Архитектура операционной системы. Ядро и вспомогательные модули ОС

Интерфейс прикладного программирования

Управление файлами и внешними устройствами (подсистемой управления внешними устройствами)

ОС "экранирует" сложность реальной аппаратуры от программиста.

Особенно это ярко проявляется в файловой системе. ОС организует представление о данных, хранящихся на внешнем накопителе, в виде файла - неструктурированной последовательности байтов, имеющей символьное имя. Для удобства работы файлы группируются в каталоги. Пользователь может с помощью ОС выполнять поиск файла по имени, удаление, вывод, изменение и сохранение. Файловая система выполняет преобразование символьных имен файлов, в физические адреса на диске (цилиндр, поверхность, сектор)

При выполнении своих функций файловая система тесно взаимодействует с подсистемой управления внешними устройствами (часто называется подсистемой ввода-вывода). Диски, принтеры, сканеры, мониторы, модемы, сетевые адаптеры и пр.

Программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства, называется драйвером.

Созданием драйверов занимаются как разработчики ОС, так и специалисты компаний, выпускающих внешние устройства.

Прикладной программный интерфейс (англ. Application Programming Interface, API) - набор определений взаимодействия разнотипных программ. API - это обычно (но не обязательно) метод абстракции между низкоуровневым и высокоуровневым программным обеспечением. Определение прикладного программного интерфейса API Одним из самых распространенных назначений API является предоставление набора широко используемых функций, например для рисования окна или иконок на экране. Программисты используют преимущества API в функциональности, так им не приходится разрабатывать все с нуля. API является абстрактным понятием - программа, которая предлагает некоторое API, часто называют реализацией (англ. implementation) данного API. Во многих случаях API является частью набора разработки программного обеспечения, одновременно, набор разработки может включать как API, так и другие инструменты / аппаратное обеспечение, так что эти два термина не являются взаимозаменяемыми. Высокоуровневые API часто проигрывают y гибкости. Выполнение некоторых функций более низкого уровня становится гораздо сложнее, или даже невозможным. Примеры API Windows API OpenGL DirectX GDI MARF

Ядро и вспомогательные модули ОС

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

ядро — модули, выполняющие основные функции ОС;

модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

Модули ядра выполняют такие базовые функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т. п. Ядро составляет сердцевину операционной системы, без него ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.

В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка станиц, обработка прерываний. Другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду.

Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом.

Ядро является движущей силой всех вычислительных процессов в компьютерной системе, и крах ядра равносилен краху всей системы.

Дата добавления: 2014-12-07