Возможности развития ОС, требования к ОС, средства аппаратной поддержки ОС
Возможности развития ОС, требования к ОС, средства аппаратной поддержки ОС - раздел Образование, Экзаменационные вопросы по курсу Операционные системы Необходимость Развития Обусловлена Следующими Причинами:
¾ Об...
Необходимость развития обусловлена следующими причинами:
¾ обновление и возникновение новых видов аппаратного обеспечения
¾ появление новых сервисов (для удовлетворения пользователей или нужд системных администраторов)
¾ необходимость внесения исправлений (вызвана тем, что в любой сложной системе обязательно присутствуют ошибки; часть из них «вылавливается» в ходе создания системы, но достаточно много выявляется в ходе эксплуатации)
Обычно для внесения достаточно больших исправлений и внедрения новых идей используется версионность программных продуктов.
Требования, предъявляемые к ОС:
1. Эффективность(степень соответствия своему назначению, техническое совершенство и экономическая целесообразность)
2. Надежность и отказоустойчивость
3. Предсказуемость
4. Расширяемость
5. Безопасность (защищенность)
6. Переносимость
7. Совместимость
8. Удобство
9. Масштабируемость
Под расширяемостью понимают возможность добавлять в ОС новую функциональность без изменения уже существующих компонентов системы.
Необходимость расширяемости связана с быстрым развитием аппаратных средств и технологий программирования.
Под переносимостью понимается возможность без кардинальной переработки кода переносить ОС на новые аппаратные платформы с полным сохранением имеющейся функциональности.
Для того чтобы ОС была переносимой, необходимо еще на этапе ее разработки выполнить 1 условия:
1. Выделить весь аппаратно зависимый код ОС в отдельный модуль, предоставляющий остальным компонентам ОС аппаратно независимые услуги. При это размер этого модуля и его проникновение в структуру ОС должно быть по возможности минимальным.
2. Реализовать код всех аппаратно независимых модулей ОС на ЯВУ, т.к. низкоуровневый язык (ассемблер) сам является аппаратно зависимым.
Если указанные условия выполняются, то при переносе ОС на другую аппаратную платформу достаточно будет переписать только аппаратно зависимый модуль. В то время как исходные коды остальных компонентов системы, написанные на ЯВУ, останутся неизменными и их достаточно будет только перекомпилировать.
Под совместимостью понимается способность ОС исполнять прикладные программы, ориентированные на другие ОС или на более ранние версии той же ОС.
Различают совместимость на уровне исходных кодов и двоичную совместимость.
Первый тип совместимости – это способность ОС исполнять программы, первоначально ориентированные на другую ОС, после перекомпиляции этих программ.
Второй тип совместимости – это способность ОС загружать исполняемые файлы, первоначально предназначенные для другой ОС, и нормально исполнять представленные в них программы.
Для пользователей этот вариант совместимости представляет наибольший интерес.
Вид совместимости определяется:
1. Архитектурой ЦП
2. Интерфейсом прикладного программирования (API)
3. Внутренней структурой исполняемого файла
4. Наличием соответствующих компиляторов и библиотек
Способы достижения совместимости:
1. Эмуляция двоичного кода
2. Трансляция библиотек
3. Создание множественных прикладных сред различной архитектуры
ОС – это не только набор программных средств, существует целый спектр аппаратных элементов, которые не предназначены для обработки данных (вычислений), а предназначены для поддержки работоспособности ОС, улучшение ряда ее характеристик.
К таким средствам аппаратной поддержки ОС относятся:
¾ средства поддержки привилегированного режима: системные регистры процессора, слово состояния процессора, привилегированные команды и привилегированные режимы
¾ средства трансляции адресов: буферы быстрой трансляции виртуальных адресов. регистры процессора и средства поддержки сегментно-страничных таблиц
¾ средства переключения процессов: регистры общего назначения, системные регистры, указатели и флаги операций
¾ система прерываний: регистры и флаги прерываний, регистры масок, контроллеры прерываний
¾ системный таймер и системные часы
¾ средства защиты памяти: граничные регистры и ключи
Общая характеристика понятий сложность система модель... Существующие предметные области и явления сложны В силу этого реальный наблюдатель может видеть только отдельные...
Исследование объекта как системы, признаки сложности системы
Объектом познания является часть реального мира, которая выделяется и воспринимается как единое целое в течение длительного времени.
Объект может быть материальным или абстрактным, естеств
Архитектура процессора с точки зрения программиста
Для программиста любой процессор состоит из набора регистров памяти различного назначения, которые определенным образом связаны между собой и обрабатываются в соответствии с некоторой системой прав
Основные этапы эволюции вычислительных систем
Существуют различные классификации ВС. Наиболее часто они классифицируются по элементной базе. В соответствии с этой классификацией в эволюции ВС выделяются 4 этапа:
1. Первый период (1945
Основные принципы разработки архитектуры ОС
Архитектура – это базовая организация системы, воплощенная в ее компонентах, их отношениях между собой и с окружением, а также принципы, определяющие проектирование и развитие системы [IEE[1471] .
Монолитная архитектура ОС
В монолитной архитектуре ОС уже присутствует некая структурированность, которая определяется набором процедур.
Здесь каждая процедура имеет хорошо определенный интерфейс и может вызвать лю
Многоуровневая архитектура ОС
Многоуровневая архитектура появилась в ответ на ограничения монолитной архитектуры в плане расширяемости, переносимости и совместимости.
Основная ее идея состоит в следующем:
1. П
Понятие процесса, состояния процесса, модель процесса
Процесс является фундаментальным понятием, отражающим функционирование ОС. По своей сути это динамический объект, над которым ОС выполняет определенные действия.
Рассмотрим модели процессо
Планирование процессов. Уровни планирования
Процессы – деятельность ОС. Одной из составляющих процессов являются ресурсы. Они ограничены. Поскольку процессов много, необходимо организовать координацию их использования. Кроме того, процессы –
Критерии планирования и требования к алгоритмам
Понятно, что могут существовать различные алгоритмы планирования. И хотелось бы, чтобы они были универсальны, но реально этого не происходит. Чаще всего тот или иной алгоритм подходит к определенно
Параметры планирования
При планирование ОС опирается на два класса параметров объекта. Первый класс отражает статистические параметры, второй – динамические. Статистические параметры не изменяются в ходе функционирования
Вытесняющее и невытесняющее планирование
Процесс планирования осуществляется частью ОС, называемой планировщиком. Он может принимать решения о выборе для исполнения нового процесса из числа находящихся в состоянии готовность в следующих 4
Алгоритм планирования процессов First-Come, First-Served (FCFS)
Реально существует множество разнообразных алгоритмов планирования. Каждый из них эффективен для определенного класса задач.
Существуют алгоритмы, которые можно применять на различных уров
Алгоритм планирования процессов Round Robin (RR)
Отмеченные недостатки устраняются в следующем алгоритме: Round Robin (RR).
В целом он похож на предыдущий алгоритм, но дополнительно вводится механизм вытесняющего планирования.
Алгоритм планирования процессов Shortest-Job-First (невытесняющий)
При рассмотрении алгоритмов FCFS и RR мы видели, насколько существенным для них является порядок расположения процессов в очереди процессов, готовых к исполнению. Если короткие задачи расположены в
Потоки. Мультипрограммирование на уровне потоков
Чтобы поддерживать мультипрограммирование (многозадачность), ОС должна определить и оформить для себя те внутренние единицы работы, между которыми будет разделяться процессор и другие ресурсы компь
Общие характеристики связи между процессами
* направление связи.
Связь бывает однонаправленная (симплексная) и двунаправленная (полудуплексная для поочередной передачи информации и дуплексная с возможностью одновременной передачи да
Организация физической памяти компьютера
Со времен создания ЭВМ фон Неймана основная память в компьютерной системе организована как линейное (одномерное) адресное пространство, состоящее из последовательности слов, а позже байтов. Аналог
Функции ОС по управлению памятью
Под памятью (memory) в данном случае подразумевается оперативная (основная) память компьютера. В однопрограммных операционных системах основная память разделяется на две части. Одна часть - для оп
Виртуальная память
Объем оперативной памяти существенно сказывается на характере протекания вы-
числительного процесса, так как он ограничивает число одновременно выполняющихся
программ, т. е. урове
Методы структуризации виртуального адресного пространства
Большинство систем виртуальной памяти используют технику, называемую страничной организацией памяти. Любой процесс, реализуемый в компьютере, может обратиться к множеству адресов в памяти. Адреса м
Страничная организация виртуальной памяти
При страничной организации виртуальное адресное пространство каждого процесса делится на части одинакового, фиксированного для данной системы размера, называемые виртуальными страницами (Virtual
Сегментация виртуальной памяти
При страничной организации виртуальное адресное пространство делится на равные части механически без учета смыслового значения данных. Для многих задач наличие двух и более отдельных виртуальных ад
Программная поддержка механизмов виртуальной памяти
52. Общая характеристика устройств ввода – вывода
Внешние устройства, выполняющие операции ввода-вывода, можно разделить на три группы:
· устройства, работающие с
Назначение и задачи подсистемы ввода-вывода
Обмен данными между пользователями, приложениями и периферийными устройствами компьютера выполняет специальная подсистема ОС - подсистема ввода-вывода. Собственно для выполнения этой задачи и был
Драйверы устройств ввода вывода
Первоначально термин «драйвер» применялся в достаточно узком смысле; под драйвером понимается программный модуль, который:
· входит в состав ядра ОС, работая в привилегированном режиме;
Многослойная модель подсистемы ввода-вывода
При большом разнообразии устройств ввода-вывода, обладающих существенно различными характеристиками, иерархическая структура подсистемы ввода-вывода позволяет соблюсти баланс между двумя противоре
Архитектура файловой системы
Классическая схема организации программного обеспечения файловой системы представлена на рис.
Логическая организация файлов
Логический ввод-вывод предоставляет приложениям и пользователям доступ к записям.
Метод доступа
Наиболее близкий пользователю уровень файловой системы. Он обеспечивает стандартный
Каталоговые системы
Связующим звеном между системой управления файлами и набором файлов служит файловый каталог. Простейшая форма системы каталогов состоит в том, что имеется один каталог, в котором содержатся все ф
Физическая организация файловой системы
Информационная структура магнитных дисков
Представление пользователей о файловой системе как об иерархически организованном множестве информационных блоков имеет мало общего с порядком хр
S – номер сектора
На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие концентрические кольца дорожки (tracks), на которых хранятся данные. Нумерация дорожек начинается с 0 от внешнего края к
Физическая организация и адресация файла
Физическая организация выделяет способ размещения файлов на диске и учет соответствия блоков диска файлам. Основными критериями эффективности физической организации файлов являются:
Физическая организация FAT
Для обеспечения доступа приложений к файлам операционная система с файловой системой FAT использует следующие структуры:
· загрузочные сектора главного и дополнительных разде
Основные этапы развития операционных систем корпорации Microsoft.
Операционные системы корпорации Microsoft для настольных и переносныхкомпьютеров можно разделить на три семейства: MS DOS, Consumer Windows (Windows95/98/Me) и Professional (Windows NT/2000/2003/.
Основные функции, выполняемые уровнем HAL ОС Windows 2000.
Над уровнем HAL располагается уровень, содержащий ядро ОС, а также драйверы устройств. Существуют четыре вида драйверов: (1) аппаратных средств, (2) файловойсистемы, (3) фильтров и (4) сетевых уст
Общая характеристика исполняющей подсистемы ОС Windows 2000.
Над ядром и драйверами устройств располагается исполняющая система. Она написана на языке С, не зависит от архитектуры машины и может быть перенесена на новые машины относительно просто. Исп
Средства достижения безопасности в ОС Windows 2000
ОС Windows NT была разработана так, чтобы соответствовать уровню С2 требований безопасности Министерства обороны США (DoD 5200.28 - STD) [37]. Этот стандарт требует наличия у операционных систем оп
Набор API для Win 32.
Этот набор интерфейсов прикладного программирования позволяет выполнять шифрование файлов, дешифрование и восстановление зашифрованных файлов, а также их импорт и экспорт (без предварительного деши
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