Описание - раздел Образование, Обзор операционных систем
Рис. 2.15 Дает Общее Представление Об Архитектуре Системы Uni...
Рис. 2.15 дает общее представление об архитектуре системы UNIX. Лежащее в основе аппаратное обеспечение окружено программным обеспечением операционной системы. Операционную систему часто называют системным ядром или просто ядром, чтобы подчеркнуть ее изолированность от пользователя и приложений. Именно эта часть системы UNIX будет представлять для нас интерес в данной книге. Однако UNIX снабжается различными пользовательскими сервисами и интерфейсами, которые рассматриваются как часть этой системы. Их можно сгруппировать в оболочку, интерфейс и компоненты компилятора С (компилятор, ассемблер, загрузчик). Внешний по отношению к этой части системы уровень состоит из приложений пользователя и интерфейса компилятора С.
Рис. 2.15. Общая архитектура системы UNIX
Рис. 2.16 дает более полное представление о системе. Программы пользователя могут вызывать сервисы операционной системы непосредственно либо с помощью библиотечных программ. Интерфейс системных вызовов позволяет программам высших уровней получить доступ к определенным функциям ядра. Нижние уровни операционной системы содержат простые программы, которые непосредственно взаимодействуют с аппаратным обеспечением.
Рис. 2.16. Ядро традиционной системы UNIX [BACH86]
Между этими уровнями находятся компоненты системы; их можно разделить на две основные части, одна из которых относится к управлению процессами, а другая — к вводу-выводу. Подсистема управления процессами отвечает за управление памятью, распределение ресурсов между процессами, диспетчеризацию, синхронизацию и за взаимодействие разных процессов. Файловая система производит обмен данными между памятью и внешними устройствами либо в виде потоков символов, либо в виде блоков с использованием различных драйверов устройств. Поблочная передача данных осуществляется с участием дискового кэша — системного буфера основной памяти, являющегося промежуточным звеном между адресным пространством пользователя и внешним устройством
В этом разделе рассказывается о тех системах UNIX, которые можно назвать традиционными; в [VAHA96] этот термин используется, когда речь идет о System V Release 3 (SVR3), 4.3BSD и более ранних версиях. Ниже приведены общие положения, касающиеся традиционных систем UNIX. Они предназначены для работы на однопроцессорных системах и не обладают достаточной возможностью по защите своих структур данных от одновременного доступа при работе на нескольких процессорах. Их ядра не слишком разносторонни; они поддерживают один тип файловой системы, стратегии распределения ресурсов между процессами и формата исполняемых файлов. Ядро традиционной системы UNIX не является наращиваемым, в нем мало возможностей повторного использования кода. Все это приводило к тому, что при добавлении в очередных версиях UNIX новых возможностей приходилось в больших количествах писать новый код. В результате ядро оказывалось громоздким и немодульным.
Обзор операционных систем
2.1. Предназначение и функции операционных систем
2.2. Эволюция операционных систем
2.3. Основные достижения
2.4. Характеристики современных операционных систем
Операционная система как диспетчер ресурсов
Компьютер представляет собой набор ресурсов, поддерживающих выполнение задач накопления, перемещения, хранения и обработки данных, а также контролирующих работу этих и других функц
Возможность развития операционной системы
Большинство операционных систем постоянно развиваются. Происходит это в силу следующих причин.
• Обновление и возникновение новых видов аппаратного обеспечения. На при
Последовательная обработка данных
В самых первых компьютерах, в период от конца 40-х до средины 50-х годов, программы непосредственно взаимодействовали с аппаратным обеспечением машины; операционных систем в то вре
Простые пакетные системы
Первые машины были очень дорогими, поэтому было важно использовать их как можно эффективнее. Простои, происходившие из-за несогласованности расписания, а также время, затраченное на подготовку зад
Многозадачные пакетные системы
Процессору часто приходилось простаивать даже при автоматическом выполнении заданий под управлением простой пакетной операционной системы. Проблема заключается в том, что устройств
ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ
Операционные системы относят к числу самых сложных программ. В этом проявляется стремление их разработчиков сделать системы такими, чтобы они удовлетворяли требованиям удобства и эф
Процессы
Одной из основополагающих концепций, помогающих понять структуру операционных систем, является концепция процессов. Этот термин впервые был применен в 60-х годах разработчиками опе
Управление памятью
Лучше всего потребности пользователя удовлетворяются вычислительной средой, поддерживающей модульное программирование и гибкое использование данных. Нужно обеспечить эффективный и с
Защита информации и безопасность
С ростом популярности систем разделения времени — а впоследствии с возникновением компьютерных сетей — возникла проблема защиты информации. В зависимости от обстоятельств природа у
Совместное использование ресурсов и управление ими
Одной из важных задач операционной системы является управление имеющимися в ее распоряжении ресурсами (основной памятью, устройствами ввода-вывода, процессором), а также их распределение между раз
Структура системы
С добавлением в операционные системы все новых функций, а также с ростом возможностей управляемого операционными системами аппаратного обеспечения и его разнообразия возрастает степень их сложнос
ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Год за годом происходит эволюция структуры и возможностей операционных систем. В последнее время в состав новых операционных систем и новых версий уже существующих операционных сис
История возникновения
Операционная система W2K появилась в результате развития операционной системы под названием MS-DOS (или PC-DOS), разработанной фирмой Microsoft для первого персонального ком
Однопользовательская многозадачность
Операционная система W2K является типичным представителем операционных систем для микрокомпьютеров (в качестве других примеров можно привести OS/2 и MacOS). Она была вызвана к жиз
Архитектура
На рис. 2.13, взятом из [SOLO98b], представлена общая структура операционной системы W2K. Модульная структура этой системы делает ее довольно гибкой. Она в состоянии работать на са
Организация операционной системы
В операционной системе W2K трудно однозначно выделить микроядро. Вместо этого W2K имеет структуру, которую фирма Microsoft называет модифицированной архитектурой микроядра. Как и об
Пользовательские процессы
Операционная система W2K поддерживает четыре основных типа пользовательских процессов.
• Специальные процессы системной поддержки. К таким процессам относ
Модель клиент/сервер
Структура исполнительной системы, защищенных подсистем и приложений выполнена в соответствии с вычислительной моделью клиент/сервер — общепринятой моделью распределенных вычислени
Потоки и симметричная многопроцессорность
Возможности поддержки потоков и поддержки симметричной многопроцессорности, о которых мы говорили в разделе 2.4, — две важные характеристики операционной системы W2K. Ниже перечисл
Объекты Windows 2000
Устройство операционной системы W2K в значительной мере основано на объектно-ориентированных концепциях. Этот подход способствует совместному использованию ресурсов и данных различн
Историческая справка
Историю возникновения операционной системы UNIX часто можно встретить во многих книгах, поэтому здесь она приводится лишь схематично — основные этапы развития изображены на рис. 2.14, взятом из [
СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ UNIX
В процессе развития операционной системы UNIX появилось много ее реализаций, каждая из них обладала своими полезными возможностями. Впоследствии возникла необходимость создать реа
Solaris 2.x
Система Solaris — это версия операционной системы UNIX, разработанная фирмой Sun на основе SVR4. На время написания книги последней вышедшей версией Solaris была версия 2.8. Реализации системы Sol
История возникновения
Система Linux возникла как вариант операционной системы UNIX, предназначенный для персональных компьютеров с IBM-совместимой архитектурой. Первоначальная версия была написана Линусом Торвальдсом (L
Модульная структура
Ядра большинства версий операционной системы UNIX являются монолитными. Напомним, что монолитное ядро — это ядро, которое виртуально включает в себя все возможности операционной с
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