Уровень управления физическими ресурсами вычислительной системы

Аппаратный уровень

Структура ВС. Основные функции ОС в ВС.

Вычислительная система (ВС) – результат интеграции аппаратных и программных средств, функционирующих в единой системе и предназначенных для решения задач определенного класса. Структура:

Определяется наборами аппаратных компонентов и их характеристиками, используемыми вышестоящими уровнями иерархии и определяющими воздействие на них.

Физические ресурсы: процессор, оперативная память, внешние устройства.

Характеристики: (Нет единого правила их формирования)

· Правила программного использования, которые определяют возможность корректного использования в программе.

· Производительность или емкость: тактовая частота, длина обрабатываемого машинного слова.

· Cтепень занятости или используемости данного физического ресурса.

Средства программирования, доступные на аппаратном уровне:

· Cистема команд компьютера.

· Аппаратные интерфейсы программного взаимодействия с физическими ресурсами.

Является первым уровнем системного программного обеспечения вычислительной системы.

Назначение – систематизация и стандартизация правил программного использования физических ресурсов. На этом уровне обеспечивается создание программ управления физическими ресурсами.

Драйверы физического устройства - программы, основанные на использовании команд управления конкретного физического устройства и предназначенная для организации работы с данным устройством и управления им.

2) Уровень управления логическими / виртуальными ресурсами вычислительной системы

Логическое/виртуальное устройство – устройство, некоторые эксплуатационные характеристики которого (возможно, все) реализованы программным образом.

Драйвер логического/виртуального устройства – программа, обеспечивающая существование и использование соответствующего ресурса.

Этот уровень ориентирован на пользователя. Команды данного уровня не зависят от физических устройств, они обращены к предыдущему уровню. На базе этого уровня могут создаваться новые логические ресурсы. При организации драйвера логического устройства могут использоваться драйверы физических или логических/виртуальных устройств.

Ресурсы вычислительной системы – совокупность всех физических и виртуальных ресурсов. Ресурсы конечны, поэтому возникает конкуренция за обладание ресурсом между его программными потребителями.

Средства программирования, доступные на уровнях управления ресурсами ВС:

• Система команд компьютера
• Программные интерфейсы драйверов устройств (как физических, так и виртуальных)

Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами вычислительной системы.

Разветвленная иерархия виртуальных и физических устройств. Драйверы можно разделить на 3 группы:

• Драйверы физических устройств
• Драйверы виртуальных устройств, обобщающих характеристики соответствующих физических устройств
• Драйверы виртуальных устройств, не имеющих аппаратной реализации (т.е. "полностью" виртуальных)

3) Уровень систем программирования

Система программирования – это комплекс программ, обеспечивающий поддержание жизненного цикла программы в вычислительной системе.

Жизненный цикл программы в вычислительной системе состоит из четырех основных этапов: Проектирование программного продукта. Программная реализация. Тестирование и отладка. Внедрение и сопровождение.

4) Уровень прикладных систем

Прикладная система – программная система, ориентированная на решение или автоматизацию решения задач из конкретной предметной области.

Прикладное ПО - пакет программ, которые программно ориентированы на пользователя.

Основные функции ОС в ВС. Первая задача ОС – организация связи, общения пользователя с компьютером в целом и его отдельными устройствами. Такое общение осуществляется с помощью команд, которые в том или ином виде человек сообщает операционной системе. В ранних вариантах операционных систем такие команды просто вводились с клавиатуры в специальную строку. В последующем были созданы программы – оболочки ОС, которые позволяют общаться не только с ОС не только текстовым языком команд, а с помощью меню (в том числе пиктографического) или манипуляций с графическими объектами.

Вторая задача ОС – организация взаимодействия всех блоков компьютера в процессе выполнения программы, которую назначил пользователь для решения задачи. В частности, ОС организует и следит за размещением в оперативной памяти и на диске нужных для работы программы данных, обеспечивает своевременное подключение устройств компьютера по требованию программы и т.п.

Третья задача ОС – обеспечение так называемых системных работ, которые бывает необходимо выполнить для пользователя. Сюда относится проверка, “лечение” и форматирование диска, удаление и восстановление файлов, организация файловой системы и т.п. Обычно такие работы осуществляются с помощью специальных программ, входящих в ОС и называемых утилитами.

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

ОС обычно хранится во внешней памяти компьютера – на диске. При включении компьютера – загружается ОС - она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Функции ОС: - Осуществление диалога с пользователем; - Ввод-вывод и управление данными; - Планирование и организация процесса обработки программ; - Распределение ресурсов (оперативной памяти, процессора, внешних устройств); - Запуск программ на выполнение; - Всевозможные вспомогательные операции обслуживания; - Передача информации между различными внутренними устройствами; - Программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, принтера и др.).

Дата добавления: 2015-06-25