Микроядерная архитектура ОС. Реализация системного вызова. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры ОС.
Микроядерная архитектура ОС. Реализация системного вызова. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры ОС. - раздел Образование, Ответы на вопросы к экзамену по ОС
Суть Микроядерной Архитектуры Состоит В Следующем. В Привилег...
Суть микроядерной архитектуры состоит в следующем. В привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром (рис. 3.2.1). Микроядро защищено от остальных частей ОС и приложений. В состав микроядра обычно входят машинно-зависимые модули, а также модули, выполняющие базовые (но не все!) функции ядра по управлению процессами, обработке прерываний, управлению виртуальной памятью, пересылке сообщений и управлению устройствами ввода-вывода, связанные с загрузкой или чтением регистров устройств. Набор функций микроядра обычно соответствует функциям слоя базовых механизмов обычного ядра. Такие функции операционной системы трудно, если не невозможно, выполнить в пространстве пользователя.
Рис. 3.2.1.Перенос основного объема функций ядра в пользовательское пространство
Использование микроядерной модели повышает надежность ОС. Каждый сервер выполняется в виде отдельного процесса в своей собственной области памяти и таким образом защищен от других серверов операционной системы, что не наблюдается в традиционной ОС, где все модули ядра могут влиять друг на друга. И если отдельный сервер терпит крах, то он может быть перезапущен без останова или повреждения остальных серверов ОС. Более того, поскольку серверы выполняются в пользовательском режиме, они не имеют непосредственного доступа к аппаратуре и не могут модифицировать память, в которой хранится и работает микроядро. Другим потенциальным источником повышения надежности ОС является уменьшенный объем кода микроядра по сравнению с традиционным ядром — это снижает вероятность появления ошибок программирования.
Модель с микроядром хорошо подходит для поддержки распределенных вычислений, так как использует механизмы, аналогичные сетевым: взаимодействие клиентов и серверов путем обмена сообщениями. Серверы микроядерной ОС могут работать как на одном, так и на разных компьютерах. В этом случае при получении сообщения от приложения микроядро может обработать его самостоятельно и передать локальному серверу или же переслать по сети микроядру, работающему на другом компьютере. Переход к распределенной обработке требует минимальных изменений в работе операционной системы — просто локальный транспорт заменяется на сетевой.
Производительность. При классической организации ОС (рис. 3.2.3, а) выполнение системного вызова сопровождается двумя переключениями режимов, а при микроядернойорганизации (рис. 3.2.3, 6) — четырьмя. Таким образом, операционная система на основе микроядра при прочих равных условиях всегда будет менее производительной, чем ОС с классическим ядром. Именно по этой причине микроядерный подход не получил такого широкого распространения, которое ему предрекали.
Рис. 3.2.3. Смена режимов при выполнении системного вызова
Критерии классификации ОС Классификация ОС Примеры ОС Области применения ОС различных типов... По количеству одновременно решаемых задач... По количеству пользователей...
Назначение и функции операционной системы (ОС).
Операционная система – комплекс управляющих и обрабатывающих программ, предназначенный для:
Управления ресурсами вычислительной системы (ВС) Создания интерфейсов
MS Windows 95
• вытесняющая многозадачность (квантование времени)
• графический интерфейс пользователя 1024*840 пик
• 32 - разрядный код ОС
• файловые системы FAT12, FAT16 и FAT32
MS Windows 98
• вытесняющая многозадачность (квантование времени)
• графический интерфейс пользователя 1024*840 пик
• 32 - разрядный код ОС
• файловые системы FAT12, FAT16 и FAT32
MS Windows me
• вытесняющая многозадачность (квантование времени)
• графический интерфейс пользователя 1200*1024 пик
• 32 - разрядный код ОС
• файловые системы FAT12, FAT16 и FAT32
MS Windows NT4
• вытесняющая многозадачность (квантование времени)
• графический интерфейс пользователя 1024*840 пикcел
• 32 - разрядный код ОС
• файловые системы FAT12, FAT16 и NTFS4
MS Windows 2000
• вытесняющая многозадачность (квантование времени)
• графический интерфейс пользователя 1024*840 пикcел
• 32 - разрядный код и частично 64- разрядный код ОС
• файловые с
MS Windows XP
• вытесняющая многозадачность (квантование времени)
• графический интерфейс пользователя 1024*840 пикcел
• 32 - разрядный код и частично 64- разрядный код ОС
• файловые с
MS Windows Vista
• улучшенная вытесняющая многозадачность
• 32 - разрядный код и 64- разрядный код ОС
• файловые системы FAT16, FAT32, NTFS5, extFAT
• необходимый объем ОП 1 Гб – 2 Гб
MS Windows 7
• улучшенная вытесняющая многозадачность
• 32 - х и 64 – х разрядный код ОС
• файловые системы FAT16, FAT32, NTFS5 и extFAT
• необходимый объем ОП 1 Гб – 2 Гб
•
MS Windows 8 и Windows RT
• новый плиточный интерфейс пользователя
• ориентация на мобильные платформы
• новая энергосберегающая организация управления ресурсами
• 32 - х и 64 – х разрядный код ОС
Ядро и вспомогательные модули ОС.
Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:
ядро — модули, выполняющие основные функции ОС;
мо
Архитектура ОС с ядром в привилегированном режиме.
Для надежного управления ходом выполнения приложений операционная система должна иметь по отношению к приложениям определенные привилегии. Иначе некорректно работающее приложение мо
Многослойная структура ядра ОС.
Вычислительную систему, работающую под управлением ОС на основе ядра, можно рассматривать как систему, состоящую из трех иерархически расположенных слоев: нижний слой образует аппар
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 раз
Создание процессов (действия, выполняемые ОС).
• Создание виртуального адресного пространства процесса (ВАП)
• Загрузка образа процесса в ВАП
• Загрузка (части) модулей, используемых процессом, в ВАП
• Добавление инфо
Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования
невытесняющая многозадачность - это способ планирования процессов, при котором активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление
Задача обедающих философов.
Пять безмолвных философов сидят вокруг круглого стола, перед каждым философом стоит тарелка спагетти. Вилки лежат на столе между каждой парой ближайших философов.
Каждый фи
Официант
Относительно простое решение задачи достигается путём добавления официанта возле стола. Философы должны дожидаться разрешения официанта перед тем, как взять вилку. Поскольку официант знает, сколько
Иерархия ресурсов
Другое простое решение достигается путём присвоения частичного порядка ресурсам (в данном случае вилкам) и установления соглашения, что ресурсы запрашиваются в указанном порядке, а возвращаются в о
Страничное распределение
При страничном распределении виртуальная память делится на части одинакового и фиксированного для данной системы размера, называемымивиртуальными страницами. Вся оперативная память такж
Сегментное распределение
При страничном распределении виртуальное адресное пространство делится на равные части механически, без учета смыслового значения данных. В одной странице могут одновременно оказаться код прог
Сегментное - страничное распределение
Данный метод представляет собой комбинацию страничного и сегментного механизмов управления памятью и направлен на реализацию достоинств обоих подходов.
Виртуальная память делится на се
Виртуальная память
Виртуальная память (virtual memory) организуется операционной системой за счет использования дополнительно к оперативной памяти некоторого количества памяти на внешнем запомина
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