Отчет по преддипломной практике в ФГБОУ ВПО Челябинском государственном педагогическом университете

 

Первый  метод иногда считают наилучшим. При этом на жёстком диске рабочей  станции должно быть достаточно места  для размещения всех файлов Windows. Другой недостаток этого метода заключается то, что пользователь сам отвечает за обновление файлов ОС и приложений в его системе. Когда Windows устанавливается на сервере, эти задачи могут выполнять администраторы сети.

 

Второй  метод позволяет сэкономить пространство на диске рабочей станции, так  как там записывается всего несколько  файлов ОС, таких как файлы INI. Однако при доступе пользователей к  совместно используемым файлам ОС увеличивается  сетевой трафик. Обновления выполняются  на сервере, что облегчает задачи управления.

 

Третий  метод самый простой с точки  зрения администратора сети, но он создаёт  наиболее интенсивный трафик, а потому обычно используется для запуска  Windows c бездисковых рабочих станций.

 

Версия  ОС Windows NT 4.0 выпускалась до 2000 года. Ей на смену, вышла версия 5.0 под названием Windows 2000, в основе которой заложена технология NT. Windows 2000, имеет четыре модификации:

Professional для рабочих станций (поддерживает двухпроцессорную ПЭВМ);

Server для серверов малых локальных сетей (для четырёхпроцессорной ПЭВМ);

Advanced Server для серверов больших локальных и удалённых сетей (до 16 процессоров);

Data Center Server для крупных узлов сетей (поддерживает ЭВМ на 64 процессорах).

 

Затем в 2001 г. появляется настольная версия Windows XP, а в 2003 г. – серверная ОС – Windows Server 2003. В системах семейства этой серверной ОС немного принципиально новых решений, и они представляют эволюционное развитие серверных продуктов Windows 2000. Это более законченные и надёжные реализации революционных, по сравнению с Windows NT 4.0, изменений, появившихся в Windows 2000. При этом семейство Windows Server 2003 унаследовало ряд возможностей системы Windows XP, отсутствовавших в Windows 2000. Четыре редакции ОС, образуют семейство Windows Server 2003 (Standard, Enterprise, Datacenter и Web Edition), которые в первую очередь различаются по степени масштабируемости и производительности.

 

Windows Server 2003, Standard Edition – универсальная сетевая система общего назначения, предназначенная для корпоративного использования небольшим компаниям или подразделениям крупных фирм при решении различных задач: поддержка служб печати и файловых сервисов, маршрутизация и удалённый доступ, обеспечение работы СУБД и т. д.

 

Windows Server 2003, Enterprise Edition – платформа для развертывания бизнес-задач любого масштаба, включая службы Интернета. При этом обеспечивается бóльшая производительность и отказоустойчивость, чем при использовании Windows Server 2003, Standard Edition, достигаемые за счёт большего числа поддерживаемых процессоров, кластеризации и увеличенного объёма памяти.

 

Windows Server 2003, Datacenter Edition самая мощная из всех редакций Windows Server 2003. Она ориентирована на обеспечение максимального уровня производительности и надёжности для критически важных приложений и задач. В ней отсутствует ряд служб, целесообразных для использования в небольших компаниях или группах.

 

Windows Server 2003, Web Edition – новый продукт в семействе серверов Microsoft, в первую очередь предназначенный для веб-хостинга и поддержки XML веб-служб в небольших организациях и подразделениях.

 

 

UNIX

Одна  из самых популярных в мире операционных систем – UNIX – разработана в конце 1960-х годов фирмой Bell Laboratories AT&T. Её сопровождает и распространяет большое число компаний. Первоначально в середине 1970-х годов эта ОС создавалась как интерактивная многозадачная система для терминальной работы миникомпьютеров и мэйнфреймов. С тех пор она выросла в одну из наиболее распространённых ОС, несмотря на свой неудобный интерфейс и отсутствие централизованной стандартизации. До 1980 года UNIX использовалась в университетах и правительственных исследовательских центрах. Основанная на наборе простых, но мощных инструментальных средств, эта ОС стала использоваться для разработки программных средств и получила промышленное применение. Первая коммерческая версия системы под названием Xenix выпущена в середине 1970-х годов фирмой Microsoft. Широкому её распространению способствовала бесплатная поставка в форме исходных текстов.

 

Существенная  особенность UNIX – переносимость  на различные ЭВМ, так как её сетевая  файловая система, лучше других ОС приспособлена  для работы в сетях разнообразных  компьютеров. Семейство ОС UNIX в основном ориентировано на большие локальные  и глобальные сети ЭВМ. ОС UNIX одновременно является операционной средой использования  существующих прикладных программ и  средой разработки новых приложений. Стандартным языком программирования в данной среде является язык Си (Си++). Это объясняется тем, что, во-первых, ОС UNIX написана на языке Си, а, во-вторых, язык Си является одним из наиболее качественно стандартизованных языков.

 

В ОС UNIX, как и в любой другой многопользовательской  ОС, обеспечивающей защиту пользователей  друг от друга и защиту системных  данных от любого непривилегированного пользователя, имеется защищённое ядро, управляющее ресурсами компьютера и предоставляющее пользователям  базовый набор услуг. Это не очень  чётко структурированный монолит  большого размера, поэтому программирование на уровне ядра ОС UNIX продолжает оставаться искусством.

 

Система обладает свойством высокой мобильности  – вся ОС, включая её ядро, сравнительно просто переносится на различные  аппаратные платформы. Все части  системы, не считая ядра, являются полностью  машинно-независимыми. Эти компоненты аккуратно написаны на языке Си, и их перенос на новую платформу  обычно требует только перекомпиляция исходных текстов в коды целевого компьютера. Небольшая часть ядра машинно-зависимая. Она написана на смеси языков Си и Ассемблера целевого процессора. При переносе системы  на новую платформу требуется  переписать эту часть ядра с использованием языка Ассемблера и с учётом специфических  черт целевой аппаратуры. Машинно-зависимые  части ядра изолированы от основной машинно-независимой части. При хорошем понимании назначения каждого машинно-зависимого компонента переписывание машинно-зависимой части в основном является технической задачей, хотя и требует программистов высокой квалификации.

 

Средства  общения с ядром в ОС UNIX называются системными вызовами.

 

Для обращения  к функциям ядра ОС используют “специальные команды” процессора, при выполнении которых возникает особое внутреннее прерывание процессора, переводящее  его в режим ядра. В большинстве  современных ОС этот вид прерываний называется “trap” – ловушка. При обработке таких прерываний (дешифрации) ядро ОС распознаёт, что данное прерывание является запросом к ядру со стороны пользовательской программы на выполнение определённых действий, выбирает параметры обращения и обрабатывает его, после чего выполняет “возврат из прерывания”, возобновляя нормальное выполнение пользовательской программы.

 

Поскольку ОС UNIX стремится обеспечить среду, в  которой пользовательские программы  полностью мобильны, потребовался дополнительный уровень, скрывающий особенности конкретного  механизма возбуждения внутренних прерываний. Он обеспечивается “библиотекой системных вызовов” – обычной  библиотекой с заранее реализованными функциями системы программирования языка Си. Внутри любой функции  конкретной библиотеки системных вызовов  содержится код, являющийся специфичным  для данной аппаратной платформы. Каждому  возможному прерыванию процессора соответствует  фиксированный адрес физической оперативной памяти. Когда процессору разрешается прерваться из-за наличия  внутренней или внешней заявки на прерывание, происходит аппаратная передача управления на ячейку физической оперативной памяти с соответствующим адресом. Обычно адрес этой ячейки называется “вектором прерывания”.

 

Как правило, заявки на внутреннее прерывание (поступающие  непосредственно от процессора) удовлетворяются  немедленно. ОС должна разместить в  соответствующих ячейках оперативной  памяти программный код, обеспечивающий начальную обработку прерывания и инициирующий полную обработку.

 

ОС UNIX требуется  общая основа организации сетевых  средств, основанных на многоуровневых протоколах. Для решения этой проблемы реализовано несколько механизмов, обладающих примерно одинаковыми возможностями, но не совместимых между собой, поскольку  каждый из них являлся результатом  индивидуального проекта. Слабая развитость в UNIX подсистемы ввода/вывода потребовала включения потоков, как механизма реализации существующего символьного ввода/вывода. Механизм потоков не навязывает конкретной архитектуры сети и (или) конкретных протоколов. Как любой другой драйвер устройства, потоковый драйвер представляет специальный файл файловой системы со стандартным набором операций: open, close, read, write. В UNIX протокол TCP/IP реализован как набор потоковых модулей плюс дополнительный компонент TLI (Transport Level Interface – интерфейс транспортного уровня). TLI является интерфейсом между прикладной программой и транспортным механизмом. Приложение, пользующееся интерфейсом TLI, получает возможность использовать TCP/IP. Интерфейс TLI основан на использовании классической семиуровневой модели ISO/OSI.

 

 

Перед началом  работы зарегистрированный пользователь вводит со свободного терминала своё учётное имя (account name) и, возможно, пароль (password). Регистрацию новых пользователей выполняет администратор системы. Пользователь не может изменить своё учётное имя, но может установить и (или) изменить свой пароль. Пароли в закодированном виде хранятся в отдельном файле. Каждому зарегистрированному пользователю соответствует каталог файловой системы, называемый “домашним” (home) каталогом пользователя. При входе в систему пользователь получает неограниченный доступ к этому каталогу и всем содержащимся в нём каталогам и файлам. Он может создавать, удалять и модифицировать каталоги и файлы в его домашнем каталоге. Потенциально он может получить доступ и к другим файлам. Однако такой доступ может быть ограничен, если пользователь не имеет достаточных привилегий.

 

Ядро  ОС UNIX идентифицирует каждого пользователя по его идентификатору (User Identifier, UID) – уникальному целому значению, присваиваемому пользователю при регистрации в системе. Кроме того, каждый пользователь относится к некоторой группе пользователей, также идентифицируемой целым значением (Group Identifier, GID). Значения UID и GID для каждого зарегистрированного пользователя сохраняются в учётных файлах системы и приписываются процессу, в котором выполняется командный интерпретатор, запущенный при входе пользователя в систему. Эти значения наследуются каждым новым процессом, запущенным от имени данного пользователя, и используются ядром системы для контроля правомочности доступа к файлам, выполнения программ и т.д. Ограничения для пользователя касаются: максимального размера файла и числа сегментов разделяемой памяти, максимально допустимого пространства на диске и т.д.

 

Администратор системы также является зарегистрированным пользователем. Он обладает бóльшими возможностями, чем обычные пользователи. В ОС UNIX ему выделяется одно нулевое значение UID. Пользователь с таким UID называется суперпользователем (superuser) или root. Он имеет неограниченные права доступа к любому файлу и на выполнение любой программы. Кроме того, такой пользователь может осуществлять полный контроль над системой; остановить и даже разрушить её. Супервизор должен хорошо знать базовые процедуры администрирования ОС UNIX. Он отвечает за безопасность системы, её правильное конфигурирование, добавление и исключение пользователей, регулярное копирование файлов и т.д. При этом на него не распространяются ограничения на используемые ресурсы.

 

После входа  пользователя в систему для него запускается один из командных интерпретаторов. Общее название любого командного интерпретатора ОС UNIX – shell (оболочка), поскольку любой интерпретатор представляет внешнее окружение ядра системы. Оболочка – программа, создаваемая для упрощения работы со сложными программными системами. Оболочки преобразуют неудобный командный пользовательский интерфейс в дружественный графический интерфейс или интерфейс типа меню. Обычно оболочка реализуется в виде отдельной программы.

 

Вызванный командный интерпретатор выдаёт приглашение на ввод пользователем  командной строки, которая может  содержать простую команду, конвейер команд или последовательность команд. Так будет до тех пор, пока пользователь не завершит сеанс работы путём ввода  команды “logout” или нажатия комбинации клавиш “Ctrl-d”.

 

UNIX первая  в истории мобильная ОС, обеспечивающая  надёжную среду разработки и  использования мобильных прикладных  систем. Она представляет и практическую основу для построения открытых программно-аппаратных систем и комплексов. Для производства основанных на этой ОС совместимых ОС необходима стандартизация (интерфейсов) средств ОС на разных уровнях. Одним из ранних стандартов де-факто ОС UNIX явился изданный UNIX System Laboratories (USL) документ System V Interface Definition (SVID). Это не единственный стандарт для ОС UNIX.

 

Контроль  и управление сетью с UNIX-подобной ОС представляют сложную проблему, в решении которой выделяют два  основных направления:

сохранение  административной управляемости;

сохранение  технической управляемости.

 

Административные  проблемы обычно связывают с распределением сетевых ресурсов между различными подразделениями и пользователями, координацией их действий в процессе функционирования и развития сети. Ключевым вопросом является способ хранения в системе UNIX указаний о владельце  и привилегиях, связанных с файлом. Обычно процесс, запущённый пользователем, имеет привилегии на доступ, принадлежащие  этому пользователю. Однако есть системные  команды доступа к файлам, к  которым администраторы не хотят  разрешать доступ пользователя. Администратор  ведает всеми вопросами безопасности. Он должен вести постоянное наблюдение (в т.ч. упреждающее администрирование) за изменениями в системе и  уметь противодействовать вмешательствам. Основная идея упреждающего администрирования  сводится к тому, чтобы, проанализировав  поведение АИС или отдельных  её компонентов, предпринять превентивные меры, позволяющие не допустить развития событий по наихудшему сценарию. Системные  администраторы должны проверять свои системы и смотреть на них с  точки зрения нарушителя. Так, для предотвращения возможностей взлома системы, в первую очередь, нельзя оставлять без присмотра суперпользовательский терминал.

 

Создавать коммерческий UNIX большая и трудоёмкая работа. Часто для этого требуются сотни и даже тысячи программистов, специалистов по тестированию, писателей документации, административного персонала. В фирмах, разрабатывающих коммерческие UNIX, вся система создаётся под жёстким контролем качества. Существует система управления написанием программ, внесением изменений, документированием, информированием о выявленных ошибках и их устранением. Разработчикам запрещено по собственному желанию добавлять какие-либо свойства или менять критически важные коды. Они могут вносить изменения только, как реакцию на выявленные ошибки, документировать вносимые изменения так, чтобы можно было систему при необходимости “вернуть назад”. Каждый разработчик закреплён за одной или несколькими частями системного кода, и только он имеет право исправлять замеченные ошибки. Внутри фирм департаменты контроля качества осуществляют жёсткое тестирование любой новой версии ОС. Разработчики обязаны под контролем устранять выявленные ошибки. Существует сложная система статистического анализа, определяющая, сколько ошибок должно быть устранено, чтобы объявить переход к новой версии.