Основные принципы построения операционных систем

Вопрос №1. Структура операционных систем

Системное программное обеспечение

Системное программное обеспечение.. 1

Вопрос №1. Структура операционных систем.. 1

Вопрос №2. Вычислительный процесс и ресурсы. Виды ресурсов. 3

Вопрос №3. Планирование и диспетчеризация процессов и задач. 5

Вопрос №4. Стратегия планирования. 6

Вопрос №5. Дисциплины диспетчеризации. 7

Вопрос №6. Физическая и виртуальная память. 10

Вопрос №7. Способы организации виртуальной памяти. 11

Вопрос №8 Страничный способ организации виртуальной памяти и схема нахождения физического адреса. 16

Вопрос №№ 9,10 Сегментно-страничный способ организации виртуальной памяти и схема нахождения и формирования физического адреса. 18

Вопрос № 11. Физические и логические методы доступа к периферийным устройствам. Драйверы. 19

Вопрос № 12. Файловые системы. Размещение информации. 22

Вопрос № 13. Ассемблеры. Определение, области применения. 25

Вопрос №14. Прерывания. Классификация. Виды прерывания, обработка программных прерываний. 27

Вопрос № 15. Связь логического и физического представления данных на МД. Кэширование информации. 30

ОС различаются по назначению, выполняемым функциям, формам реализации. Тем не менее, в основу их создания заложены общие принципы.

- Частотный принцип. Для действий, которые часто встречаются при работе с ОС, обеспечиваются условия их быстрого выполнения.

- Принцип модульности. Модуль – функциональный элемент системы, имеющий оформление, законченное и выполненное в пределах требований системы, и средства сопряжения с другими модулями. Модули бывают однократными, многократными и реентерабельными.

- Принцип функциональной избирательности. Используется при формировании ядра ОС. Модули "под рукой".

- Принцип генерируемости. Настройка средств ОС, исходя из конкретной конфигурации ЭВМ и круга решаемых проблем (OS/2, Windows, UNIX).

- Принцип функциональной избыточности. Проведение одной и той же работы различными средствами ОС -MFT, MVT, SVM.

- Принцип умолчания. Он основан на хранении в системе некоторых данных, которые назначаются объектам ОС в случае их не указания.

- Принцип перемещаемости. Построение модулей, исполнение которых не зависит от места расположения в ОП.

- Принцип защиты. Он предполагает необходимость разработки мер, ограждающих программы и данные пользователей от нежелательных влияний друг на друга. (Привилегированные команды. Границы области адресации).

- Принцип независимости программ от внешних устройств. Связь программы с конкретным устройством устанавливается не на уровне трансляции, а в период ее исполнения.

Назначение и функции операционных систем.

К системному программному обеспечению относят такие программы, которые являются общими, без которых невозможно выполнение или создание других программ, ОС относят к этим программам.

Системное программное обеспечение – это те программы и комплексы программ, которые являются общими для всех пользователей технически средств компьютера. Системное программное обеспечение делится на пять основных групп:

- операционные системы;

- системы управления файлами;

- интерфейсные оболочки, которые обеспечивают взаимодействие пользователя с операционной системой, и различные программные среды;

- системы программирования;

- утилиты.

На сегодняшний день операционная система (ОС) представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. Любой программный продукт работает под управлением ОС. Ни один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой ОС, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Пользователи со своими программами также взаимодействуют через интерфейс ОС. Любые команды, прежде чем попасть в прикладную программу, сначала проходят через ОС.

Основные функции ОС:

- Прием от пользователя (или оператора) заданий, или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых команд оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (клавиатура, мышь). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ, с операциями над файлами, и иные команды;

- Загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ;

- Распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;

- Запуск программы;

- Инициализация программы (передача ей управления) и выполнение процессором программы;

- Идентификация всех программ и данных;

- Прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений. ОС умеет выполнять очень большое количество системных функций, которые могут быть запрошены из выполняющейся программы. Обращение к этим сервисам осуществляется по соответствующим правилам, которые и определяют интерфейс прикладного программирования этой ОС;

- Обслуживание всех операций ввода-вывода;

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

- Обеспечение режима мультипрограммирования, т.е. обеспечение одновременной работы многих пользователей или многих программ;

- Планирование и диспетчеризация задач в соответствии с заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;

- Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

- Для сетевых ОС характерной является функция обеспечения взаимодействия связанных между собой компьютеров;

- Защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой ОС от исполняющихся на компьютерных приложений;

- Аутентификация и авторизация пользователей. Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи;

- Удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени;

- Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы;

- Предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

- Распределение памяти, организация виртуальной памяти.

Дата добавления: 2015-05-29