Ядро ОС. Виды ядер ОС

Загрузчик операционной системы. Определение, функции, разновидности

Определение, функции и компоненты операционной системы

Операцио́нная систе́ма, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений.

Функции операционных систем

Выполнение по запросу программ;Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.; Стандартизованный доступ к периферийным устройствам;Управление оперативной памятью;Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях;Обеспечение пользовательского интерфейса.;Сохранение информации об ошибках системы.

Компоненты операционной системы

Загрузчик; Ядро;Командный процессор;Драйверы устройств;Интерфейс

Загрузчик операционной системы — системное программное обеспечение, обеспечивающее загрузку операционной системы непосредственно после включения компьютера.

•обеспечивает необходимые средства для диалога с пользователем компьютера

•приводит аппаратуру компьютера в состояние, необходимое для старта ядра операционной системы

•загружает ядро операционной системы в ОЗУ.

•формирует параметры, передаваемые ядру операционной системы

•передаёт управление ядру операционной системы.

Виды загрузчиков

NTLDR — загрузчик ядра Windows NT

Windows Boot Manager (bootmgr.exe, winload.exe) — загрузчик ядра Windows Vista

LILO (LInux LOader) — загрузчик, в основном применяемый для загрузки ядра Linux

GRUB (Grand Unified Bootloader) — применяется для загрузки ядра Linux и Hurd (StartUp Manager)

Компоненты операционной системы

• Загрузчик

• Ядро

• Командный процессор

• Драйверы устройств

• Интерфейс

Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам

координированный доступ к этим ресурсам.

Типы архитектур ядер операционных

систем

 Монолитное ядро (*NIX)

 Модульное ядро (MODERN *NIX)

 Микроядро (NT)

 Гибридное ядро (XP, Vista, 7)

Монолитное ядро. >> Представляет богатый набор оборудования. Все компоненты монолитного ядра находятся в одном адресном пространстве. Эта схема ОС, когда все части ее ядра — это составные части одной программы. Монолитное ядро — самый старый способ организации ОС.

Достоинства: высокая скорость работы, простая разработка модулей.
Недостатки: Ошибка работы одного из компонентов ядра нарушает работу всей системы.

Модульное ядро. >> Это современная модификация монолитных ядер ОС, но в отличие от них модульное ядро не требует полной перекомпиляции ядра при изменения аппаратного обеспечения компьютера. Более того модульные ядра имеют механизм погрузки модулей ядра. Погрузка бывает статической- с перезагрузкой ОС, и динамической — без перезагрузки ОС.

Микроядро. >> Представляет только основные функции управления процессами и минимальный набор для работы с оборудованием. Классические микроядра дают очень небольшой набор системных вызовов.
Достоинства: устойчивость к сбоям и ошибкам оборудования и компонентов системы, высокая степень ядерной модульности, что упрощает добавление в ядро новых компонентов и процесс отладки ядра. Для отладки такого ядра можно использовать обычные средства. Архитектура микроядра увеличивает надежность системы.
Недостатки: Передача информации требует больших расходов и большого количества времени.
Экзоядро. Такое ядро ОС, которое предоставляет лишь функции взаимодействия процессов, безопасное выделение и распределение ресурсов. Доступ к устройствам на уровне контроллеров позволяет решать задачи, которые нехарактерны для универсальной ОС.

Наноядро. >> Такое ядро выполняет только единственную задачу- обработку аппаратных прерываний, образуемых устройствами ПК. После обработки наноядро посылает данные о результатах обработки далее идущему в цепи программному обеспечения при помощи той же системы прерываний.
Гибридное ядро. Модификация микроядер, позволяющая для ускорения работы впускать несущественные части в пространство ядра. На архитектуре гибкого ядра построены последние операционные системы от Windows, в том числе и Windows 7.

Все перечисленные подходы к построению ОС безусловно имеют как преимущества, так и недостатки. Поэтому в большинстве современных операционных системах используют различные комбинации подходов к построению. Обычно за основу берут один из подходов и дополняют в него элементы других подходов, стараясь свести к минимумы недостатки.

Дата добавления: 2015-04-23