ГЛАВА3. УРОК 3. Операционная система «UNIX»
Идеи, заложенные в основу UNIX, оказали огромное влияние на развитие компьютерных операционных систем. В настоящее время UNIX-системы признаны одними из самых исторически важных ОС.
UNIX был разработан американской лабораторией Bell Labs (Bell Laboratories, прежние названия — AT&T Bell Laboratories, Bell Telephone Laboratories — крупный исследовательский центр в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем).
История этой компании в области информационных технологий началась в 1957 году, когда ее сотрудникам потребовалась операционная система для собственного вычислительного центра, в котором использовались компьютеры IBM 7090 и IBM 7094. От такой системы требовалось автоматизировать запуск некоторых программ и управление вычислительными ресурсами.
Новоиспеченную систему назвали BESYS. Система BESYS должна была эффективно выполнять большое количество динамически загружаемых в неё коротких задач, используя перфокарты. Хотя операционная система и использовалась в дальнейшем в различных департаментах компании, она никогда не имела должной технической поддержки и потому никогда не выпускалась компанией Bell Labs как законченный продукт. Руководителем проекта по созданию BESYS был назначен Виктор Высоцкий. Разумеется, она была совершенно не похожа на современные операционные системы, и применять ее могли разве что сами разработчики для собственных целей. А в те времена больше ничего и не требовалось – компьютеров было мало, и работали с ними лишь программисты и ученые, а уж о необходимости компьютера дома или в офисе никто не задумывался.
В это время один из разработчиков, принимавших активное участие в проекте, Кеннет Томпсон, создал простенькую по тем временам игрушку – Space Travel, которая, к сожалению, не могла нормально работать на тех машинах, что имелись в лаборатории. Компьютеры ведь применялись лишь для научных задач, и никто не думал тогда об их использовании в качестве игровых автоматов. Томпсон и его коллега Денис Ритчи написали начальству заявку на приобретение более мощной машины для разработки новой операционной системы. Заявку отклонили, и пришлось новоявленным геймерам довольствоваться небольшим компьютером PDP-7. Тут-то и пришла им в головы мысль использовать эту машину для написания собственной универсальной операционки. Томпсон решил воплотить в невиданной доселе операционке все самые удачные идеи: иерархическая древовидная структура файловой системы, концепции файла и процесса, командный интерпретатор для пользователя, многопользовательский режим работы и много чего еще. Первоначальное название, которое было придумано для новоиспеченного продукта, – UNICS (Uniplexed Information and Computing System). И немного позднее было сокращено до привычного нам UNIX. Произошло это в 1969 году, а официальной датой рождения UNIX и началом так называемой «эры UNIX» стало 1 января 1970 года.
В 1971 году лаборатории Bell Labs потребовалась система обработки текстов, и в качестве платформы для нее был выбран полюбившийся всей конторе UNIX. Да и к тому времени удалось разжиться более мощной машиной – PDP-11. В это время Томпсон работал над компилятором языка Fortran, но то, что в итоге у него получилось, было названо языком B, который немного позднее превратился во всем нам хорошо известный C. В 1973 году UNIX был переписан на язык Cи, что сделало систему полностью переносимой.
Операционная система UNIX с самого своего возникновения была по своей сути сетевой операционной системой. Были разработаны текстовый редактор vi; редактор «Xeyes» - «глаза, следящие за мышью», который стал визитной карточкой UNIX; появилась возможность работы с виртуальной памятью и множество других примочек.
Широкое распространение получила шестая версия UNIX (1975 г.), но подлинную революцию произвела разработка седьмой версии, которая стала первой по-настоящему мобильной (может работать на любой ЭВМ) версией системы. C 1979 г. UNIX Version 7 начала активно распространяться и была перенесена на множество разнообразных ЭВМ. В дальнейшем история ОС UNIX развивалась весьма бурно, так что проследить все детали затруднительно.
1. В 1978 в калифорнийском Беркли решили отпочковать собственную веточку на древе эволюции Unix, и, заплатив AT&T за источники, начали улучшать систему по своему разумению. Версия, разработанная в Беркли, стала известна как Berkeley System Distribution (BSD).
2. В 1982 четыре студента из Стэнфорда и Беркли учредили Sun Microsystems. В этом же году мир стал свидетелем рождения рабочей станции на Unix, а использованная в ней BSD стала основой для того, что впоследствие назвали SunOS.
3. В 1982 энтузиасты движения за «освобождение» программ Free Software Foundation с Ричардом Столмэном во главе поставили своей целью создание бесплатного клона Unix под названием GNU.
4. В результате вокруг лицензированной System V выросли целые империи по производству Unix-станций: SGI разработала Irix, IBM — AIX, Хьюлет-Пакард — HP/UX, Sun — Solaris, DEC — True64.
5. Операционная система Linux, создана в 1991 году, официально выпущена в 1994 г. Линусом Торвальдсом и используется на персональных компьютерах.
6. Стив Джобс продвигал ОС NextStep, основанную на BSD. Когда терпящая бедствие Apple обратила отчаянный взор к своему родителю, Джобс в качестве спасательного круга принёс с собой во «фруктовую компанию» не только свой маркетинговый гений, но и переименованную к тому времени в OpenStep операционную систему, которая была призвана стать новым лицом Макинтоша — Mac OS.
«SunOS»
Одна из версий операционной системы UNIX, разработанная компанией Sun Microsystems для рабочих станций и серверов собственного производства. Название SunOS обычно используется для обозначения версий с 1.0 по 4.1.4. Эти версии были основаны на BSD варианте UNIX, тогда как SunOS версии 5.0 и далее основана на UNIX System V четвёртого выпуска (SVR4) и фигурирует под названием Solaris.
Solaris — компьютерная операционная система, разработанная компанией Sun Microsystems, которая ныне принадлежит Oracle Corporation. Несмотря на то, что Solaris — операционная система с закрытым исходным кодом, бо́льшая его часть открыта и опубликована в проекте OpenSolaris. С апреля 2010 года новый владелец, Oracle Corporation, изменил условия лицензирования системы Solaris 10. По новым правилам продуктом бесплатно, в коммерческих целях, можно будет пользоваться только в течение 90 дней.
Solaris является внешней оболочкой SunOS и дополнительно включает средства графического пользовательского интерфейса и высокоуровневые средства сетевого взаимодействия (в частности, средства вызова удаленных процедур - RPC).
«MacOS»
В 1984 году компания Apple Computers представила компьютер Macintosh с операционной системой System 1. Пользователи управляли своим компьютером не только вводимыми с клавиатуры командами и инструкциями, но и с помощью нового в те времена устройства, названного мышью. Мышь управляла указателем на экране монитора. Версия System, именуемая 7.6 и все версии после нее уже называются Mac OS, т.к. шла активная подготовка к клонированию Mac, и надо было придумать более подходящее название. Операционная система Mac OS использовала оконный интерфейс, для представления и организации информации.
Система была основана на прототипе графического интерфейса пользователя, взятом руководством Apple в исследовательском центре Xerox PARC. Разработчики Macintosh использовали некоторые идеи прототипа Xerox, разработав и расширив их, добавив собственные, в том числе метафору «папок» и «файлов», широко использующуюся и в настоящее время.
Mac OS - является преемницей Mac OS 9 — так называемого окончательного релиза «классической» Mac OS — основной операционной системы корпорации Apple с 1984 года. Mac OS X входит в семейство операционных систем Apple OS X, к которому также относится и ОС для мобильных устройств — Apple iOS. В Mac OS X используется ядро Darwin, основанное на микроядре Mach, содержащее код, написанный самой Apple и код, полученный из ОС NeXTSTEP и FreeBSD. Apple Mac OS выпускается для компьютеров Macintosh (Макинто́ш) на базе процессоров PowerPC и Intel (начиная с версии 10.6, Mac OS поддерживает только компьютеры Mac на базе процессора Intel).
Mac OS — вторая по популярности в мире операционная система.
ГЛАВА3. УРОК 4. Операционная система «Windows».
«В аду сатана решил проведать, как у него людям живется. Заходит в одну комнату— мрак, крики, черти издеваются над людьми, в другую заходит — там на костре всех жарят, стоны кругом... Закидывает в третью— а там тишина, на столе стоит компьютер, рядом ящик пива, сидит Билл Гейтс и что-то программирует. Сатана чертям: — Ребята, у нас же здесь ад! Что это вообще такое ?
— А!.. Это его приговорили вечно писать программы под OS/2!»
В апреле 1980 года компания Sеаttlе Соmputer Рroducts, занимавшаяся изготовлением компьютеров на базе 8086-процессоров, решает использовать в них свою собственную операционную систему, которую написал Тим Петерсон. Эта операционная система была названа QDOS. DOS расшифровывается как дисковая операционная система
В 1980 г. IBM наносит MS визит с предложением создания ОС. 28.09.80. MS купил QDOS у Seattle Computer Product. 06.11.80. заключен контракт между MS и IBM. 11.06.81. – DOS готов. 12.08.81. – IBM объявила о ПК. Так появилась ОС, известная сейчас многим, как WINDOWS.
1981 – создана MSDOS. Известны также PCDOS – для ibm, PTSDOS – русская, DRDOS – nowell.
1993 – создана DOS 6.2 – последняя версия, работала на 80386, стала бесспорным лидером.
Для DOS существовали многочисленные оболочки.
1985 г. Windows 1.0 - среда, дополняющей DOS графическим интерфейсом. Пользователи теперь могут одновременно работать с несколькими программами, с легкостью переключаясь между ними без необходимости закрывать и перезапускать отдельные программы. Но перекрытие окон не допускается, что резко снижает удобство среды. Для Windows 1.0 составлено недостаточно программ, и она не получает распространения на рынке и остается чахлой.
1986 г. Windows 2.0. Вместо мозаичного размещения окон, как в предыдущих версиях, в ней реализована система перекрывающихся окон. Кроме того, используются достоинства защищенного режима процессора 80286 и более совершенных, что позволяет программам выйти за пределы объема основной памяти DOS - 640 Кбайт., но особой популярности система еще не завоевала.
1988 г. Параллельно с разработкой Windows компания Microsoft начала работу над новой операционной системой, названной Windows NT. Это была отличная и не имеющая отношения к DOS система (сокращение от New Technology - новая технология, хотя шутники предлагают иные варианты: Not Today - не сегодня; No Thanks - нет, спасибо; Nice Try - удачная попытка). Перед новой системой были поставлены задачи существенного повышения надежности и эффективной поддержки сетевой работы.
1990 г. Windows 3.0. Система стала намного удобнее. Появилось новшество - Диспетчер файлов. Появилась возможность простого ввода-вывода звука и проигрыватель аудио компакт-дисков. Стабильность ОС оставляет желать лучшего, но Windows 3.0 немедленно становится стандартом и доминирующим продуктом на рынке.
1991 г. Windows 3.1. В ней исправлено множество ошибок, повышена стабильность, добавлены некоторые новые возможности, в том числе масштабируемые шрифты TrueType. Windows 3.x становится самой популярной в США (за 50 дней продано 1 млн. копий). Эта версия также поддерживала кириллицу. Также появилась встроенная поддержка локальных сетей (для Windows for Workgroups 3.1).
1993 г. Windows 3.11 и Windows NT. Появляются первые публичные упоминания, а также ведутся разговоры о том, каким образом NT в конечном итоге вытеснит существующую архитектуру Windows. При этом интерфейс системы не должен был отличаться от интерфейса Windows 3.0. (Интересно, что самой распространенной версией Windows NT также стала третья версия).
1995 г. Windows 95. Потеряв голову, в очередях за ней стоят даже люди, не имеющие компьютера. Windows 95 - самая дружественная пользователю версия Windows, для инсталляции которой не требуется предварительно устанавливать DOS, однако DOS находится в Windows, как ребенок в утробе матери. Появилась поддержка длинных имён файлов, автоматическое определение и конфигурация периферийных устройств Plug and Play, наличие поддержки TCP/IP прямо в системе. Windows 95 - первая операционная система, которая усовершенствовала звуковую схему. После включения компьютера проигрывалась музыка, которая заменяет стандартный "Тада".
1996 г. Появляется переработанная версия Windows NT 4.0, имеющая такой же интерфейс, как и Windows 95.
1998 г. Windows 98 - последнюю версию Windows на базе старого ядра, функционирующего на фундаменте DOS. Система Windows 98 интегрирована с браузером Internet Explorer 5 – это первая сетевая версия. Появилась функция Internet Connection Sharing (Общий доступ подключения к интернету). Также добавлена поддержка проигрывания DVD.
В виде примечания: после Windows 98 была выпущена еще одна последняя версия Windows, построенная с использованием DOS - Windows Milennium Edition (Windows ME), которая приобрела многие новые возможности. Прежде всего, это улучшенная работа со средствами мультимедиа, возможность записывать не только аудио, но и видеоинформацию; мощные средства восстановления информации после сбоев; предоставляет возможность отката системы в предыдущее работоспособное состояние; не позволяет перезаписывать довольно значительное множество системных и других файлов; распознаются съёмные устройства USB.
17.02.2000 г. Windows 2000 разработана на основе Windows NT и унаследовала от нее высокую надежность и защищенность информации от постороннего вмешательства. Windows 2000 выпускалась в нескольких изданиях: Professional, Server.
25.10.2001 г. Windows XP предназначена для замены как Windows 2000 Professional.
24.04.2003 г. Windows Server 2003 является новой версией Windows 2000 Server.
30.11.2006 г. Windows Vista. Введена система контроля учётных записей пользователей, которая требует явного разрешения пользователя при выполнении любого действия, требующего административных полномочий, вне зависимости от прав текущего аккаунта пользователя.
22.10.2009 г. Windows 7 для Windows 2000 Professional и Windows Server 2008 для Windows 2000 Server.
OS/2 — операционная система фирмы IBM.
Параллельно с разработкой Windows, корпорация Microsoft совместно с IBM вела активную работу по созданию системы OS/2.
1 августа 1984 года IBM объявила о выпуске нового поколения персональных компьютеров — IBM PC/AT. Совместно с Microsoft, IBM приступила к разработке новой операционной системы для компьютеров IBM PC AT. Новая ОС должна была преодолеть ограничение DOS на 640 Кб памяти для прикладных программ и реализовать поддержку режима многозадачности.
В начале 1990-х годов пути двух гигантов IT-индустрии разошлись. Microsoft независимо от IBM начинает разработку Windows 3.0. IBM, независимо от Microsoft, разворачивает работу над облегчённой версией OS/2, которая требовала бы меньше ресурсов, чем OS/2 1.2.
Было полностью переписано ядро и драйверы, добавлены TCP/IP- и USB-стеки.
OS/2 v1.0 (декабрь 1987 года) - Первая ОС с режимом многозадачности. Имеется текстовый интерфейс. Взаимодействие с пользователем осуществляется только одной из запущенных программ, остальные выполняются в фоновом режиме.
OS/2 v1.10SE (октябрь 1988 года) - Дебют Presentation Manager (PM), реализующего функции графического интерфейса пользователя.
OS/2 v2.10 (май 1993 года) – добавлены функции поддержки мультимедиа.
Warp 3 (октябрь 1994 года) - доступны сервисы Интернет и TCP/IP.
Warp Connect (1995 год) - Включает сетевой инструментарий Warp Connect Peer для взаимодействия с LAN Server 4.0, позволяющий разделять между компьютерами, входящими в сеть, файлы, принтеры и модемы.
Недостатки OS/2. Повышенные требования к ресурсам компьютера.
Особенности OS/2:
- многозадачность;
- графический интерфейс;
- эмуляция с DOS;
- выполняет приложения WINDOWS;
- защита от краха;
- работа с мультемедиа;
- имеет динамическую компоновку.
ГЛАВА3. УРОК 5. Алгоритм загрузки операционной системы.
ГЛАВА3. УРОК 6. Вирусы. Антивирусные программы.
Компьютерный вирус – это самораспространяющийся в информационной среде компьютеров программный код. Он может внедряться в выполнимые файлы программ, распространяться через загрузочные секторы дискет и жестких дисков. Компьютерный вирус – это программа, способная присоединяться к другим программам, создавать копии, внедрять их в файлы или в системную область с целью нарушения работоспособности ЭВМ.
Причины создания вирусов – психология человека (тщеславие, зависть, месть, невозможность применить свои способности).
Признаки вирусов:
а) неправильная работа программ;
б) медлительность ЭВМ;
в) не загружаемость ОС;
г) исчезновение файлов;
д) изменение атрибутов файлов;
е) изменение размеров файлов;
ё) увеличение файлов на диске;
ж) уменьшение свободной области ОЗУ;
з) вывод на экран непредсказуемых сообщений;
и) подача непредвиденных звуковых сигналов;
к) зависание ЭВМ.
Виды вирусов:
-
по среде обитания
сетевые (черви) – распространяются по сетям.
файловые – присоединяются к файлам и с ними путешествуют.
загрузочные – заражают загрузочную часть диска.
макровирусы – заражают файлы документов «Word», «Excel» и т.д.
-
по способу заражения
резидент – оставляют в ОЗУ свою резидентную часть, через которую перехватывает обращение ОС к объектам заражения.
не резидент – не заражают память и активны ограниченное время.
-
по воздействию
не опасные – программы-приколы.
опасные – мешают работе ЭВМ.
очень опасные – уничтожают файлы, наносят материальный ущерб.
-
по технологиям, используемым вирусом
Полиморфный (мутанты) – формирует кода вируса «на лету» — уже во время исполнения, при этом сама процедура, формирующая код также не должна быть постоянной и видоизменяется при каждом новом заражении.
Стелс — скрывает свое присутствие в системе, путем перехвата обращений к ОС.
Руткит — набор программ для скрытия следов присутствия злоумышленника.
Трояны – это программа, содержащая в себе некоторую разрушающую функцию, которая активизируется при наступлении некоторого условия срабатывания. Обычно такие программы маскируются под какие-нибудь полезные утилиты. .
-
по дополнительной вредоносной функциональности
Бэкдор – устанавливает взломщик на взломанном им компьютере с целью скрытного управления компьютером.
Кейлоггер – это ПО или аппаратное устройство, регистрирующее каждое нажатие клавиши на клавиатуре ПК. Осуществляет контроль над деятельностью пользователя ПК с целью: определить все случаи набора на клавиатуре критичных слов и словосочетаний; локализовать все случаи попыток перебора паролей доступа; проконтролировать возможность использования ПК в нерабочее; проводить научные исследования; создавать системы быстрого поиска слов; перехватывать чужую информацию; получить несанкционированный доступ к логинам и паролям;
Шпион (Spyware) – ПО, которое скрытным образом устанавливается на ПК с целью сбора информации о конфигурации компьютера, пользователе, пользовательской активности без согласия последнего.
Ботнет – это компьютерная сеть, состоящая из некоторого количества хостов, с запущенными ботами — автономным ПО. Чаще всего бот в составе ботнета является программой, скрытно устанавливаемой на компьютере жертвы и позволяющей злоумышленнику выполнять некие действия с использованием ресурсов заражённого компьютера.
Антивирус – это компьютерная программа для обнаружения и лечения других компьютерных программ, зараженных компьютерным вирусом, а также для предотвращения заражения вирусом.
Классификация антивирусов
-
Продукты для домашних пользователей:
Собственно антивирусы;
Комбинированные продукты (например, антиспам, файрвол, антируткит и т. д.);
-
Корпоративные продукты:
Серверные антивирусы;
Антивирусы на рабочих станциях («endpoint»);
Антивирусы для почтовых серверов;
Антивирусы для шлюзов.
Антивирусные программы, как правило, содержат два основных компонента - антивирусный сканер и антивирусный резидентный монитор. Основное различие этих двух компонентов состоит в способе работы. Антивирусный сканер – это пользовательское приложение запускаемое по желанию пользователя компьютера в тот момент, когда пользователю требуется проверить файлы на вирусы. Резидентный монитор, наоборот, является составляющей частью операционной системы и является всегда активным. Он обнаруживает подозрительное поведения любой из программ, похожего на поведение заражённой программы.
К антивирусным сканерам относятся детекторы и доктора (фаги), которые осуществляют поиск характерной цепочки байтов вирусов и удаляют их.
К резидентным мониторам относятся ревизоры (запоминают исходное состояние системы и периодически сравнивают его с текущим) и фильтры (программа-резидент, обнаруживающая подозрительные действия при работе ЭВМ – попытка корректировки COM и EXE, изменение атрибутов файлов, прямая запись на диск или в BOOT, загрузка резидентов и т.д.).
Недостатки
Ни одна из существующих антивирусных технологий не может обеспечить полной защиты от вирусов.
Антивирусная программа забирает часть вычислительных ресурсов системы, нагружая центральный процессор и жёсткий диск. Особенно это может быть заметно на слабых компьютерах. Замедление в фоновом режиме работы может достигать 380 %.
Антивирусные программы могут видеть угрозу там, где её нет (ложные срабатывания).
Различные методы шифрования и упаковки вредоносных программ делают даже известные вирусы не обнаруживаемыми антивирусным программным обеспечением. Для обнаружения этих «замаскированных» вирусов требуется мощный механизм распаковки, который может дешифровать файлы перед их проверкой. Однако во многих антивирусных программах эта возможность отсутствует и, в связи с этим, часто невозможно обнаружить зашифрованные вирусы.
ГЛАВА3. УРОК 7. Архивация файлов. Сжатие диска.
Архивация информации – это такое преобразование информации, при котором объем информации уменьшается, а количество информации остается прежним.
Причины архивации данных: экономия места в памяти; хранения копий ценной информации; быстрая передача информации по сети. Кроме того, возможность отказа магнитных носителей информации, разрушающее действие вирусов заставляет пользователей делать резервное копирование ценной информации на другие (запасные) носители информации.
Процесс записи файла в архивный файл называется архивированием (упаковкой, сжатием), а извлечение файла из архива – разархивированием (распаковкой).
Упакованный (сжатый) файл называется архивом.
Создание архивных файлов осуществляется специальными программами-упаковщиками. Одни из наиболее популярных программ-упаковщиков – PKZIP/PKUNZIP и ARJ.
Возможность уплотнения данных основана на том, что информация часто обладает избыточностью, которая зависит от вида информации.
Степень сжатия информации зависит от типа файла, а также от выбранного метода упаковки.
С  тепень (качество) сжатия файлов характеризуется коэффициентом сжатия Kc, который определяется как отношение объема сжатого файла Vc к объему исходного файла Vo, выраженное в %. Чем меньше Kc, тем выше степень сжатия.
Все используемые методы сжатия информации можно разделить на 2 класса:
Упаковка без потерь информации (обратимый алгоритм) – можно точно восстановить исходную информацию по имеющейся упакованной информации.
Упаковка с потерей информации (необратимый алгоритм) – распакованное сообщение будет отличаться от исходного.
Методы и средства сжатия данных:
LZW (Lempel-Ziv-Welch) — метод динамического сжатия, основанный на поиске во всем файле и сохранении в словаре одинаковых последовательностей данных. Каждой уникальной последовательности данных присваиваются более короткие маркеры.
RLE (Run Length Encoding) — метод динамического сжатия данных, в первую очередь изображений, основанный на уменьшении физического размера повторяющихся строк символов.
MP3 (Moving Pictures Experts Group, Layer 3) — метод сжатия аудиоданных.
DJVU (DjVu, djvu, deja vu) — технология и формат динамического сжатия отсканированных страниц изданий, содержащих текстовые и иллюстративные материалы.
Image compression manager — программа управления сжатием изображений, которая обеспечивает возможность использования различных методов сжатия (MPEG, JPEG).
Сжатие жесткого диска - технология, увеличивающая эффективную емкость жестких дисков благодаря хранению информации в сжатом виде и последующему восстановлению и повторному сжатию данных при необходимости.
Особенности сжатия жесткого диска:
обработка происходит невидимо для пользователя;
время, затрачиваемое на сжатие и распаковку данных, снижает производительность;
хотя риск потери данных минимален, сжатие диска увеличивает вероятность аварий;
утилиты обеспечивают максимальный коэффициент сжатия данных в сочетании с наименьшими потерями производительности и наделены функциями и средствами резервирования для предотвращения потери данных.
Программы сжатия жесткого диска (DriveSpace, DoubleSpace, Stacker, …) позволяют создавать на дисках компьютера специальные файлы, работа с которыми осуществляется так же, как с диском, а данные в которых хранятся в сжатом виде. Утилиты сжатия диска упаковывают все данные из раздела жесткого диска и хранят их в большом файле, именуемом файлом сжатого диска (compressed volume file, CVF). CVF обычно хранится на отдельном виртуальном диске, который называется хост-диском (host drive). Драйвер, загружаемый до начала выполнения CONFIG.SYS, заставляет операционную систему воспринимать CVF в качестве жесткого диска.
ГЛАВА3. УРОК 8. Диагностика диска.
Диагностика диска – это проведение всестороннего анализа состояния жесткого диска, с целью обнаружения на нем физических и логических дефектов.
Типичные задачи и способы устранения физических дефектов:
1. Неисправности связанные с кабелями питания и данных. (повреждение, плохой контакт в разъёмах, неправильное подключение — ответная часть может быть перевёрнута или смещена на один или несколько контактов). Неисправности диагностируются визуальным осмотром или прозвонкой.
2. Нестабильность питания, сбои при отклонении напряжения или помехах по шине питания (плохой блок питания, слишком длинный провод, большая нагрузка на блок). Для диагностики таких неисправностей следует проверить напряжение на контактах питания винчестера вольтметром.
3. Пропадание контакта или плохой контакт между платой контроллера и блоком магнитных головок, обычно связанна с окислением контактов в разъёмах или механическим повреждением разъёмов в результате разборки-сборки. Ремонт диска в этом случае обычно достаточно прост — обработка контактов разъёма для снятия окисла, подгибание упругих элементов.
4. Большая длина и тип интерфейсного кабеля может приводить к периодическим сбоям при передачи данных. Установка правильного кабеля поможет устранить сбои.
5. Неправильная конфигурация интерфейса. Разные диски требуют наличие разного числа ведущего (Master) и (Slave) ведомого устройств. Некоторые винчестеры имеют джамперы ограничения доступного объёма или включения режима неполной загрузке. Если эти условия не выполняются, устройства могут конфликтовать или отказываться работать.
6. Слишком сильное затягивание винтов крепления жёсткого диска чревато перекосом гермоблока Если диск сбоит, следует ослабить винты крепления.
7. Повреждение магнитного слоя дисков может вызывать пыль, случайные касания головок. В месте, где произошло повреждение поверхности появляются бэд-блоки, часто такого рода неисправности хорошо различаются при сканировании поверхности по некоторому количеству периодических коротких серий бэд-блоков.
8. Основная причина нарушения центровки магнитных дисков — сильное механическое воздействие на диск, удары, тряска. Такие накопители ремонту не подлежат.
9. Прилипание головок к поверхности магнитных дисков. Если это произошло, можно взять винчестер в руку и несколько раз его сильно крутануть в плоскости вращения дисков.
10. Загрязнение головок гермоблока. Восстановить читаемость поможет очистка головок.
11. Износ головок чтения-записи гермоблока — неизбежный фактор при работе жёсткого диска. Это необратимая неисправность, и в этом случае стоит перенести всю необходимую информацию на другой носитель, а этот диск отправить на заслуженный покой.
12. Заклинивание шпиндельного двигателя обычно является следствием износа подшипников, удерживающих вал шпиндельного двигателя. Ремонт диска в этом случае может ограничиваться как ударом сбоку по диску, так и потребовать вскрытия гермоблока и даже разбирания двигателя. После подобного ремонта полезно всю информацию скопировать на другой носитель, так как долго после подобного ремонта диски обычно не живут.
Типичные задачи и способы логического восстановления данных:
1. Ошибочное удаление файлов данных с носителя. Принцип работы таких программ достаточно прост: при удалении файл, чаще всего, не стирается физически с носителя, а лишь помечается на удаление. Если с момента удаления файлов запись данных на носитель не производилась, то есть вероятность восстановления файла в первоначальном виде.
2. Второй по частоте случай потери данных связан с ошибками записи на носитель (некорректное сохранение фала прикладной программой, сбой питания, скачок напряжения в сети). Такие инциденты чаще всего чреваты потерей доступа к файлу или даже ко всему разделу жесткого диска. У серьезных фирм есть специализированные программно-аппаратные комплексы для снятия образа с поврежденных дисков.
3. Третья группа сбоев связана с повреждением таблицы размещения данных. Обычно в данном случае диск представляется системой как неформатированный или вообще не отображается. Эта, к счастью, довольно редкая проблема, не имеет традиционных решений. Восстановление таких дисков – долгая и кропотливая работа, чаще всего уникальная и разовая.
ГЛАВА 4. УРОК 1-2. Файл. Характеристики. Каталог.
Файл – это логически связанная совокупность данных.
ЗАМЕЧАНИЕ 1: любые действия с информацией осуществляются над файлом.
ЗАМЕЧАНИЕ 2: физически файлы хранятся в кластерах.
ЗАМЕЧАНИЕ 3: файл – это минимальный элемент логической структуры компьютера.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ФАЙЛА.
ИМЯ. Служит для обозначения файла. В ОС «Windows» имя файла может состоять из 256 символов на любом языке, в ОС «Linux» имеют практически неограниченную длину. В ОС «Windows» имя файла регистр не учитывает, в ОС «Linux» – учитывает.
ТИП (ФОРМАТ, РАСШИРЕНИЕ). В ОС «Windows» тип файла служит для отличия видов информации, хранящейся в файле, т.е. это тип не столько файла, сколько данных, находящихся в файле. В ОС «Linux» понятие типа файла никак не связано с его так называемым расширением, это скорее тип объекта, но не тип данных в файле. Следить за расширениями файлов функция приложений, а не операционной системы. Поэтому в атрибутах файлов в Linux не хранится информация о типе данных в них.
-
ТИПЫ ИМЕН ФАЙЛОВ. В ОС «Windows» мы выделяем простое и полное имя файла. В ОС «Linux» выделяют простые, составные (полное) и относительные имена файлов.
Простые. Это собственно само имя файла. Например, «привет.doc».
Составные. Это так называемый полный путь файла. Например, «D:\SOFT\multi\Nero\key.txt»
Относительные. Относительным именем файла называется имя, задающее путь к файлу без указания «физически верного каталога», т.е. от текущего рабочего каталога. С относительными файловыми именами практически не приходится иметь дела.
ОБЪЕМ. Любая файловая система хранит данные файлов в неких объемах - кластерах, которые используются как самая маленькая единица полезной информации диска. Размер кластера в подавляющем числе современных систем составляет 512 байт.
ДАТА и ВРЕМЯ СОЗДАНИЯ.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ АТРИБУТЫ. Это специальные маркеры, определяющие, каким образом ОС обращается к файлам. Благодаря им достигается дополнительные контроль и безопасность системы. В ОС «Windows» атрибутов четыре: "Только для чтения" (не позволяет модифицировать файл), "архивный" (показывает, что файл был изменен после последнего создания резервных копий), "скрытый" (ОС не показывает "спрятанный" файл, хотя это можно отменить), "системный" (его имеют основные программные файлы ОС. В ОС «Linux» атрибутов много больше. Они помогают не изменять время последнего обращения, запрещают любые изменения файла, дают возможность восстановить файл после удаления и т.д.
ПРАВА ДОСТУПА К ФАЙЛУ. (только в ОС «Linux»). Этот механизм позволяет указать для каждого файла владельца и обеспечить защиту файлов от доступа других пользователей.
Типичная файловая система содержит большое количество файлов, и каталоги помогают упорядочить её путём их группировки.
КАТАЛОГ — объект в файловой системе, упрощающий организацию файлов.
КАТАЛОГ — это справочник файлов (файл) с указанием местоположения на диске.
КАТАЛОГ в ОС «Linux» — это файл, в качестве данных которого выступают списки других файлов и каталогов. Именно в данных каталога осуществляется связь имени файла с его индексным дескриптором (истинным именем-числом). Отсюда следует, что один и тот же файл может существовать под разными именами и/или в разных каталогах: все имена будут связаны с одним и тем же индексным дескриптором (механизм жестких ссылок). Также следует, что файлы всегда содержаться в каталогах, иначе просто недоступны.
Термин ПАПКА был введён для представления объектов файловой системы в графическом пользовательском интерфейсе путём аналогии с офисными папками.
В современных ОС существует иерархическая организация файлов. Файлы находятся в каталогах, а каталоги находятся в других каталогах.
Каталоги бывают:
КОРНЕВОЙ
В ОС «Windows» – это физические носители или логические диски. Обозначаются они заглавными буквами латинского алфавита. Назначения букв может быть произвольным, однако, существуют некоторые общепринятые правила (A – флоппи 3’, B – флоппи 5’, C – винчестер, D – CD, E – DVD, F – флеши, S – сетевой диск).
В ОС «Linux» у корневого каталога нет собственного имени. Вместо имени корневой каталог обозначается специальным символом косой чертой (/), точкой монтирования, т.е. каталог, принадлежащий дереву каталогов корневой файловой системы, которая начинается с корневого каталога. Точка монтирования используется для реализации возможности динамически присоединять/отсоединять разделы диска к файловой системе во время работы операционной системы.
ТЕКУЩИЙ – это такой каталог, в котором производится работа в текущее машинное время.
РОДИТЕЛЬСКИЙ – имеющий подкаталоги.
ГЛАВА 4. УРОК 3. Файловая система. Задачи файловой системы.
Файловая система — это набор правил расположения, организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах.
Задачи файловой системы
Наименование файлов;
создание программного интерфейса работы с файлами для приложений;
организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;
содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы;
защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя;
обеспечение совместной работы с файлами.
Классификация файловых систем.
дисковые файловые системы (жёсткий диск): FAT32, ext2 и др. Поскольку доступ к дискам в разы медленнее, чем доступ к оперативной памяти, для прироста производительности во многих файловых системах применяется асинхронная запись изменений на диск (журналирование: ext3, NTFS и др.; механизм soft updates).
для носителей с последовательным доступом (магнитные ленты): QIC и др.
для оптических носителей (CD, DVD): HFS, UDF и др.
виртуальные файловые системы: AEFS и др.
сетевые файловые системы: NFS, GmailFS и др.
для флэш-памяти: exFAT и др.
специализированные файловые системы: VMFS (т. н. кластерная файловая система, которая предназначена для хранения других файловых систем) и др.
Замечание 1. Файловая система определяет формат содержимого; размер имени файла (папки); максимальный возможный размер файла и раздела; набор атрибутов файла; разграничение доступа; шифрование файлов.
Замечание 2. Файловая система для доступа к файлам связывает носитель информации и API (интерфейс прикладного программирования). Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, как и на каком физическом типе носителя он записан. Всё, что знает программа — это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).
Замечание 3. Диск представляет собой набор кластеров (как правило, размером 512 байт). Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги. Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные.
Замечание 4. Файловая система не обязательно напрямую связана с физическим носителем информации. Существуют виртуальные, сетевые файловые системы.
Замечание 5. Файлы на дисках объединяются в каталоги. Одноуровневая файловая система, в которой все файлы на диске хранятся в одном каталоге (например, MS-DOS 1.0). Иерархическая файловая система со вложенными друг в друга каталогами (впервые появилась в UNIX).
Замечание 6. Каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев (Windows), или же объединяться в одно дерево (UNIX-подобные).
Замечание 7. Использование слешей в файловых системах различно. В Windows используется обратный слеш «\», а в UNIX-подобных операционных системах простой слеш «/».
Замечание 8. Ещё более сложная структура применяется в NTFS и HFS. В этих файловых системах каждый файл представляет собой набор атрибутов. Атрибутами считаются не только традиционные только для чтения, системный, но и имя файла, размер и даже содержимое. Таким образом, для NTFS и HFS то, что хранится в файле, — это всего лишь один из его атрибутов. Если следовать этой логике, один файл может содержать несколько вариантов содержимого. Таким образом, в одном файле можно хранить несколько версий одного документа, а также дополнительные данные (значок файла, связанная с файлом программа).
ГЛАВА 4. УРОК 4. Типы файловых систем.
FAT ( File Allocation Table — «таблица размещения файлов») — классическая архитектура файловой системы, которая из-за своей простоты всё ещё широко используется для флеш-дисков и карт памяти.
Разработана Биллом Гейтсом и Марком МакДональдом в 1976—1977 годах. Использовалась в качестве основной файловой системы в операционных системах семейств DOS и Windows (до версии Windows 2000).
|
