Операционные системы (шпаргалка)

Операционные системы (шпаргалка)

|1. Операционная система. |3. Операционная система. |5) Архитектура операционной |

|Определение. Функции |Определение. Классификация |системы. Режимы ядра и |

|операционных систем. |операционных систем по |приложений. Многослойная |

|Функции: |особенностям алгорифмов |архитектура. |

|По современным |управления ресурсами, |Под архитектурой понимается |

|представлениям, ОС должна |особенностям аппаратных |организация ОС. Из основных |

|уметь делать следующее: |платформ, особенностям |программных модулей обычно |

|Обеспечивать загрузку |областей использования. |выделяют две группы: |

|пользовательских программ в |По тому, какие из |ядро – модули, выполняющие |

|оперативную память и их |вышеперечисленных функций |основные функции ОС |

|исполнение. |реализованы (см вопрос 1) и |модули, выполняющие |

|Обеспечивать работу с |каким было уделено больше |вспомогательные функции. |

|устройствами долговременной |внимания, а каким меньше, |Вспомогательные модули |

|памяти, такими как магнитные |системы можно разделить на |делятся на группы: |

|диски, ленты, оптические |несколько классов. |утилиты – программы решения |

|диски и т.д. Как правило, ОС |ДОС (Дисковые Операционные |отдельных задач управления и |

|управляет свободным |Системы) |сопровождения компьютерной |

|пространством на этих |Это системы, берущие на себя |системы. |

|носителях и структурирует |выполнение только первых |Системные обрабатывающие |

|пользовательские данные. |четырех функций. Как правило,|программы – текстовые или |

|Предоставлять более или менее|это просто некий резидентный |графические редакторы, |

|стандартный доступ к |набор подпрограмм, не более |компиляторы, компоновщики, |

|различным устройствам |того. Он загружает |трансляторы |

|ввода/вывода, таким как |пользовательскую программу в |Программы представляющие |

|терминалы, модемы, печатающие|память и передает ей |пользователю дополнительные |

|устройства. |управление, после чего |услуги |

|Предоставлять некоторый |программа делает с системой |Библиотеки процедур |

|пользовательский интерфейс. |все, что ей |различного назначения |

|Слово некоторый здесь сказано|заблагорассудится. Считается |Модули ОС, оформленные в виде|

|не случайно - часть систем |желательным, чтобы после |утилит, системных |

|ограничивается командной |завершения программы машина |обрабатывающих программ и |

|строкой, в то время как |оставалась в таком состоянии,|библиотек - ? – |

|другие на 90% состоят из |чтобы ДОС могла продолжить |Ядро в привилегированном |

|средств интерфейса |работу. Если же программа |режиме. |

|пользователя. |приводит машину в какое-то |Важным свойством архитектуры |

|Более развитые ОС |другое состояние...\ что ж, |ОС является возможность |

|предоставляют также следующие|ДОС ничем ей в этом не может |выполнения защиты данных за |

|возможности: |помешать. Характерный пример |счет выполнения функций ядра |

|Параллельное (точнее, |- различные загрузочные |в привилегированном режиме. |

|псевдопараллельное, если |мониторы для машин класса |Ни одно приложение не должно |

|машина имеет только один |Spectrum. Как правило, такие |иметь возможности без ведома |

|процессор) исполнение |системы работают одновременно|ОС получать дополнительную |

|нескольких задач. |только с одной программой. |память, занимать процессор |

|Распределение ресурсов |Дисковая операционная система|дольше разрешенного ОС |

|компьютера между задачами. |MS DOS для IBM PC-совместимых|времени, непосредственно |

|Организация взаимодействия |машин является прямым |управлять совместно |

|задач друг с другом. |наследником одного из таких |используемыми внешними |

|Взаимодействие |резидентных мониторов. Она, |устройствами. |

|пользовательских программ с |правда, умеет загружать |Аппаратура компьютера должна |

|нестандартными внешними |несколько программ, но не |поддерживать минимум два |

|устройствами. |предоставляет средств для |режима работы – |

|Организация межмашинного |исполнения этих программ. |пользовательский и |

|взаимодействия и разделения |Более того, с точки зрения |привилегированный (режим |

|ресурсов. |документированных функций, |ядра) |

|Защита системных ресурсов, |этим программам нельзя |Подразумевается, что ОС или |

|данных и программ |работать. Конечно, есть еще |ее часть работают в |

|пользователя, исполняющихся |недокументированные задние |привилегированном режиме, а |

|процессов и самой себя от |двери (backdoors)...\ |приложения в |

|ошибочных и зловредных |Существование систем такого |пользовательском. |

|действий пользователей и их |класса обусловлено их |Системный вызов инициирует |

|программ. |простотой и тем, что они |переключение процессора из |

| |потребляют мало ресурсов. Для|пользовательского в |

| |машин класса Spectrum это |привилегированный режим, а |

| |более чем критичные |при возврате к приложению – |

| |параметры. Еще одна причина, |обратный процесс. |

| |по которой такие системы | |

| |могут использоваться даже на | |

| |довольно мощных машинах - | |

| |требование программной | |

| |совместимости с ранними | |

| |моделями того же семейства | |

| |компьютеров. | |

| |ОС | |

| |К этому классу относятся | |

| |системы, берущие на себя | |

| |выполнение всех | |

| |вышеперечисленных функций. | |

| |Разделение на ОС и ДОС идет, | |

| |по-видимому, от систем IBM | |

| |DOS/360 и OS/360 для больших | |

| |компьютеров этой фирмы, клоны| |

| |которых известны у нас в | |

| |стране под названием ЕС ЭВМ | |

| |серии 10XX. (Кстати, у IBM | |

| |была еще TOS/360, Tape | |

| |Operating System - Ленточная | |

| |Операционная Система). | |

| |Здесь под ОС мы будем | |

| |подразумевать системы | |

| |``общего назначения'', то | |

| |есть рассчитанные на | |

| |интерактивную работу одного | |

| |или нескольких пользователей | |

| |в режиме разделения времени, | |

| |при не очень жестких | |

| |требованиях на время реакции | |

| |системы на внешние события. | |

| |Как правило, в таких системах| |

| |уделяется большое внимание | |

| |защите самой системы, | |

| |программного обеспечения и | |

| |пользовательских данных от | |

| |ошибочных и злонамеренных | |

| |программ и пользователей. | |

| |Обычно такие системы | |

| |используют встроенные в | |

| |архитектуру процессора | |

| |средства защиты и | |

| |виртуализации памяти. К этому| |

| |классу относятся такие широко| |

| |распространенные системы, как| |

| |VAX/VMS, системы семейства | |

| |Unix и OS/2, хотя последняя | |

| |не обеспечивает одновременной| |

| |работы нескольких | |

| |пользователей и защиты | |

| |пользователей друг от друга. | |

| | | |

| |Системы реального времени | |

| |Это системы, предназначенные | |

| |для облегчения разработки так| |

| |называемых приложений | |

| |реального времени. Это | |

| |программы, управляющие | |

| |некомпьютерным по природе | |

| |оборудованием, часто с очень | |

| |жесткими ограничениями по | |

| |времени. Примером такого | |

| |приложения может быть | |

| |программа бортового | |

| |компьютера крылатой ракеты, | |

| |системы управления | |

| |ускорителем элементарных | |

| |частиц или промышленным | |

| |оборудованием. Такие системы | |

| |обязаны поддерживать | |

| |многопроцессность, | |

| |гарантированное время реакции| |

| |на внешнее событие, простой | |

| |доступ к таймеру и внешним | |

| |устройствам. Такие системы | |

| |могут по другим признакам | |

| |относиться как к классу ДОС | |

| |(RT-11), так и к ОС (OS-9, | |

| |QNX). Часто такие системы | |

| |(например, VxWorks) | |

| |рассчитаны на работу | |

| |совместно с управляющей | |

| |host-машиной, исполняющей | |

| |``нормальную'' операционную | |

| |систему. | |

|2. Операционная система. |6. Микроядерная архитектура |7. Средства аппаратной |

|Определение. Эволюция |Микроядро — это минимальная |поддержки ОС |

|операционных систем. |стержневая часть ОС, служащая|-- средства поддержки |

|1945-55: |основой модульных и |привелигерованного режима: |

|Были созданы первые ламповые |переносимых расширений. |обычно реализуется на основе |

|вычислительные устройства. |Основная идея заключается в |системы регистров процессора;|

|Программирование |том, чтобы конструировать | |

|исключительно на машинном |необходимую среду верхнего |-- средства трансляции |

|языке. ОС не было. Для |уровня, из которой можно |адресов: выполняются операции|

|программирования |легко получить доступ ко всем|преобразования виртуальных |

|использовался пульт |функциональным возможностям |адресов (в кодах процессора) |

|управления. Из системного |уровня аппаратного |а адреса физической памяти; |

|обеспечения были библиотеки |обеспечения. Искусство |-- средства переключения |

|математических и служебных |разработки микроядра |процессов: предназначены для |

|подпрограмм. |заключается в выборе базовых |быстрого сохранения |

|1955-65: |примитивов, которые должны в |приостанавливаемого контекста|

|Данный этап связан с |нем находиться для |и восстановления контекста, |

|появлением новой технической |обеспечения необходимого и |который становится активным |

|базы программных продуктов. |достаточного сервиса. |(контекст – содержимое всех |

|Появились первые языки. Для |В микроядре содержится и |регистров общего назначения, |

|эффективности использования |исполняется минимальное |регистров флага, а также всех|

|процессорного времени стали |количество кода, необходимое |системных регистров, которые |

|использовать системы пакетной|для реализации основных |связаны с отдельным |

|обработки (прообразы ОС). |системных вызовов. В число |процессом); |

|Задания вводили с помощью |этих вызовов входят передача |-- системный таймер: |

|перфокарт. |сообщений и организация |быстродействующий регистр, |

|1965-80: |другого общения между |счетчик используемый ОС для |

|Произошел переход к ИМС. |внешними по отношению к |выдержки интервалов времени; |

|Появились |микроядру процессами, |-- прерывания, система |

|программно-совместимые |поддержка управления |прерываний; |

|машины, что потребовало |прерываниями, а также ряд |-- средства защиты областей |

|появления совместимых ОС. |некоторых других функций. |памяти: обеспечивает на |

|Большое распространение |Остальные функции, |аппаратном уровне проверку |

|получили системы подобные |характерные для «обычных» ОС,|возможности осуществления |

|ОС/360. Главным достоинством |обеспечиваются как модульные |программным кодом операций с |

|ОС было появление |дополнения-процессы, |определенной областью памяти.|

|мультипрограммирования – это |взаимодействующие главным | |

|способ организации |образом между собой и |[pic] |

|вычислительного процесса, при|осуществляющие взаимодействие| |

|котором на одном процессоре |посредством передачи | |

|попеременно выполняются |сообщений. | |

|несколько программ. Появились|Микроядро является маленьким,| |

|системы разделения времени, |передающим сообщения модулем | |

|при которых создавалась |системного программного | |

|иллюзия единоличного |обеспечения, работающим в | |

|использования машины каждым |наиболее приоритетном | |

|пользователем. |состоянии компьютера и | |

|1980-… |поддерживающим остальную | |

|Потребовалась разработка |часть операционной системы, | |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8