Часть 4 - Программные средства реализации информационных процессов (Т.В. Лукьянова - Конспект лекций по информатике), страница 4

Это значит, что онииспользуют общие идеи и принципы, заложенные в 1970-х годах при разработкесистемы UNIX: для настройки и управления системой используются простые текстовыефайлы; программы часто используют текстовый ввод данных и вывод результатов; широко применяются утилиты, запускаемые в командной строке;14 каждая утилита выполняет одну задачу; ее режимы работы можно задавать спомощью параметров командной строки; утилиты можно объединять в «конвейер», направляя результаты работы одной утилиты на вход следующей; все устройства (жесткие диски, флэш-диски, принтеры, сканеры) рассматриваются как файлы.Сейчас система UNIX используется в основном для управления серверами.

ВсеUNIX-подобные системы считаются очень надежными с точки зрения безопасности.Достаточно сказать, что для них практически неактуальна проблема компьютерныхвирусов.4.2.5. Драйверы устройствДрайверы (англ. driver – водитель) – это программы специального типа,которые находятся в оперативной памяти и обеспечивают обмен данными междуядром ОС и внешними устройствами компьютера (принтером, сканером и др.), атакже контроллерами (звуковой картой, видеокартой, сетевой картой и т. п.).Драйверы обычно включают в подсистему ввода/вывода.

Драйвер представляет собойнабор процедур, которые вызываются ядром ОС при необходимости передать данныеустройству или принять от него данные. Задача драйвера – преобразовать командыввода/вывода в команды конкретного устройства. Драйверы загружаются в память ифактически становятся частью ОС. Такая схема позволяет устанавливать и использовать устройства, которые были разработаны уже после выпуска операционнойсистемы.Если драйвер не установлен, устройство работать не будет, потому чтонеизвестно, как к нему обращаться. Драйверы наиболее популярных устройствобычно включаются в дистрибутив (установочный пакет) операционной системы.Когда ОС обнаруживает новое устройство, она пытается найти подходящий драйверв своей базе данных.

Если такого драйвера нет, его можно установить вручную сдиска, который прилагается к устройству. Кроме того, любой драйвер можнобесплатно скачать из Интернета с сайта производителя.4.2.6. УтилитыУтилиты – это вспомогательные сервисные программы, расширяющиевозможности ОС, предоставляя набор дополнительных услуг, связанных с работойоборудования и операционной системы.

К утилитам относятся: программы для проверки дисков (chkdsk в Windows, fsck в Linux); программы для разбивки жестких дисков, с помощью которых можно сделать несколько разделов на одном диске (Управление дисками в Windows; GNU Partedв Linux);15 файловые менеджеры – программы для работы с файлами; самые известныефайловые менеджеры для Windows: Проводник (входит в состав ОС), Total Commander (www.ghisler.com), Free Commander (www.freecommander. com), Far Manager(farmanager.com); в Mac OS используется программа Finder, а в операционной системеLinux – файловые менеджеры Konqueror, Midnight Commander и др.; антивирусные программы: AVP (www.kaspersky.ru), DrWeb (www.drweb.com), Nod32 (www.eset.com), McAfee (home.mcafee.com) и др.; бесплатные для домашнего использования антивирусы AVG (freeavg.com), Avast (avast.com), Avira(www.avira.de), Panda (www.pandasecurity.com); архиваторы и программы для сжатия данных; в ОС Windows наиболее популярны: WinRAR (www.rarlab.com) и WinZip (www.winzip.com); в Linux – Ark(utils.kde.org) и File Roller (fileroller.sf.net); архиватор 7-zip (www.7-zip.org) распространяется бесплатно с исходными кодами для различных операционных систем; программы для шифрования данных, например, PGP и ее версии для разныхоперационных систем (www.pgpru.com); редакторы, позволяющие менять данные на диске и в оперативной памяти;например, программы HxD (mh-nexus.de/en/hxd) и WinHex (www.winhex.com) для ОСWindows или hexedit (rigaux.org/hexedit.html) для Linux; сетевые утилиты для проверки связи в локальной и глобальной сетях;например, утилиты ping, tracert (traceroute), nslookup в Windows и Linux.Часто к утилитам относят также: программы для записи CD и DVD-дисков; в системе Windows наиболее известны программы Nero Burning ROM (www.nero.com), CDBurnerXP (cdburnersp.se) иDeepBurner (www.deepburner.com); в Linux для этой цели используют утилиту К3b(k3b.org); программы для сканирования и распознавания текста; широко применяютсякоммерческая программа ABBYY FineReader (www.abbyy.ru) и бесплатная CuneiForm(www.cuneiform.ru).4.2.7.

Файловые системыФайлом называется логически связанная совокупность данных или программа,записанная в виде поименованной области на устройстве хранения. Файловаясистема (ФС) является составной частью любой операционной системы и отвечаетза организацию хранения и доступа к информации на каких-либо носителях.Файловая система – это порядок размещения, хранения и именования данныхна носителе информации.Файловые системы решают несколько задач: определяют правила построения имён файлов и каталогов; определяют, как именно размещаются файлы на диске;16 предоставляют программам функции для работы с файлами; обеспечивают защиту данных в случае сбоев и ошибок; обеспечивают установку прав доступа к данным для каждого пользователя; обеспечивают совместную работу с файлами (когда один пользователь от-крыл файл, для остальных устанавливается режим «только чтение»).С точки зрения файловой системы диск делится на кластеры (блоки) размеромот 512 байтов до 64 Кбайт (кластер – это один или несколько секторов диска).Каждому файлу выделяется целое число кластеров.

Файлу размером 1 байтвыделяется целый кластер, остальное место считается занятым, но фактически не используется. Поэтому при большом размере кластера хранить мелкие файлыневыгодно, значительная часть места пропадает впустую. Вместе с тем приувеличении размера кластера скорость чтения и записи больших файлов повышается,кроме того, увеличивается и максимальный объем диска, который поддерживаетфайловая система.Различие между файловыми системами заключается, в основном, в способахраспределения дискового пространства между файлами и организации на дискеслужебных областей.В операционной системе Linux применяются файловые системы ext3 и ext4.Они поддерживают журналирование, помогающее сохранить данные в случае сбоев.Его суть в том, что перед выполнением операции с файлами ОС записывает «пландействий» в специальный журнал.

Когда операция полностью закончена, эта записьиз журнала удаляется. Если во время операции произошел сбой (например,отключение питания), по записям в журнале можно сразу определить, какие файлымогли быть затронуты. Таким образом, журналируемая файловая система устойчивак сбоям.MS DOS поддерживает файловую систему FAT16, Windows 2000/XP – FAT16,FAT32 и NTFS, OS/2 – FAT 16 и HPFS. Современные операционные системыстремятся обеспечить пользователя возможностью работать одновременно снесколькими файловыми системами.

В большинстве из них реализован механизм ихпереключения (File System Switch, FSS), позволяющий поддерживать различные типыФС.В системе Windows 7 применяют файловые системы NTFS и FAT32. ХотяFAT32 в некоторых случаях работает быстрее и требует меньше памяти, онасчитается устаревшей. В отличие от FAT32 файловая система NTFS: обеспечивает защиту от сбоев с помощью журналирования (в FAT32 журналирования нет); позволяет назначить права доступа к файлам и папкам (в FAT32 каждыйпользователь может просматривать и изменять данные всех остальных);17 позволяет задать квоту (ограничение) на использование диска каждому поль-зователю; позволяет использовать сжатие файлов и папок без дополнительных программ.В операционной системе Mac OS применяется файловая система HFS (англ.Hierarchical File System – иерархическая файловая система).Первые файловые системы были одноуровневыми, т. е.

все файлы хранились водном каталоге (на дискете). С увеличением емкости дисков (и количества файлов!)это стало неудобно, поэтому разработали иерархические (многоуровневые) файловыесистемы, где файлы группируются в каталоги, а каталоги вложены друг в друга. Такаяструктура называется деревом каталогов.Файловая система большинства ОС имеет иерархическую структуру, в которойуровни создаются за счет каталогов, содержащих информацию о зарегистрированныхв них файлах и каталогах более низкого уровня.В операционной системе Linux существует один корневой каталог(обозначаемый как «/»), остальные файлы и каталоги вложены в него. Любоеустройство (включая жесткие диски, принтеры, сканеры и т.

п.) в Linuxрассматривается как файл, т. е. входит в состав единой иерархической файловойсистемы (Рис. 4.2).Рис. 4.2Вот что хранится в каталогах, показанных на схеме на Рис. 4.2: bin – команды операционной системы; boot – ядро ОС и данные для загрузки; dev – файлы устройств, подключенных к ОС; устройства присоединяются кфайловой системе (монтируются) с помощью специальной команды; etc – файлы с настройками ОС и некоторых программ; home – домашние каталоги пользователей; usr – установленные пакеты программ; var – часто меняющиеся данные, например, журналы ОС.Чтобы указать путь к файлу или каталогу, перечисляют (начиная от корня) все18каталоги, в которых он находится, разделяя их символом «/» («слэш»).