ОС как виртуальная машина. ОС как менеджер ресурсов. ОС как защита программ и данных

Архитектура большинства компьютеров на уровне машинного языка машины примитивна и неудобна для использования в прикладных программах, особенно это касается систем ввода-вывода. Например, контроллер дискеты имеет несколько десятков команд, служащих для записи и чтения данных, перемещения блока головок, форматирования дорожек и т.д. Для работы с этими командами обычному программисту потребуются глубокие знания программирования работы дискет, и, скорее всего, программист захочет иметь дело с более простым интерфейсом. Ключом к управлению сложностью служит абстракция, т.е. добавление виртуальной машины (см. 7б). Задача операционной системы заключается в создании хорошей абстракции, а затем в реализации абстрактных объектов (таких, как файл), создаваемых в рамках этой абстракции, и в управлении ими. С абстракциями операционной системы непосредственно работают прикладные программы, а конечные пользователи работают с абстракциями, предоставляемыми пользовательским интерфейсом (например, Рабочим столом Windows или командной строкой).

Однако существует альтернативный взгляд, снизу вверх, на основную функцию ОС. Считают, что задача ОС заключается в обеспечении упорядоченного и управляемого распределения ресурсов системы, таких, как процессор, память, устройство ввода-вывода, между различными программами, претендующими на их использование. Пример: несколько программ пытаются распечатать документы, без управления ресурсами (принтером) строки разных документов могут распечататься вперемешку. Управление ресурсами включает в себя мультиплексирование (распределение) ресурсов двумя способами: во времени и в пространстве. Когда ресурс (например, ЦП) разделяется во времени, различные программы или пользователи используют его по очереди. Задача ОС – определить, как именно ресурс будет разделяться и кто следующий потребитель. При пространственном разделении ресурса каждый клиент получает какую-то часть этого ресурса. Например, оперативная память обычно делится среди нескольких работающих программ; на одном и том же жестком диске могут храниться файлы нескольких пользователей. Распределение ОП и дискового пространства – типичные задачи ОС. Когда с компьютером работают несколько пользователей, потребности в управлении и защите памяти, устройств ввода-вывода и др. ресурсов значительно возрастают, поскольку иначе пользователи будут мешать друг другу работать и может быть нарушена целостность информации. Задачей ОС является отслеживание, какой программой какой ресурс используется, чтобы удовлетворять запросы на использование ресурсов, нести ответственность за их использование и принимать решения по конфликтующим запросам от различных программ и пользователей.

Дата добавления: 2015-06-25