файл, в котором регистрируются другие файлы и каталоги. Если файл зарегистрирован в каталоге, это означает, что в последнем содержатся вся характеризующая файл информация и сведения о том, в каком месте диска файл расположен. Сам же файл хранится как последовательность байт без каких-либо дополнительных справочных сведений.
Правила именования каталогов совпадают с правилами именования файлов, однако расширения практически не используются. Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической структуры является корневой каталог.
На каждом диске всегда имеется единственный корневой каталог (он именуется символом «\»), в который могут входить другие каталоги и файлы. Корневой каталог создается при форматировании (разметке) диска, хранится во вполне определенной области дисковой памяти, имеет ограниченный размер и не может быть удалён ни какими средствами. Пользователь не имеет возможности что-либо сделать с корневым каталогом, за исключением помещения в него файлов и других каталогов, а также удаления их из него.
Каждый каталог хранит свою файловую структуру, которая формируется по следующим правилам:
· каталог или файл может входить только в один каталог;
· допускается вхождение в различные каталоги каталогов и файлов с одинаковыми именами (но, конечно, не в один каталог);
· на порядок следования файлов и каталогов в каталоге никаких ограничений (за исключением корневого каталога системного диска) не накладывается;
· глубина вложенности каталогов не ограничивается.
В один каталог обычно объединяют группу файлов (каталогов), связанных между собой по какому-либо признаку, например файлы и каталоги одного владельца, функционально подобные файлы (каталоги), файлы, имеющие однотипное содержимое (тексты, исходные программы и т. п.).
С понятием файла и каталога в ОС связано понятие логического диска. Логический диск создается и управляется специальной программой, имеет уникальное имя в виде одной латинской буквы (например: С, D, Е, F и т. д.), может быть реализован на жестком и гибком дисках, на CD-RОМ, в оперативной памяти (электронный диск). На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков.
Способы обращения к файлу, группе файлов . Для обеспечения доступа к существующему файлу или определения места размещения файла в файловой структуре в общем случае требуется задать:
· имя привода, на котором установлен диск, содержащий искомый файл или предназначенный для размещения нового файла;
· путь к файлу по файловой структуре этого диска;
· составное имя файла (имя файла и расширение имени файла).
Данные сведения указываются в спецификации файла, которая имеет следующий синтаксис (структуру): [имя носителя]:[\маршрут\]имя_файла.[расширение] .
Маршрут (путь) – это цепочка соподчинённых каталогов, которую надо пройти по иерархической структуре к каталогу, где зарегистрирован искомый файл. При задании пути имена каталогов записываются в порядке следования и отделяются друг от друга символом «\».
Здесь необязательные элементы заключены в квадратные скобки, так как операционная система хранит информацию о текущем диске в текущем каталоге.
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Основы представления графической информации
Графика – наиболее общий способ визуального представления данных в компьютере, в котором объединяются текстовые данные и графические образы.
Графический редактор – это программный комплекс, обеспечивающий пользователя средствами для создания графических образов, картин, рисунков и даже мультипликации. Он позволяет рисовать на экране дисплея разными цветами с помощью пера, мыши и пр. Кроме того, графический редактор заботится о сохранности созданного изображения и удобстве работы с принтером, памятью и т. п.
Минимальный элемент изображения (или картинки) на экране дисплея называется пикселем (от англ. picture element – элемент изображения, сокращенно – pixel). Пиксель может храниться, адресоваться и показываться.
Как минимальный элемент изображения пиксель – это фактически точка на экране дисплея. Количество цветов, которые может отображать пиксель, называется глубиной пикселя. Она определяется длиной значения цвета. Например, при длине 4 бит пиксель может определять 16 цветов.
Элементарные объекты (треугольники, окружности и пр.), из которых создается изображение, получили название примитивов или графических примитивов (от англ. graphics primitive – графический примитив как графический элемент, из которого состоят графические объекты). Например, из треугольников или ломаной можно создать изображение горы. Чем больше графических примитивов будет просчитано, тем ближе к естественному восприятию будет изображение.
Имеется два способа, или формата, представления графического изображения на машинных носителях – растровая и векторная графика.
Растровая графика – способ представления изображения в виде набора точек. Каждая точка является элементом растра, ее описание хранится в специальных растровых файлах. Существует несколько форматов растровых файлов, например DIB (Device Independent Bitmap) – аппаратно-независимый растровый формат, используемый в Windows.
Векторная графика – это способ представления изображения как совокупности графических элементов (графических примитивов: отрезков, дуг и пр.), описанных любым способом, в том числе графическими командами. Графические команды хранятся в метафайлах, которые чаще всего представляются как файлы в двоичном коде, но могут иметь вид ASCII-текста.
Графические редакторы
Потребность ввода графиков, схем, диаграмм, рисунков в текст или документ вызвала необходимость создания графических процессоров. Графические процессоры представляют собой инструментальные средства, позволяющие создавать и модифицировать графические образы с использованием иллюстративной, коммерческой, научной и когнитивной графики.
Информационные технологии (ИТ ) иллюстративной графики позволяют создавать иллюстрации для различных текстовых документов в виде регулярных структур – различных геометрических фигур (векторная графика). Процессоры, реализующие ИТ иллюстративной растровой графики, дают возможность пользователю выбрать толщину и цвет линий, палитру заливки, шрифт для записи и наложения текста, создавать разные графические образы, а также стирать или разрезать рисунок, перемещать его части. Эти средства реализованы в пакете Paint Brush. Существуют также ИТ, позволяющие просматривать изображения в режиме слайдов, спецэффектов и вживлять их (Corel DRAW, Storyboard, Animator, 3DStudio).
ИТ коммерческой или деловой графики обеспечивают отображение информации, хранящейся в табличных процессорах, БД и отдельных локальных файлах, в виде двух- или трехмерных графиков, круговой диаграммы, столбиковой гистограммы, линейных графиков и др. (Excel, FoxPro и т. д.).
ИТ научной графики предназначены для обслуживания задач оформления научных отчетов, содержащих математические, химические и прочие формулы, задач картографии и др.
Когнитивные компьютерные средства – это комплекс виртуальных устройств, программ и систем, реализующих комплексную обработку зрительной информации в виде образов, процессов, структур. Когнитивная графика позволяет представить в виде зрительных образов различные математические формулы и закономерности для доказательства сложных теорем, открывает новые возможности для познания законов функционирования сознания – этой наиболее сложной и сокровенной тайны мироздания. Средства когнитивной графики связаны со многими новейшими ИТ, включая гипертексты и мультимедиа.
Большинство графических процессоров удовлетворяет стандарту пользовательского интерфейса WIMP . Панель содержит меню действий, линейки инструментов и цветов. Линейка инструментов состоит из набора графических символов, требующихся для построения практически любого рисунка. Линейка цветов содержит цветовую гамму монитора ПК.
Графические редакторы-пакеты, предназначенные для обработки графической информации, подразделяют на ППП обработки для растровой и векторной графики.
ППП для обработки растровой графики предназначены для работы с фотографиями и включают в себя набор средств по кодированию фотоизображений в цифровую форму. Признанный лидер среди пакетов данного класса – Adobe Photoshop. Известны также пакеты Picture Publisher, Photo Works Plus. Все программы ориентированы на работу в среде Windows.
ППП для обработки векторной графики предназначены для профессиональной работы, связанной с художественной и технический иллюстрацией, с последующей цветной печатью (на рабочем месте дизайнеров, например). Они занимают промежуточное положение между пакетами для систем автоматизированного проектирования (САПР) и настольными издательскими системами (НИС). Пакеты данного класса обладают достаточно широким набором функциональных возможностей для осуществления сложной и точной обработки графических изображений и включают в себя (помимо инструментария для создания графических изображений) средства:
· выравнивания (по базовой линии и странице, по сетке, пересечению, ближайшей точке и т. п.);
· манипулирования объектами;
· обработки текста в части оформления и модификации
· параграфов, работы с различными шрифтами;
· импорта (экспорта) графических объектов (файлов) различных форматов;
· вывода на печать с соответствующей настройкой экранного образа на полиграфическое исполнение;
· настройки цвета.
Своеобразным стандартом среди пакетов этого класса является CorelDRAW. Можно также отметить Aldus Free Hand, Freelance Graphics.
ППП демонстрационной графики являются конструкторами графических образов деловой информации, призванными в наглядной и динамичной форме представлять результаты некоторого аналитического исследования. Работа с пакетами этого типа строится по следующей схеме: разработка общего плана представления, выбор шаблона для оформления элементов, формирование и импорт элементов, таких, как текст, графики, таблицы, диаграммы, звуковые эффекты и видеоклипы. Программы просты в работе и снабжены интерфейсом, почти не требующим дополнительного изучения. К наиболее популярным пакетам данного типа относятся PowerPoint, Harvard Graphics, WordPerfect Presentations, Freelance Graphics.
Организация межкомпьютерной связи
Назовём задачи, которые трудно или невозможно решить без организации информационной связи между различными компьютерами:
· перенос информации на большие расстояния (сотни, тысячи километров);
· совместное использование несколькими компьютерами дорогостоящих аппаратных, программных или информационных ресурсов – мощного процессора, ёмкого накопителя, высокопроизводительного лазерного принтера, баз данных, программного обеспечения и т.д.;
· совместная работа над большим проектом , когда исполнили должны всегда иметь последние (актуальные) копии общих данных во избежание путаницы, и т.д.
Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи :
· объединение двух рядом расположенных компьютеров через их коммуникационные порты посредством специального кабеля ;
· передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных или беспроводных линий связи;
· объединение компьютеров в компьютерную сеть .
Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим – роль пользователя этих ресурсов . В этом случае первый компьютер называется сервером , а второй - клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения.
Сервер (англ. serve – обслуживать) – это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).
Клиент (иначе, рабочая станция) – любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.
Например, сервером может быть мощный компьютер, на котором размещается центральная база данных, а клиентом – обычный компьютер, программы которого по мере необходимости запрашивают данные с сервера. В некоторых случаях компьютер может быть одновременно и клиентом, и сервером . Это значит, что он может предоставлять свои ресурсы и хранимые данные другим компьютерам и одновременно использовать их ресурсы и данные.
Клиентом также называют прикладную программу , которая от имени пользователя получает услуги сервера . Соответственно, программное обеспечение, которое позволяет компьютеру предоставлять услуги другому компьютеру, называют сервером – так же, как и сам компьютер.
Для преодоления несовместимости интерфейсов отдельных компьютеров вырабатывают специальные стандарты, называемые протоколами коммуникации.
Протокол коммуникации – это согласованный набор конкретных правил обмена информацией между разными устройствами передачи данных. Имеются протоколы для скорости передачи, форматов данных, контроля ошибок и др.
Для работы с сетью необходимо наличие специального сетевого программного обеспечения , которое обеспечивает передачу данных в соответствии с заданным протоколом.
Протоколы коммуникации предписывают разбить весь объём передаваемых данных на пакеты – отдельные блоки фиксированного размера. Пакеты нумеруются , чтобы их затем можно было собрать в правильной последовательности. К данным, содержащимся в пакете, добавляется дополнительная информация примерно такого формата:
Контрольная сумма данных пакета содержит информацию, необходимую для контроля ошибок. Первый раз она вычисляется передающим компьютером. После того, как пакет будет передан, контрольная сумма повторно вычисляется принимающим компьютером. Если значения не совпадают, это означает, что данные пакета были повреждены при передаче . Такой пакет отбрасывается, и автоматически направляется запрос повторно передать пакет .
При установлении связи устройства обмениваются сигналами для согласования коммуникационных каналов и протоколов. Этот процесс называется подтверждением установления связи (англ. HandShake – рукопожатие).
Компьютерная сеть
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net – сеть, и work – работа) – это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонент:
· сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации);
· компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;
· сетевого программного обеспечения.
Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.
Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей .
Доброго времени суток уважаемый пользователь, в этой статье речь пойдет о такой теме, как файлы. А именно мы рассмотрим: Управление файлами , типы файлов , файловая структура , атрибуты файла .
Одной из основных задач ОС является предоставление удобств пользователю при работе с данными, хранящимися на дисках. Для этого ОС подменяет физическую структуру хранящихся данных некоторой удобной для пользователя логической моделью, которая реализуется в виде дерева каталогов, выводимого на экран такими утилитами, как Norton Commander, Far Manager или Windows Explorer. Базовым элементом этой модели является файл , который так же, как и файловая система в целом, может характеризоваться как логической, так и физической структурой.
Файл – именованная область внешней памяти, предназначенная для считывания и записи данных.
Файлы хранятся в памяти, не зависящей от энергопитания. Исключением является электронный диск, когда в ОП создается структура, имитирующая файловую систему.
Файловая система (ФС) - это компонент ОС, обеспечивающий организацию создания, хранения и доступа к именованным наборам данных — файлам.
Файловая система включает:Файловая система включает:
Задачи, решаемые ФС, зависят от способа организации вычислительного процесса в целом. Самый простой тип – это ФС в однопользовательских и однопрограммных ОС. Основные функции в такой ФС нацелены на решение следующих задач:
Задачи ФС усложняются в однопользовательских многозадачных ОС, которые предназначены для работы одного пользователя, но дают возможность запускать одновременно несколько процессов. К перечисленным выше задачам добавляется новая задача — совместный доступ к файлу из нескольких процессов.
Файл в этом случае является разделяемым ресурсом, а значит ФС должна решать весь комплекс проблем, связанных с такими ресурсами. В частности: должны быть предусмотрены средства блокировки файла и его частей, согласование копий, предотвращение гонок, исключение тупиков. В многопользовательских системах появляется еще одна задача: Защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.
Еще более сложными становятся функции ФС, которая работает в составе сетевой ОС ей необходимо организовать защиту файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.
Основное назначение файловой системы и соответствующей ей системы управления файлами – организация удобного управления файлами, организованными как файлы: вместо низкоуровневого доступа к данным с указанием конкретных физических адресов нужной нам записи, используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нем.
Термины «файловая система» и «система управления файлами» необходимо различать: файловая система определяет, прежде всего, принципы доступа к данным, организованным как файлы. А термин «система управления файлами» следует употреблять по отношению к конкретной реализации файловой системы, т.е. это комплекс программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной ОС.
Пример
Файловая система FAT (file allocation table) имеет множество реализаций как система управления файлами
Обычные файлы : содержат информацию произвольного характера, которую заносит в них пользователь или которая образуется в результате работы системных и пользовательских программ. Содержание обычного файла определяется приложением, которое с ним работает.
Обычные файлы могут быть двух типов:
Каталоги – это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны – это особый тип файлов, которые содержат системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователями по какому-либо неформальному признаку (тип файла, расположение его на диске, права доступа, дата создания и модификация).
Специальные файлы – это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода/вывода, которые используются для унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам. Специальные файлы позволяют пользователю осуществлять операции ввода/вывода посредством обычных команд записи с файлов или чтения из файлов. Эти команды обрабатываются сначала программами ФС, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством (PRN, LPT1 – для порта принтера (символьные имена, для ОС – это файлы), CON – для клавиатуры).
Пример . Copy con text1 (работа с клавиатурой).
Файловая структура – вся совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними (порядок хранения файлов на диске).
Виды файловых структур:
Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена , при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. В ранних файловых системах эти границы были весьма узкими. Так в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов — собственно имя, 3 символа — расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов.
Однако пользователю гораздо удобнее работать с длинными именами, поскольку они позволяют дать файлу действительно мнемоническое название, по которому даже через достаточно большой промежуток времени можно будет вспомнить, что содержит этот файл. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов.
Например, Windows NT в своей файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.
При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.
Символьные имена могут быть трех типов: простые, составные и относительные:
В древовидной файловой структуре между файлом и его полным именем имеется взаимно однозначное соответствие – «один файл — одно полное имя». В сетевой файловой структуре файл может входить в несколько каталогов, а значит может иметь несколько полных имен; здесь справедливо соответствие – «один файл — много полных имен».
Для файла 2.doc определить все три типа имени, при условии, что текущим каталогом является каталог 2008_год.
Важной характеристикой файла являются атрибуты. Атрибуты – это информация, описывающая свойства файлов. Примеры возможных атрибутов файлов:
В файловых системах разного типа для характеристики файлов могут использоваться разные наборы атрибутов (например, в однопользовательской ОС в наборе атрибутов будут отсутствовать характеристики, имеющие отношение к пользователю и защите (создатель файла, пароль для доступа к файлу и т.д.).
Пользователь может получать доступ к атрибутам, используя средства, предоставленные для этих целей файловой системой. Обычно разрешается читать значения любых атрибутов, а изменять – только некоторые, например можно изменить права доступа к файлу, но нельзя изменить дату создания или текущий размер файла.
Определить права доступа к файлу — значит определить для каждого пользователя набор операций, которые он может применить к данному файлу. В разных файловых системах может быть определен свой список дифференцируемых операций доступа. Этот список может включать следующие операции:
В самом общем случае права доступа могут быть описаны матрицей прав доступа, в которой столбцы соответствуют всем файлам системы, строки — всем пользователям, а на пересечении строк и столбцов указываются разрешенные операции:
В некоторых системах пользователи могут быть разделены на отдельные категории. Для всех пользователей одной категории определяются единые права доступа, например в системе UNIX все пользователи подразделяются на три категории: владельца файла, членов его группы и всех остальных.
Файловая система определяет способ организации данных на диске и принципы хранения данных на физическом носителе. Например, как должны сохраняться данные файла, какая информация (например, имя, дата создания и т.п.) о файле должна храниться и каким образом. Формат хранения данных определяет основные характеристики файловой системы.
Объясните, каким образом размещается и передается информация на магнитных дисках.
Информация на магнитных дисках размещается и передается блоками. Каждый сектор состоит из поля данных и поля служебной информации, ограничивающей и идентифицирующей его. Размер сектора (объем поля данных) устанавливается контроллером или драйвером.
Дайте определение термину «сектор» и поясните из каких элементов он состоит.
Каждый блок называется сектором и располагается на концентрических дорожках поверхности диска.
Дайте определение термину «цилиндр».
Группа дорожек одного радиуса, расположенных на поверхностях магнитных дисков, образуют цилиндры .
Как определяется физический адрес сектора?
Физический адрес сектора на диске определяется с помощью трех «координат»:
Номер цилиндра;
Номер рабочей поверхности диска;
Номер сектора на дорожке.
Как осуществляется обмен между ОЗУ и дисками?
Обмен информацией между оперативно запоминающим устройством и дисками физически осуществляется только секторами.
Определите типы разделов и их использование.
Диск может быть разбит на несколько разделов, которые могут использоваться как одной операционной системой, так и несколькими. На каждом разделе может быть организована своя файловая система. Для организации хотя бы одной файловой системы должен быть определен, по крайней мере, один раздел. Разделы могут быть двух типов:
Первичный раздел;
Расширенный раздел.
Максимальное число первичных разделов – четыре, но обязательно должен быть хотя бы один. Если первичных разделов больше одного, то один должен быть активным, в нем находится загрузчик операционной системы. На одном диске может быть только один расширенный раздел, который в свою очередь может содержать большое количество подразделов – логических дисков.
9. С какими файловыми системами поддерживает работу операционная система Windows XP ?
Операционная система Windows XP поддерживает работу со следующими файловыми системами:
- FAT (File Allocation Table ) – файловая система, разработанная для MS-DOS и являющаяся основной для Windows 3.x и 9x . Windows XP и Windows Server 2003 поддерживают три разновидности FAT : FAT12 , FAT16 и FAT32 . Первые две обеспечивают совместимость со старыми операционными системами Microsoft . Кроме того, FAT12 используется как формат хранения данных на гибких дисках. FAT 32 – модифицированная версия FAT , используемая в Windows 95 OSR2 , Windows 98 и Windows Millennium .
- NTFS (Windows NT file system ) – файловая система, разработанная специально для Windows NT и унаследованная Windows 2000 , Windows XP , Windows 2003 .
- CDFS (Compact Disk File System ) – файловая система компакт-дисков.
- UDF (Universal Disk Format ) – универсальный формат дисков, используемый современными магнитооптическими накопителями и технологией DVD .
DFS (Distributed File System ) – распределенная файловая система.
10. В каком элементе архитектуры операционной системы Windows XP реализуется возможность поддержки различных файловых систем?
Возможность поддержки различных файловых систем в линейке современных операционных систем семейства Windows заложена в архитектуре системы ввода-вывода, которая отвечает за обработку запросов ввода-вывода и выполняет следующие задачи:
Обеспечение работы сверхпроизводительных операций ввода-вывода;
Возможность использования асинхронного ввода-вывода;
Поддержка нескольких файловых систем;
Модульная архитектура, с возможностью добавления новых файловых систем и устройств;
Предоставление расширенных возможностей, например кэширования;
Защита совместно используемых ресурсов.
11. Что собой представляет FAT ?
Аббревиатура FAT (File Allocation Table ) означает «таблица размещения файлов». Этот термин относится к линейной табличной структуре со сведениями о файлах – именами файлов, их атрибутами и другими данными, определяющими местоположение файлов или их фрагментов в среде FAТ . Элемент FAТ определяет фактическую область диска, в котором хранится начало физического файла.
12. Что определяет элемент FAT (перечислите области логического дискового пространства и дайте им определение)?
В файловой системе FAT логическое дисковое пространство любого логического диска состоит из двух областей:
- системная область – создается при форматировании диска и обновляется при манипулировании файловой структурой;
- область данных – содержит файлы и каталоги, подчиненные корневому каталогу, доступна через пользовательский интерфейс.
Из каких элементов создается системная область диска и как она создается?
Системная область состоит из следующих компонентов:
Загрузочной записи;
Зарезервированных секторов;
Таблицы размещения файлов (FAT );
Корневого каталога.
создается при форматировании диска.
Дайте определение термину «кластер».
Кластер – минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу или некорневому каталогу. Например, в FAT16 размер кластера составляет 32 кбайт. Файл или каталог занимает целое число кластеров. Последний кластер при этом может быть задействован не полностью, что приведет к заметной потере дискового пространства при большом размере кластера.
Чем отличается корневой каталог от обычного каталога?
Корневой каталог отличается от обычного каталога тем, что он размещается в фиксированном месте логического диска и имеет фиксированное число элементов. Структура системы файлов является иерархической. Файлам присваиваются первые доступные адреса кластеров в томе. Номер начального кластера файла представляет собой адрес первого кластера, занятого файлом, в таблице размещения файлов. Каждый кластер содержит указатель на следующий кластер, использованный файлом, или индикатор (OxFFFF ), указывающий, что данный кластер является последним кластером файла.
Перечислить атрибуты файла.
Файлы на дисках имеют 4 атрибута, которые могут сбрасываться и устанавливаться пользователем: Archive (архивный), System (системный), Hidden (скрытый) и Read-only (только чтение).
17. Перечислите отличие FAT 12 от FAT 16.
В название каждой версии FAT входит число, которое указывает разрядность, применяемую для идентификации кластеров на диске. Двенадцатиразрядный идентификатор кластеров в FAT12 ограничивает размер дискового раздела 212 (4096) кластерами. В Windows используются кластеры размером от 512 байт до 8 Кб, так что размер тома FAT12 ограничен 32 Мб. Поэтому Windows использует FAT12 как формат 5,25 и 3,5-дюймовых дискет, способных хранить до 1,44 Мб данных. FAT16 за счет 16-разрядных идентификаторов кластеров может адресовать до 216 (65536) кластеров. В Windows размер кластера FAT16 варьируется от 512 байт до 64 Кб, поэтому размер тома FАТ16 ограничен 4 Гб. Размер кластеров, используемых Windows , зависит от размера тома.
18. Перечислите отличие FAT 16 от FAT 32.
Файловая система FAT32 обеспечивает оптимальный доступ к жестким дискам, CD-ROM и сетевым ресурсам, повышая скорость и производительность всех операций ввода/вывода. FAТ32 представляет собой усовершенствованную версию FAT , предназначенную для использования на томах, объем которых превышает 2 Гбайта. Размер кластера в FAТ32 равен 4 кбайт. FAТ32 является полностью независимой 32-разрядной файловой системой и содержит многочисленные усовершенствования и дополнения по сравнению с FAT16 . Принципиальное отличие FAТ32 заключается в более эффективном использовании дискового пространства за счет использования кластеров меньшего размера, что приводит к экономии дискового пространства. FAТ32 может перемещать корневой каталог и использовать резервную копию FAT вместо стандартной. Расширенная загрузочная запись FAТ32 позволяет создавать копии критических структур данных, что повышает устойчивость дисков к нарушениям структуры FAT по сравнению с предыдущими версиями. Корневой каталог представляет собой обычную цепочку кластеров, поэтому может находиться в произвольном месте диска, что снимает ограничение на размер корневого каталога.
19. В каких случаях используется файловая система FAT 32?
FAT32 использует 32 -разрядные идентификаторы кластеров, но при этом резервирует старшие 4 бита, так что эффективный размер идентификатора кластера составляет 28 бит. Поскольку максимальный размер кластеров FAT32 равен 32 Кб, теоретически FAT32 может работать с 8 -терабайтными томами. Однако реализация FAT32 в Windows XP / Windows 2003 не позволяет создавать тома, превышающие 32 Гб, хотя операционная система может задействовать существующие тома FAT32 любого размера. Файловая система FAT не обеспечивает функций защиты данных и автоматического восстановления. Поэтому она используется, только если альтернативной системой на компьютере является MS-DOS или Windows 95/98 , а также для передачи данных на гибких дисках.
20. Перечислите отличие NTFS от FAT 32.
Она обладает характеристиками защищенности, поддерживая контроль доступа к данным и привилегии владельца, играющие важную роль в обеспечении целостности конфиденциальных данных. Папки и файлы NTFS могут иметь назначенные им права доступа вне зависимости от того, являются они общими или нет. Если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS в раздел или на том FAT , все права доступа и другие уникальные атрибуты, присущие NTFS , будут утрачены.
21. Определите термин «NTFS ».
Аббревиатура NTFS (New Technology File System ) означает новая технология файловой системы. NTFS является наиболее надежной системой специально разработанной для Windows NT и усовершенствованной в более поздних версиях Windows .
22. Определите важнейшее свойство файловой системы NTFS . Как это свойство реализуется.
Одно из важнейших свойств NTFS – самовосстановление. При неожиданном сбое системы информация о структуре папок и файлов на томе FAT может быть утеряна. NTFS протоколирует все вносимые изменения, что позволяет избежать разрушения данных о структуре тома (в некоторых случаях данные файлов могут быть утеряны).
23. Перечислите дополнительные возможности NTFS по сравнению с FAT 32.
Способность самовосстановления и поддержка целостности реализуется за счет использования протокола выполняемых действий и ряда других механизмов. NTFS рассматривает каждую операцию, модифицирующую системные файлы на NTFS -томах, как транзакцию и сохраняет информацию о такой транзакции в протоколе. Начатая транзакция может быть либо полностью завершена (commit ), либо откатывается (rollback ). В последнем случае NTFS -том возвращается в состояние, предшествующее началу транзакции. Для того чтобы управлять транзакциями, NTFS записывает все операции, входящие в транзакцию, в файл протокола, перед тем как осуществить запись на диск. После того как транзакция завершена, все операции выполняются. Таким образом, под управлением NTFS не может быть незавершенных операций. В случае дисковых сбоев незавершенные операции отменяются.
Под управлением NTFS также выполняются операции, позволяющие определять дефектные кластеры и отводить новые кластеры для файловых операций. Этот механизм называется cluster remapping . NTFS , по сравнению с FAT , поддерживает ряд дополнительных возможностей, основные из них:
Защита файлов и каталогов;
Сжатие файлов;
Поддержка многопоточных файлов;
Отслеживание связей;
Дисковые квоты;
Шифрование;
Точки повторной обработки;
Точки соединения;
Теневые копии.
24. Каким образом реализуется защита файлов в NTFS ?
Защита файлов и папок . Структурой NTFS предусмотрено хранение для каждого файла и каждой папки специального блока безопасности, который содержит следующую информацию:
Идентификатор (имя) пользователя, создавшего файл;
Список контроля доступа, в котором перечислены разрешения доступа к файлу или папке для пользователей и групп;
Системный список контроля доступа, в котором перечислено, какие действия (например, чтение, запись и т.п.) для каких пользователей и групп необходимо фиксировать в журнале аудита.
Это позволяет операционной системе: обеспечивать разграничение доступа к файлам и папкам и фиксировать действия, выполняемые пользователями над объектами. Поскольку на томах FAT подобная информация не хранится, то защита файлов и папок на них не осуществляется.
25. Каким образом обеспечивается сжатие файлов и каталогов в NTFS ?
Сжатие файлов и каталогов . NTFS обеспечивает динамическое сжатие файлов и каталогов. Сжатие является атрибутом файла или каталога, который можно снять или установить. Сжатие возможно только на разделах, размер блока которых не превышает 4096 байтов. Если каталог имеет атрибут сжатый (compressed ), все файлы, копируемые в него, тоже получат этот атрибут. Производительность компьютера при использовании сжатых файлов возрастает до 50% в зависимости от типа хранимых данных. Такой результат достигается за счет повышения загрузки процессора в 3-5 раз. Однако на больших (более 4Гб) разделах и на отказоустойчивых томах производительность заметно снижается. Поэтому рекомендуется использовать функцию сжатия на небольших томах в компьютерах с быстрыми процессорами или в многопроцессорных системах.
26. Объясните значение понятия «многопоточные файлы» в NTFS .
Многопоточные файлы . Например, нужно иметь две версии текста контракта: одну на русском, другую на языке, приемлемом для фирмы. Можно создать несколько разных версий файлов и пересылать их вместе, но удобнее использовать специальную версию текстового процессора, в меню которого можно указать желаемый язык документа, и он будет извлечен из одного общего файла. Для реализации такой функциональности применяются именованные потоки NTFS . При создании нового файла (например, текстовым редактором), данные по умолчанию заносятся в неименованный поток файла.
Однако у того же файла могут быть и именованные потоки, которые записываются следующим образом: файл.txt: первый поток ; файл.txt: второй поток ; файл.txt: третий поток . В каждый из этих потоков заносится своя информация. Именованные потоки используются только на NTFS . При копировании многопоточного файла на диск, отформатированный под FAT , операционная система предупредит о потере данных; при копировании посредством командной строки скопирован будет только неименованный поток и система не предупредит о потере данных.
27. Объясните назначение службы отслеживания связей в NTFS .
Отслеживание связей . Ярлыки играют важную роль организации доступа пользователя к программам и файлам. Однако они имеют и недостатки, одним из которых является нарушение связи между ярлыком и соответствующим ему ресурсом, если ресурс переносится в другое место или переименовывается. В Windows XP / Windows 2003 работает служба отслеживания изменившихся связей (Distributed Link Tracking ), позволившая приложениям находить ресурс, соответствующий данному ярлыку, и связи OLE даже в случае, если этот ресурс был переименован или перенесен в другое место дерева папок. Каждая связь состоит из двух частей – клиента и источника . Например, если документ Word содержит связь OLE с электронной таблицей Excel , сам документ является клиентом связи, а электронная таблица – источником связи. Служба отслеживания восстанавливает разрушенную связь в случаях, если:
Источник связи был переименован;
Источник связи был перемещен с одного тома NTFS 5.0 на другой в пределах одного компьютера;
Источник связи был перемешен с тома NTFS 5.0 одного компьютера на том NTFS 5.0 другого компьютера;
Том NTFS 5.0 с источником связи был физически перемещен с одного компьютера на другой компьютер в пределах одного домена;
Компьютер, на котором находится том NTFS 5.0 с источником связи, был переименован, но остался в том же домене;
Изменилось имя общего ресурса, где находится файл-источник связи, и образовалась любая комбинация описанных выше случаев.
Отслеживаются только источники связей, находящиеся на томах NTFS 5.0 . Если источник перемещен в другую файловую систему, то попытки отследить изменившуюся связь будут предприняты, но вероятность успешного результата мала. Если источник опять будет перенесен в NTFS 5.0 , связь будет восстановлена. В текущей версии NTFS 5.0 во время работы службы отслеживания связей, тома NTFS 5.0 не могут быть блокированы. Поэтому для них нельзя выполнить такие операции, как форматирование или запуск утилиты chkdsk /f . Выполнять подобные операции можно только после остановки работы службы отслеживания связей.
28. Объясните значение понятия «квоты дискового пространства» в NTFS .
Квоты дискового пространства . В случае одновременной работы нескольких пользователей возникают ситуации учета дискового пространства, занятого их файлами. Ситуация разрешается с помощью введения квот на дисковое пространство, доступное для работы каждому пользователю. Администратор может квотировать дисковое пространство по каждому тому и для каждого пользователя. (Нельзя задать квоту для подкаталога или для группы.). Windows учитывает пространство, занимаемое файлами, владельцем которых является контролируемый пользователь: если пользователь владеет файлом, размер последнего добавляется к общей сумме занимаемого пользователем дискового пространства. Поскольку квотирование выполняется по каждому тому, то не имеет значение, находятся ли тома на одном физическом диске или на различных устройствах. После установки квот дискового пространства пользователь может хранить на томе ограниченный объем данных, в то время как на этом томе может оставаться свободное пространство. Если пользователь превышает выданную ему квоту, в журнал событий вносится соответствующая запись. Затем, в зависимости от конфигурации системы, пользователь либо сможет записать информацию на том (более мягкий режим), либо ему будет отказано в записи из-за отсутствия свободного пространства. Устанавливать и просматривать квоты на диске можно только в разделе с NTFS 5.0 и при наличии необходимых полномочий (задаваемых с помощью локальных или доменных групповых политик) у пользователя, устанавливающего квоты.
29. Объясните значение понятия «точки повторной обработки» в NTFS .
Точки повторной обработки (reparse points ). Точки позволяют выполнять при открытии папки или файла заранее созданный программный код. Точка повторной обработки – это контролируемый системой атрибут, который может быть ассоциирован с папкой или файлом. Значением атрибута являются задаваемые пользователем данные, максимальный размер которых может достигать 16 Кбайт. Они представляют собой 32-разрядный ярлык (определяемый Microsoft ), указывающий, какой фильтр файловой системы должен быть извещен о попытке получения доступа к данной папке или файлу. Фильтр выполняет заранее определенный код, предназначенный для управления процессом доступа. Поскольку размер данных атрибута точки повторной обработки может достигать 16 Кбайт, помимо ярлыка в атрибуте можно сохранить информацию, имеющую значение для соответствующего фильтра. Фильтр файловой системы может полностью изменить способ отображения данных файла. Поэтому фильтры устанавливаются только администраторами системы. Если по каким-либо причинам система не может найти фильтр, соответствующий определенному ярлыку повторной обработки, доступ к папке или файлу не будет предоставлен, однако они могут быть удалены. Точки повторной обработки используются при создании соединений папок NTFS , позволяющих перенаправлять запрос к папке или файлу в другое место файловой системы.
30. Каким образом реализуется шифрование файлов в NTFS ?
Шифрование данных . Шифрование обеспечивается дополнительным компонентом операционной системы «Шифрованной файловой системой » (Encrypted File System, EFS ), который представляет собой серьезный механизмом защиты данных, поскольку зашифрованные данные могут быть доступны только пользователю, имеющему специальный ключ для расшифровки. EFS обеспечивает следующие функции:
Прозрачное шифрование – шифрование/расшифровка происходят прозрачно при чтении или записи файла на диск и не требуют от владельца файла расшифровывать/зашифровывать файл при каждом к нему обращении;
Защита ключей шифрования – в EFS ключи, используемые для шифрования файла, зашифрованы наиболее эффективным открытым ключом сертификата пользователя (стандарт Х.509 v3 ), который хранится вместе со списком зашифрованных уникальных ключей, использованных для шифрования файла; для расшифровки этих ключей владелец файла использует свой закрытый ключ;
Восстановление данных – если закрытый ключ владельца не доступен, агент восстановления откроет файл своим закрытым ключом; в системе может быть несколько агентов восстановления, каждый со своим открытым ключом, но для восстановления файла, при его шифровании должен существовать и использоваться минимум один открытый ключ восстановления;
Безопасные временные и страничные файлы – в связи с тем, что многие приложения в процессе редактирования документов создают временные файлы.
31. Перечислите функции системы EFS в NTFS .
Система EFS шифрует временные копии зашифрованного файла; EFS располагается в ядре операционной системы Windows и хранит ключи шифрования в невыгружаемом пуле, что позволяет предотвратить их копирование в страничный файл.
32. Объясните значение понятия «теневые копии» в NTFS .
Служба теневого копирования реализуется только на томах NTFS -формата и позволяет создавать копии томов по расписанию, она создает мгновенные снимки состояния томов, обеспечивая архивацию файлов. Благодаря такой технологии пользователь быстро восстанавливать удаленные файлы или старые версии файлов.
33. Что произойдет, если файл будет скопирован из раздела или тома NTFS в раздел или на том FAT ?
Windows XP содержит утилиту CONVERT.EXE , которая преобразует тома FAT или FAT32 в эквивалентные тома NTFS . Также преобразовать файловую систему в NTFS можно при установке Windows XP , положительно ответив на вопрос о преобразовании в процессе установки.
34. Определите назначение и ограничения файловой системы CDFS .
В Windows XP , Windows 2000 , Windows 2003 поддерживается файловая система компакт-дисков CDFS , выполненная по стандарту ISO 9660 . Файловая система CD-ROM (CDFS ) является относительно простым форматом, который был определен в 1988 году как стандарт форматирования только для чтения для носителей информации на CD-ROM . Поддержка CDFS была введена в Windows NT 4.0 . Реализация в Windows включает в себя поддержку длинного имени файла, определяемую Уровнем 2 стандарта Международной организации по стандартизации (ISO ) 9660. Файловая система CDFS (только для чтения), обслуживается драйвером \Windows \System32 \Drivers \Cdfs.sys , который поддерживает надмножества форматов ISO-9660 и Joliet . Если формат ISO-9660 сравнительно прост и имеет ряд ограничений, то формат Joliet более гибок и поддерживает Unicode -имена произвольной длины. Если на диске присутствуют структуры для обоих форматов (чтобы обеспечить максимальную совместимость), CDFS использует формат Joliet . Из-за своей простоты формат CDFS имеет ряд ограничений:
Длина имени каталога и файла должны быть меньше чем 32 символа;
Глубина дерева каталогов может быть не больше, чем восемь уровней;
Максимальная длина файлов не должна превышать 4 Гб;
Число каталогов не может превышать 65 535.
CDFS считается унаследованным форматом, поскольку индустрия уже приняла в качестве стандарта для носителей, предназначенных только для чтения, универсальный дисковый формат UDF (Universal Disk Format ).
35. Определите назначение и ограничения файловой системы UDF .
UDF – универсальный формат дисков представляет собой файловую систему, соответствующую стандарту Международной Организации по Стандартизации(ISO ) 13346 , предназначенную для доступа к DVD-ROM и CD-ROM . Универсальный дисковый формат (UDF ) определяется Ассоциацией по технологии оптического хранения данных (OSTA ). Он разработан, чтобы заменить CDFS и добавить поддержку устройств DVD-ROM . UDF включается в спецификации DVD и более гибок, чем формат CDFS . Поддержка формата UDF была введена в Windows 2000 и включала в себя поддержку только чтения дисков. Начиная с Windows XP , осуществляется поддержка чтения и записи данных на диск. В Windows XP /Windows 2003 включена собственная поддержка чтения-записи оптических дисков DVD-RAM и возможность чтения формата UDF 2.01 (Universal Disk Format ), включая DVD -диски и DVD -видео. Файловая система UDF имеет ниже перечисленные особенности:
Длина имени файла может быть до 254 символов в ASCII -кодировке или до 127 символов в Unicode -кодировке;
Имена файлов могут включать буквы как верхнего, так и нижнего регистра;
Файлы могут быть разреженными (sparse ); размеры файлов задаются 64-битными значениями;
Максимальная длина пути составляет 1023 символа.
Файловая система UDF в Windows является UDF -совместимой реализацией OSTA – подмножеством формата ISO-13346 с расширениями для поддержки CD-R , DVD-R/RW и т.д. Организации по Стандартизации определила UDF в 1995 году как формат магнитооптических носителей, главным образом DVD-ROM , предназначенный для замены формата ISO-9660 . Формат UDF включен в спецификацию DVD и более гибок, чем CDFS . Драйвер UDF (\Windows \System32 \Drivers \Udfs.sys ) поддерживает UDF версии 1.02 и 1.5 в Windows 2000 и версий 2.0 и 2. 01 в Windows XP и Windows Server 2003 .
36. Определите назначение и преимущества файловой системы DFS .
DFS (Distributed File System ) – распределенная файловая система, которая позволяет объединить серверы и предоставляемые в общее пользование ресурсы в более простое пространство имен. Файловые системы обеспечивают однородный поименованный доступ к набору секторов на дисках, а DFS – однородный поименованный доступ к набору серверов, совместно используемых ресурсов и файлов, организуя их в виде иерархической структуры. В свою очередь новый том DFS может быть иерархично подключен к другим совместно используемым ресурсам Windows . DFS позволяет объединить физические устройства хранения в логические элементы, что делает физическое расположение данных прозрачным как для пользователей, так и для приложений. Преимущества DFS :
Настраиваемый иерархический вид совместно используемых сетевых ресурсов. Связывая сетевые ресурсы, администраторы могут создавать единый иерархический том, представляемый в виде одного огромного жесткого диска. Пользователи могут создавать собственные тома DFS , которые в свою очередь могут быть включены в другие тома DFS . Такая технология называется DFS -связями.
Гибкое администрирование тома. Отдельные сетевые ресурсы, входящие в DFS , можно отключить, не воздействуя на оставшуюся часть, что позволяет администраторам управлять физическими компонентами ресурсов, не изменяя логического их представления для пользователей.
Графические средства администрирования. Каждым корнем DFS можно управлять простым графическим инструментом, позволяющим просматривать тома, изменять их конфигурацию, устанавливать DFS -связи и управлять удаленными корнями DFS .
Повышенная доступность данных. Несколько сетевых ресурсов, предоставленных в совместное использование только для чтения, можно объединить под одним логическим именем DFS . Если один из ресурсов становится недоступным, автоматически становится доступным альтернативный.
Балансировка нагрузки. Несколько сетевых ресурсов, предоставленных в совместное использование только для чтения, можно объединить под одним логическим именем DFS , предоставляя тем самым ограниченную балансировку нагрузки между дисками или серверами. При доступе к такому ресурсу пользователь автоматически перенаправляется на один из составляющих том DFS .
Прозрачность имен. Пользователи перемещаются по пространству имен, не задумываясь о физическом расположении данных. Данные физически могут быть перемещены на любой сервер, но последующее переконфигурирование DFS делает это перемещение незаметным для пользователя, так как он по-прежнему оперирует с существующим для него пространством имен DFS .
Интеграция с моделью безопасности Windows . Не требуется дополнительной работы по обеспечению безопасности. Любой пользователь, подключенный к тому DFS , имеет доступ к ресурсам, только если обладает необходимыми правами. При этом применяется модель безопасности Windows .
Интеграция клиента DFS с Windows XP Professional , Windows 2000 Professional и Windows 9х . Клиент DFS встроен в Windows NT Workstation , начиная с 4 версии. Эта дополнительная функциональность не влияет на требования клиента к памяти.
Интеллектуальное кэширование на клиентской части. В том DFS можно включить сотни тысяч совместно используемых ресурсов. На клиентской стороне не делается предположений о том, к какой части данных пользователю разрешен доступ. Поэтому при первом обращении к каталогу определенная информация кэшируется локально. При повторном обращении к той же информации задействуется часть, находящаяся в кэше, и повторного поиска ссылки не происходит, что позволяет заметно повысить производительность в больших иерархических сетях.
Взаимодействие с другими сетевыми файловыми системами. Любой том, к которому можно осуществить доступ через редиректор Windows , можно включить в пространство имен DFS . Такой доступ можно осуществлять либо через клиентские редиректоры , либо через шлюзы на сервере.
