Лекция №1. ОС - это ПО, выполняющее две функции: Обеспечение пользователю/программисту удобства посредством представленных ему расширений системы

Конспект лекций

Самара 2008

Основные понятия

ОС - это ПО, выполняющее две функции:

1. Обеспечение пользователю/программисту удобства посредством представленных ему расширений системы.
2. Повышение эффективности использования компьютера путем рационального управления его ресурсами.

Пример: как осуществить ввод/вывод данных с floppy – диска? Существует 16 команд. Каждая требует 13 параметров (№ блока на диске/№ сектора на дорожке). Когда операция завершается, контроллер возвращает 23 возможных значения, которые требуется анализировать.

Расширенная машина при операции вода/вывода: в расширенной машине при работе с диском программисту достаточно представить его в виде набора файлов, каждый из которых имеет вид. Работа с файлами заключается в открытии/вы­полне­нии/чте­нии/записи/закрытии, т.е. введенная орбитрация скрывает сложности аппаратуры и предоставляет возможность удобной работы с физическими устройствами.

Другие примеры: обработка прерываний, управление памятью, управление процессами, управление вводом/выводом.

Рассмотренная машина, предоставленная ОС, удобнее в использование, чем реальная аппаратура, лежащая в ее основе.

В соответствии с этим подходом ОС – это механизм, управляющий всеми частями системы: процессором, памятью, таймерами, дисками.

Управление ресурсами включает в себя две задачи:

1. Планирование ресурсов – определение кому, когда, в каком количестве нужно выделить данный ресурс.
2. Мониторинг (отслеживание состояния ресурса) – поддержание оперативной информации о том, занят ли или свободен ресурс, а для делимых – какое количество ресурса распределено, а какое свободно.

Классификация ОС

В зависимости от используемого алгоритма ОС можно разделить по следующим классификационным признакам:

• Многозадачность:

- однозначные (MS DOS);

- многозадачные (OCEC) (OS/2, UNIX, Windows 95);

Однозадачные ОС выполняют функцию предоставления центральной машины.

• По числу пользователей

- однопользовательские (MS DOS);

- многопользовательские (UNIX, WinNT);

Главное отличие многопользовательских систем – защита информации от других пользователей.

• По типу многозадачности:

- не вытесняющая многозадачность (Windows 3,х);

- вытесняющая многозадачность (Windows 95, WinNT);

- многонитиевая обработка (Windows 95);

Нити – единицы исполнения, которые могут взаимодействовать через общую разделяющую память.

• Особенности управления памятью, файлами, устройствами ввода/вывода;
• Методы реализации сетевых функций (каким образом реализуется справочная информации о сетевых ресурсах, каким образом реализуется адресация, как обеспечивается прозрачность доступа);
• По аппаратным средствам:

- микрокомпьютеры;

- миникомпьютеры;

- мэйнфреймы;

- кластерные системы;

• Мобильные OC – UNIX;
• Для многозадачных ОС:

– системы пакетной обработки (OCEC);

Главный критерий эффективности систем полетной обработки является обеспечение максимальной пропускной способности системы, т.е. максимально полная загрузка вычисления аппарата. В начале работы системы формируется пакет заданий, а каждое задание содержит требования к системе ресурсов (вычисление и ввод/вывод). Из этого пакета формируется мультипрограммная смесь (множество одновременных выполняемых задач). Выгода в том, что если в мультипрограммной смеси одновременно присутствуют задача с индексным вводом/выводом и вычисляющая задача, то достигается наиболее полная загрузка системы. Выбор нового задания для выполнения, от текущей внутренней ситуации, складывается в системе, т. о. невозможно гарантировать выполнение некоторого задания в течение определенного интервала времени. Переключение на другую задачу происходит только в случае, если задача сама отказывается от процессора и выполнения ввода/вывода.

– системы разделения времени:

Устраняет описанный недостаток пакетных систем. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляет терминал, с которым он может вести диалог. Системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, т.к. выполняется каждая запущенная задача, а не та, которая выдана системе.

– системы реального времени;

Применяется для управления техническими объектами. В них существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена программа управления объектом. Время называется временим реакции, а свойство – реактивностью. QNX – вариант UNIX, который предельно реагирует.

ОС могут совмещать в себе свойства систем различного типа.

Существуют следующие особенности структуры организации ОС:

– способы построения ядра;

– использование ООП;

– наличие нескольких прикладных сред;

– распределенных характер;

Дата добавления: 2014-12-07