Переносимость операционной системы

Типовые средства аппаратной поддержки операционной системы

Четкой границы между программной и аппаратной реализацией функций ОС не существует — решение о том, какие функции ОС будут выполняться про­граммно, а какие аппаратно, принимается разработчиками аппаратного и про­граммного обеспечения компьютера. Тем не менее практически все современные аппаратные платформы имеют некоторый типичный набор средств аппаратной поддержки ОС, в который входят следующие компоненты:

□ средства поддержки привилегированного режима;

□ средства трансляции адресов;

□ средства переключения процессов;

□ система прерываний;

□ системный таймер;

□ средства защиты областей памяти.

Средства поддержки привилегированного режима обычно основаны на системном регистре процессора, часто называемом «словом состояния» машины или про­цессора. Этот регистр содержит некоторые признаки, определяющие режимы работы процессора, в том числе и признак текущего режима привилегий. Смена режима привилегий выполняется за счет изменения слова состояния машины в результате прерывания или выполнения привилегированной команды.

Средства трансляции адресов выполняют операции преобразования виртуаль­ных адресов, которые содержатся в кодах процесса, в адреса физической памяти. Средства переключения процессов предназначены для быстрого сохранения кон­текста приостанавливаемого процесса и восстановления контекста процесса, который становится активным. Система прерываний позволяет компьютеру реагировать на внешние события, синхронизировать выполнение процессов и работу устройств ввода-вывода, бы­стро переходить с одной программы на другую, Механизм прерываний нужен для того, чтобы оповестить процессор о возникновении в вычислительной систе­ме некоторого непредсказуемого события или события, которое не синхронизи­ровано с циклом работы процессора. Системный таймер, часто реализуемый в виде быстродействующего регистра-счетчика, необходим операционной системе для выдержки интервалов времени.

Средства защиты областей памяти обеспечивают на аппаратном уровне про­верку возможности программного кода осуществлять с данными определенной области памяти такие операции, как чтение, запись или выполнение (при пере­дачах управления).

Переносимость ОС может быть достигнута при соблюдении следующих правил. Во-первых, большая часть кода должна быть написана на языке, трансляторы которого имеются на всех компьютерах, куда предполагается переносить систему. Во-вторых, объем машинно-зависимых частей кода, которые непосредственно взаимодействуют с аппаратными средствами, должен быть по возможности минимизирован. В-третьих, аппаратно-зависимый код должен быть надежно локализован в нескольких модулях.

Дата добавления: 2014-12-07