Ядро и вспомогательные модули ОС - Конспект Лекций, раздел Философия, Конспект лекций по дисциплине ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ Наиболее Общим Подходом К Структуризации Операционной Системы Является Раздел...
Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:
Ядро — модули, выполняющие основные функции ОС, и 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. Эти функции недоступны для приложений. Другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами — системными вызовами — для выполнения тех или иных действий, например для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т. д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования — API.
Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.
Ядро является движущей силой всех вычислительных процессов в компьютерной системе, и крах ядра равносилен краху всей системы. Поэтому разработчики операционной системы уделяют особое внимание надежности кодов ядра, в результате процесс их отладки может растягиваться на многие месяцы.
Обычно ядро оформляется в виде программного модуля некоторого специального формата, отличающегося от формата пользовательских приложений.
Остальные модули ОС выполняют весьма полезные, но менее обязательные функции. Например, к таким вспомогательным модулям могут быть отнесены программы архивирования данных на магнитной ленте, дефрагментации диска, текстового редактора. Вспомогательные модули ОС оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотек процедур.
Поскольку некоторые компоненты ОС оформлены как обычные приложения, то есть в виде исполняемых модулей стандартного для данной ОС формата, то часто бывает очень сложно провести четкую грань между операционной системой и приложениями.
Решение о том, является ли какая-либо программа частью ОС или нет, принимает производитель ОС. Среди многих факторов, способных повлиять на это решение, немаловажными являются перспективы того, будет ли программа иметь массовый спрос у потенциальных пользователей данной ОС.
Некоторая программа может существовать определенное время как пользовательское приложение, а потом стать частью ОС, или наоборот. Ярким примером такого изменения статуса программы является Web-браузер компании Microsoft, который сначала поставлялся как отдельное приложение, затем стал частью операционных систем Windows NT 4.0 и Windows 95/98.
Рис.9.1. Нечеткость границы между ОС и приложениями
Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:
1. утилиты — программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных на магнитную ленту;
2. системные обрабатывающие программы — текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;
3. программы предоставления пользователю дополнительных услуг — специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;
4. библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.
Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов.
Разделение операционной системы на ядро и модули-приложения обеспечивает легкую расширяемость ОС. Чтобы добавить новую высокоуровневую функцию, достаточно разработать новое приложение, и при этом не требуется модифицировать ответственные функции, образующие ядро системы. Однако внесение изменений в функции ядра может оказаться гораздо сложнее, и сложность эта зависит от структурной организации самого ядра. В некоторых случаях каждое исправление ядра может потребовать его полной перекомпиляции.
Модули ОС, оформленные в виде утилит, системных обрабатывающих программ и библиотек, обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными.Постоянно в оперативной памяти располагаются только самые необходимые коды ОС, составляющие ее ядро. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера.
Важным свойством архитектуры ОС, основанной на ядре, является возможность защиты кодов и данных операционной системы за счет выполнения функций ядра в привилегированном режиме.
На сайте allrefs.net читайте: Конспект лекций по дисциплине ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДЫ. Колледж...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Ядро и вспомогательные модули ОС
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Пояснительная записка
Конспект лекций по дисциплине «Операционные системы и среды» соответствует требованиям государственного стандарта к уровню подготовки выпускниковспециальности 230105.51 (2203) Программное обеспечен
Координация действий при работе ЭВМ
Выполнение программы процессором – это сложный процесс. Для понимания сути которого требуется выделить следующие его особенности:
· Программа – набор статических инструкций.
· Дея
Понятие файловой системы
Современные операционные системы предусматривают хранение информации в долговременной памяти ЭВМ, которая представляет собой магнитные носители большой емкости. При этом на таком носителе – диске ф
Командный язык для управления системой
В операционных системах MSDOS и Windows 32x для работы с файловой системой может быть использован режим консоли. В операционной системе MSDOS этот режим реализуется командным процессором COMMAND.CO
Особенности командного языка
При наборе команд:
F3 – повтор последней команды.
Для выполнения групповых операций над файлами используется маска файла, для построения которой используются символы:
* –
Организация пакетной обработки информации
Пакетный файл – текстовый файл с расширением BAT. В пакетный файл включают консольные команды операционной системы для их автоматического выполнения. Для запуска командного файла нужно в режиме кон
Формальные параметры командных файлов
Для создания универсальных пакетных файлов используется технология формальных и фактических параметров. Формальный параметр принимает фактическое значение из командной строки при вызове командного
Дополнительные возможности пакетной обработки. Утилита BE
Чтобы создавать сложные пакетные файлы с возможностью управления вводом – выводом на консоль ПК, используют утилиты BE.EXE фирмы Symantec. Утилиты представляет собой интерпретатор команд. Команды п
Файл CONFIG.SYS
Конфигурирование ядра ОС используется для его настройки при работе с оборудованием ПК и файловой системой. При выполняется подключение драйверов устройств, предоставляются средства для управления о
Файл автозагрузки autoexec.bat
Файл автозагрузки выполняется после конфигурирования ядра, служит для автоматического выполнения действий при загрузке ОС. Содержит допустимые команды ОС и команды пакетных файлов.
Особенн
Типы программ
В операционной системе MSDOS машинный код программ хранится в файлах с расширением «ЕХЕ», либо «СОМ». Соответственно принято различать два типа программ.
Программы ЕХЕ состоят из трех осно
Системный сервис MS DOS
Системный сервис реализуется через прерывание ОС 21h. Он используется прикладными программами для работы с файловой системой ПК, выполнения операций ввода – вывода, управления памятью. Вызов прерыв
Программный хвост
Хвост – набор параметров командной строки разделенных пробелами, которые заданы при вызове программы. Располагается по смещению 80h в PSP программы.
Формат хвоста:
1байт – число с
Окружение программы
При запуске программы в среде MS DOS командный процессор передает ей окружение. Формат окружения:
‘var1=n1’,0
‘var2=n2’,0
…
Просмотреть окружение можно с помо
Запуск одной программы из другой
Для запуска дочерней программы служит функция 4Bh, прерывания 21h.
AH=4Bh
AL=0
ES:BX=адрес блока параметров
DS:DX=адрес имени программы в формате ASCIIZ формате
Создание процедур и передача параметров
Процедура это блок программного кода к которому можно обращаться из различных точек программы. Процедуры создаются либо для упорядочивания структуры программы, либо для автоматизации часто выполняе
Межсегментный вызов процедур
Процедуры расположенные в одном сегменте называются «ближними» near. Соответственно вызов такой процедуры – ближний. Если процедуры находятся в разных сегментах кода, то они считаются «дальними» fa
Модульный принцип построения программ
Модульный принцип – разбиение программы на отдельные процедуры. Процедуры образуют модули объектного кода, которые хранятся в файлах с расширением OBJ. Программа формируется путем сборки из отдельн
Работа с файловой системой. MS Visual Basic ver 6.0
При разработке прикладных программ программист может использовать встроенные функции и операторы MS Visual Bаsic для работы с файловой системой.
Функция DIR.
Выполняет поиск файла
Работа с буфером обмена
Буфер обмена Windows – специальная область оперативной памяти, которая используется для переноса данных из одних программ в другие.
При разработке программ на Visual Basic программист може
Работа с клавиатурой и мышью
Большинство программ созданных для работы в среде MS Windows имеют GUI интерфейс (графический интерфейс пользователя). Для работы с такой программой используются определенные клавиатурные комбинаци
OLE Технология
Отличительной особенностью ОС Windows 32x является использование технологии встраивания объектов. Объект – это фрагмент, сформированный в одном приложении и вставленный в другое. Например, электрон
Работа с мультимедиа
В операционной системе Windows 32x за воспроизведение мультимедиа данных отвечает специальный MCI интерфейс. Основы данного интерфейса образуют драйверы устройств и кодеки.
Кодек — програм
SDI и MDI программы
Графический интерфейс пользователя предусматривает использование в качестве основного элемента интерфейса программы графического окна. Если окна программы на связаны друг с другом, то такая програм
Формат справки WinHelp
Стандартное окно справочной службы имеет структуру показанную на рисунке 8.1.
Содержание – оглавление справочного файла.
Предметный указатель – поиск по ключевым словам и фразам.
Подключение справочной системы к программе
При использовании Visual Basic для просмотра справочного файла с помощью программного кода следует выполнить следующие действия:
Разместить в модуль программы API функцию WinHelp. Запрогра
Создание тем справочной службы
Процесс создания справочной системы начинается с написания текста тем. Темы оформляются в виде отдельных HTML файлов. Создать справочные файлы не выходя из программы можно командой: File > New &
Создание проекта справочной службы
После завершения написания тем следует сформировать проект справочной системы:
File > New > Project. Проект создается мастером из нескольких шагов. При работе с мастером нужно указат
Архитектура ОС
Любая сложная система должна иметь понятную и рациональную структуру, то есть разделяться на части — модули, имеющие вполне законченное функциональное назначение с четко оговоренными правилами взаи
Ядро в привилегированном режиме
Для надежного управления ходом выполнения приложений операционная система должна иметь по отношению к приложениям определенные привилегии. Иначе некорректно работающее приложение может вмешаться в
Многослойная структура ОС
Вычислительную систему, работающую под управлением ОС на основе ядра, можно рассматривать как систему, состоящую из трех иерархически расположенных слоев: нижний слой образует аппаратура, промежуто
Типовые средства аппаратной поддержки ОС
Четкой границы между программной и аппаратной реализацией функций ОС не существует — решение о том, какие функции ОС будут выполняться программно, а какие аппаратно, принимается разработчиками аппа
Машинно-зависимые компоненты ОС
Одна и та же операционная система не может без каких–либо изменений устанавливаться на компьютерах, отличающихся типом процессора или/и способом организации всей аппаратуры. В модулях ядра ОС не мо
Переносимость операционной системы
Если код операционной системы может быть сравнительно легко перенесен с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа, т
Концепция микроядерной архитектуры
Микроядерная архитектура является альтернативой классическому способу построения операционной системы. Под классической архитектурой в данном случае понимается рассмотренная выше структурная органи
Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры
Операционные системы, основанные на концепции микроядра, в высокой степени удовлетворяют большинству требований, предъявляемых к современным ОС, обладая переносимостью, расширяемостью, надежностью
Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов
Необходимо различать совместимость на двоичном уровне и совместимость на уровне исходных текстов. Приложения обычно хранятся в ОС в виде исполняемых файлов, содержащих двоичные образы кодов и данны
Трансляция библиотек
Выходом в таких случаях является использование так называемых прикладных программных сред. Одной из составляющих, формирующих прикладную программную среду, является набор функций интерфейса
Способы реализации прикладных программных сред
Создание полноценной прикладной среды, полностью совместимой со средой другой операционной системы, является достаточно сложной задачей, тесно связанной со структурой операционной системы. Существу
Организация вывода
Для вывода на экран одного символа служит функция 02h.
Обращение:
AH=02h
DL=байт данных.
Для вывода последовательности символов служить функция 09h.
Выз
Файлы и каталоги
Функция 3Ch. Создание файла.
Обращение:
AH=3Сh
CX=атрибуты.
DS:DX=адрес спецификации файла ASCIIZ.
Возврат:
AX=дескриптор.
Ошибка:
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов