Файловая система — это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе

Операционная система — это комплекс взаимосвязанных системных программ, назначение которого — организовать взаимодействие пользователя с компьютером и выполнение всех других программ.

Операционная система (ОС) – это организационная совокупность программ, действующая как интерфейс между персональным компьютером и пользователями. Она снабжает их набором средств для облегчения проектирования, отладки и сопровождения программ и одновременно управляет распределением ресурсов для эффективной работы программ.

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

· осуществление диалога с пользователем;

· ввод-вывод и управление данными;

· планирование и организация процесса обработки программ;

· распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

· запуск программ на выполнение;

· всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

· передача информации между различными внутренними устройствами;

· программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера.

В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которых могут обслуживать ОС, различают четыре основных класса операционных систем:

1. однопользовательские однозадачные, которые поддерживают одну клавиатуру и могут работать только с одной (в данный момент) задачей;

2. однопользовательские однозадачные с фоновой печатью, которые позволяют помимо основной задачи запускать одну дополнительную задачу, ориентированную, как правило, на вывод информации на печать. Это ускоряет работу при выдаче больших объёмов информации на печать;

3. однопользовательские многозадачные, которые обеспечивают одному пользователю параллельную обработку нескольких задач. Например, к одному компьютеру можно подключить несколько принтеров, каждый из которых будет работать на "свою" задачу;

4. многопользовательские многозадачные, позволяющие на одном компьютере запускать несколько задач нескольким пользователям. Эти ОС очень сложны и требуют значительных машинных ресурсов.

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Архитектура программного обеспечения (англ. software architecture) — это структура программы или вычислительной системы, которая включает программные компоненты, видимые снаружи свойства этих компонентов, а также отношения между ними.

Область компьютерных наук с момента своего образования столкнулась с проблемами, связанными со сложностью программных систем. Ранее проблемы сложности решались разработчиками путем правильного выбора структур данных, разработки алгоритмов и применения концепции разграничения полномочий. В 1990-е годы наблюдается попытка определить и систематизировать основные аспекты данной дисциплины. Первоначальный набор шаблонов проектирования, стилей дизайна, передового опыта (best practices), языков описания и формальная логика были разработаны в течение этого времени.

Основополагающей идеей дисциплины программной архитектуры является идея снижения сложности системы путем абстракции и разграничения полномочий. Являясь в настоящий момент своего развития дисциплиной без четких правил о «правильном» пути создания системы, проектирование архитектуры ПО все ещё является смесью науки и искусства. То, какие ключевые цели имеет система, описывается с помощью сценариев как нефункциональные требования к системе, также известные как атрибуты качества, определяющих, как будет вести себя система. Атрибуты качества системы включают в себя отказоустойчивость, сохранение обратной совместимости, расширяемость, надежность, пригодность к сервисному обслуживанию, доступность, безопасность, удобство использования, а также другие качества. С точки зрения пользователя, программная архитектура дает направление для движения и решения задач, связанных со специальностью каждого такого пользователя. В этом смысле архитектура программного обеспечения на самом деле объединяет различные точки зрения на систему. Тот факт, что эти несколько различных точек зрения могут быть объединены в архитектуре программного обеспечения, является аргументом в защиту необходимости и целесообразности создания архитектуры ПО ещё до этапа разработки ПО.

Есть много распространенных способов разработки программных модулей и их связей, в том числе:

· Blackboard - методология "классной доски" (стратегия решения сложных системных задач с привлечением разнородных источников знаний, взаимодействующих через общее информационное поле

· Клиент-серверная модель (client-server)

· Архитектуры, построенные вокруг базы данных (database-centric architecture)

· Распределенные вычисления (distributed computing)

· Событийная архитектура (event-driven architecture). покупатель приобретает автомобиль, состояние автомобиля изменяется с «продаваемого» на «проданный». Системная архитектура продавца автомобилей может рассматривать это изменение состояния как событие, создаваемое, публикуемое, определяемое и потребляемое различными приложениями в составе архитектуры. Архитектура, управляемая событиями соответствует сервис-ориентированной архитектуре (SOA), поскольку сервисы могут активироваться триггерами, срабатывающими от входящих событий.

· Front end and back end., База данных, к которой пользователи обращаются не напрямую, а через специально разработанное приложение в противоположность тому подходу, когда приложение использует встроенную базу данных или обращается к данным путём низкоуровневых манипуляций (например, с использованием SQL-запросов). База данных Back-end хранит данные и не содержит элементов программного приложения для конечного пользователя, таких как хранимые запросы, формы, макросы или отчёты.

· Неявные вызовы (implicit invocations)

· Монолитное приложение (monolithic application)

· Peer-to-peer. Однора́нговая, децентрализо́ванная или пи́ринговая (равный к равному) сеть — это оверлейная компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. Часто в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и выполняет функции сервера. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.

· Пайпы и фильтры (pipes and filters). Фильтр – это особый комплекс действий, осуществляемых поисковыми системами, цель которого устранить ненужную информацию из результатов запроса пользователя. Известно, что поисковые систему (ПС) способны находить необходимые данные и исключать те, которые, по их мнению, были созданы запрещёнными способами. Именно поэтому многие интернет-ресурсы в процессе индексации проходят несколько видов проверок поисковыми роботами для выявления нарушений. Данные об использовании фильтров в работе с веб-ресурсами являются конфиденциальными и не подлежат разглашению. Пайп — программный компонент, используемый в архитектуре ГИС

· Plugin. Плаги́н (plug in «подключать»), или подключник, — независимо компилируемый программный модуль, динамически подключаемый к основной программе и предназначенный для расширения и/или использования её возможностей. Плагины обычно выполняются в виде разделяемых библиотек.

· Representational State Transfer. REST (Representational State Transfer, «передача состояния представления» или «передача репрезентативного состояния») — стиль построения архитектуры распределенного приложения. Был описан и популяризован в 2000 году Роем Филдингом, одним из создателей протокола HTTP. Самой известной системой, построенной в значительной степени по архитектуре REST, является современная Всемирная паутина.

· Поиск-ориентированная архитектура

· Сервис ориентированная структура

· Shared nothing architecture - распределённая вычислительная архитектура, в которой каждый узел независим и самостоятелен, отсутствует единая для всей системы точка подключения. Ни один узел не делить памятью или собственным дисковым пространством с другими узлами кластера.

· Software componentry - архитектура модульного программного обеспечения; компонентная структура ПО.

· Space based architecture. SBA модель тесно связана с другими шаблонами, которые уже доказали свою эффективность. Модель также применялась многими фирмами в индустрии ценных бумаг для реализации масштабируемой электронной торговли ценными бумагами приложений.

· Структурированная

· Трех - уровневая — архитектурная модель программного комплекса, предполагающая наличие в нём трёх компонентов: клиентского приложения (обычно называемого «тонким клиентом» или терминалом), сервера приложений, к которому подключено клиентское приложение, и сервера базы данных, с которым работает сервер приложений.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

· программы управления вводом/выводом;

· программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

· процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

· обращаться к каталогу;

· выполнять разметку внешних носителей;

· запускать программы;

·... другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS), которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

Файл (англ. File —папка) — это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др.

Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях — магнитных дисках или CD-ROM. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока — 512 байт.

Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в каталоге — оглавлении файлов.

Каталог (иногда называется директорией или папкой) доступен пользователю через командный язык операционной системы. Его можно просматривать, переименовывать зарегистрированные в нем файлы, переносить их содержимое на новое место и удалять.

Каталог может иметь собственное имя и храниться в другом каталоге наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры. Пример такой структуры — на рис. 3.

Рис. 3. Дерево каталогов на диске

Что происходит, когда пользователь подает операционной системе команду " открыть файл... ", в которой указано имя файла и имя каталога, в котором размещён этот файл?

Для выполнения этой команды драйвер файловой системы обращается к своему справочнику, выясняет, какие блоки диска соответствуют указанному файлу, а затем передает запрос на считывание этих блоков драйверу диска.

При выполнении команды " сохранить файл " драйвер файловой системы ищет на диске незанятые блоки, отмечает их, как распределённые для вновь созданного файла, и передаёт драйверу диска запрос на запись в эти блоки данных пользователя.

Дата добавления: 2014-01-06