25. Операционная система (ос), основные функции ос.

ОС являются основой программного обеспечения вычислительных машин (и их систем – вычислительных систем).

Операционная система (далее – ОС) – это комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между пользователем (с его задачами) и аппаратными компонентами вычислительных машин и вычислительных систем, а с другой стороны предназначен для эффективного управления вычислительными процессами, а также наиболее рационального распределения и использования вычислительных ресурсов ВМ и ВС.

Основными функциями, которые выполняет ОС, являются следующие:

• прием от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке — в виде директив (команд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью мыши), — и их обработка;

• прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ;

• загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

• инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);

• идентификация всех программ и данных;

• обеспечение работы систем управлений файлами (СУФ) и/или систем управления базами данных (СУБД), что позволяет резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;

• обеспечение режима мультипрограммирования, то есть выполнение двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;

• обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;

• удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (характерно для соответствующих ОС);

• распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;

• планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;

• организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

• защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

• предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

• обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.

26. Линии связи. Аппаратура линий связи.

Линия связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных (АПД) и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина линия связи (line) является термин канал связи (channel).

Аппаратура передачи Данных (АПД или DCE — Data Circuit terminating Equipment) непосредственно связывает компьютеры или локальные сети пользователя с линией связи и является, таким образом, пограничным оборудованием:

• модемы,

• терминальные адаптеры сетей ISDN,

• оптические модемы,

• устройства подключения к цифровым каналам.

Оконечное оборудование данных - аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая непосредственно к аппаратуре передачи данных. Примеры:

• компьютеры

• маршрутизаторы локальных сетей.

Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Решает две основные задачи:

• улучшение качества сигнала;

• создание постоянного составного канала связи между двумя абонентами сети.

В локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться, если протяженность физической среды позволяет одному сетевому адаптеру принимать сигналы непосредственно от другого сетевого адаптера, без промежуточного усиления. В противном случае применяются устройства типа повторителей и концентраторов.

В глобальных сетях необходимо обеспечить качественную передачу сигналов на расстояния в сотни и тысячи километров поэтому необходима следующая аппаратура:

• усилители сигналов - служат для улучшения качества сигналов, для этого они устанавливаются через определенные расстояния,

• мультиплексоры, демультиплексоры, коммутаторы.

Эта аппаратура решает вторую указанную задачу, создает между двумя абонентами сети составной канал из некоммутируемых отрезков физической среды — кабелей с усилителями.

Мультиплексор – принимает сообщение нескольких источников и комбинирует их в групповой сигнал. Мультиплексирование или уплотнение канала – способ объединения отдельных сообщений в один групповой сигнал, с последующим разделением.

Коммутатор – устанавливает связь между 2-мя или несколькими узлами путем создания временного соединения.

Наличие промежуточной коммутационной аппаратуры избавляет создателей глобальной сети от необходимости прокладывать отдельную кабельную линию для каждой пары соединяемых узлов сети. Вместо этого между мультиплексорами и коммутаторами используется высокоскоростная физическая среда, например волоконно-оптический или коаксиальный кабель, по которому передаются одновременно данные от большого числа сравнительно низкоскоростных абонентских линий. А когда нужно образовать постоянное соединение между какими-либо двумя конечными узлами сети, находящимися, например, в разных городах, то мультиплексоры, коммутаторы и демультиплексоры настраиваются оператором канала соответствующим образом. Высокоскоростной канал обычно называют уплотненным каналом,

В зависимости от типа промежуточной аппаратуры все линии связи делят на:

• аналоговые, здесь промежуточная аппаратура предназначена для усиления аналоговых сигналов, то есть сигналов, которые имеют непрерывный диапазон значений. Такие линии связи традиционно применялись в телефонных сетях для связи АТС между собой. Для создания высокоскоростных каналов, которые мультиплексируют несколько низкоскоростных аналоговых абонентских каналов, при аналоговом подходе обычно используется техника частотного мультиплексирования (Frequency Division Multiplexing, FDM).

• цифровые. В цифровых линиях связи передаваемые сигналы имеют конечное число состояний; элементарный сигнал, то есть сигнал, передаваемый за один такт работы передающей аппаратуры, имеет 2 или 3 состояния, которые передаются в линиях связи импульсами прямоугольной формы. С помощью таких сигналов передаются как компьютерные данные, так и оцифрованные речь и изображение. В цифровых каналах связи используется промежуточная аппаратура, которая улучшает форму импульсов и обеспечивает их ресинхронизацию, то есть восстанавливает период их следования. Промежуточная аппаратура образования высокоскоростных цифровых каналов (мультиплексоры, демультиплексоры, коммутаторы) работает по принципу временного мультиплексирования каналов (Time Division Multiplexing, TDM), когда каждому низкоскоростному каналу выделяется определенная доля времени (тайм-слот или квант) высокоскоростного канала.

Аппаратура передачи дискретных компьютерных данных по аналоговым и цифровым линиям связи существенно отличается, так как в первом случае линия связи предназначена для передачи сигналов произвольной формы и не предъявляет никаких требований к способу представления единиц и нулей аппаратурой передачи данных, а во втором — все параметры передаваемых линией импульсов стандартизованы. Другими словами, на цифровых линиях связи протокол физического уровня определен, а на аналоговых линиях — нет.