Основная ф-ция ОС: ОС как виртуальная машина

Пользователь, администратор – определяет права пользователей, ограничивает возможности, завершать чужие процессы, урезать возможности пользовательского интерфейса, Поддержка отказоустойчивости, операции резервного копирования, прикладной программист, системный программист

Тема 1.3 Операционное окружение

Понятие операционного окружения, состав, назначение. Стандартные сервисные программы поддержки операционного окружения. Понятие базовой машины, расширенной машины. Режим пользователя, режим супервизора.

Операционная система выполняет две основные функции:

1. Предоставление пользователю-программисту вместо реальной аппаратуры компьютера расширенной виртуальной машины, с которой удобнее ра­ботать. Виртуальная машина — это вычислительная система заданной конфигурации, моделируемая для пользователя программными и аппа­ратными средствами конкретного реально существующего компьютера. Операционная система является тем слоем программного обеспечения, которое преобразует аппаратную машину в виртуальную. Конфигурация виртуальной машины может существенно отличаться от реальной.

2. Повышение эффективности использования компьютера за счет рационального управления его ресурсами. Ресурсы операционной системы можно разделить на две группы (рис. 2):

· программные ресурсы (процессы, виртуальное адресное пространство подсистема ввода-вывода);

· аппаратные ресурсы (процессоры, память, устройства).

Рис. 2. Классификация ресурсов

Практически каждому аппаратному ресурсу соответствует программный ресурс, тесно с ним связанный (например, процессор и процесс).

Для того чтобы успешно решать свои задачи, пользователь или даже прикладной программист может обойтись без досконального знания аппаратного устройства компьютера. Ему не обязательно быть в курсе того, как функционируют различные электронные блоки и электромеханические узлы компьютера. Более того, очень часто пользователь может не знать даже системы команд процессора. Пользователь-программист привык иметь дело с мощными высокоуровневыми функциями, которые ему предоставляет операционная система. Так, например, при работе с диском программисту, пишущему приложение для работы под управлением ОС, или конечному пользователю ОС достаточно представлять его в виде некоторого набора файлов, каждый из которых имеет имя. Последовательность действий при работе с файлом заключается в его открытии, выполнении одной или нескольких операций чтения или записи, а затем в закрытии файла. Такие частности, как используемая при записи частотная модуляция или текущее состояние двигателя механизма перемещения магнитных головок чтения/записи, не должны волновать программиста. Именно операционная система скрывает от программиста большую часть особенностей аппаратуры и предоставляет возможность простой и удобной работы с требуемыми файлами.

Если бы программист работал непосредственно с аппаратурой компьютера, без участия ОС, то для организации чтения блока данных с диска программисту пришлось бы использовать более десятка команд с указанием множества параметров: номера блока на диске, номера сектора на дорожке и т. п. А после завершения операции обмена с диском он должен был бы предусмотреть в своей программе анализ результата выполненной операции. Учитывая, что контроллер диска способен распознавать более двадцати различных вариантов завершения операции, можно считать программирование обмена с диском на уровне аппаратуры не самой тривиальной задачей. Не менее обременительной выглядит и работа пользователя, если бы ему для чтения файла с терминала потребовалось задавать числовые адреса дорожек и секторов.

Операционная система избавляет программистов не только от необходимости напрямую работать с аппаратурой дискового накопителя, предоставляя им простой файловый интерфейс, но и берет па себя все другие рутинные операции, связанные с управлением другими аппаратными устройствами компьютера: физической памятью, таймерами, принтерами и т. д.

В результате реальная машина, способная выполнять только небольшой набор элементарных действий, определяемых ее системой команд, превращается в виртуальную машину, выполняющую широкий набор гораздо более мощных функций. Виртуальная машина тоже управляется командами, но это уже команды другого, более высокого уровня: удалить файл с определенным именем, запустить на выполнение некоторую прикладную программу, повысить приоритет задачи, вывести текст из файла на печать. Таким образом, назначение ОС состоит в предоставлении пользователю/программисту некоторой расширенной виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальный компьютер или реальную сеть.

Режим пользователя, режим супервизора.

Дата добавления: 2013-12-12