ОС_ИВТ_ Лекция 1. Введение в операционные системы_ Архитектурные. Лекция Введение в операционные системы Представлен теоретический материал, посвященный введению в основы операционных систем. Основные понятия, рассматриваемые в разделе
 Скачать 1.66 Mb.
|
|
Лекция 1. Введение в операционные системы Представлен теоретический материал, посвященный введению в основы операционных систем. Основные понятия, рассматриваемые в разделе: Понятие операционной системы Краткая история эволюции вычислительных систем и операционных систем Концепции операционных систем Особенности архитектуры операционных систем Классификация операционных систем Архитектурные особенности операционных систем варианты архитектурных конструкций операционных систем: системы с монолитным ядром многоуровневые системы виртуальные машины микроядерные системы смешанные системы монолитное ядро операционной системы – набор несамостоятельных модулей (процедур и функций), составляющих систему в целом особенности процедур ядра операционной системы: работают в привилегированном режиме каждая способна вызывать каждую монолитное ядро – схема операционной системы, компоненты которой: являются составными частями одной программы используют общие структуры данных взаимодействуют друг с другом посредством взаимных вызовов особенности операционных систем с монолитным ядром: сборка – отдельно для каждой вычислительной системы: выбор оборудования выбор вариантов списка протоколов добавление новых компонентов – только через перекомпиляцию расположение ядра – всегда полностью в основной памяти присутствие в ядре лишних компонентов нежелательно дополнительные (сервисные) компоненты – соответствуют системным вызовам – в привилегированном режиме пользовательские программы – работают только в непривилегированном режиме особенности многоуровневых операционных систем (layered systems): состав вычислительной системы – мелкие уровни с четко определяемыми взаимосвязями объекты уровня N могут вызывать только объекты уровня N–1 нижний уровень – hardware верхний уровень – интерфейс пользователя чем ниже уровень, тем более привилегированные команды и действия способен выполнять модуль, находящийся на нем пример - многоуровневая система THE (Technishe Hogeschool Einthoven, 1968): В начало / Мои курсы / ОС_ИВТ / Лекционный материал / Лекция 1. Введение в операционные системы Операционные системы (ИВТ) достоинства многоуровневых операционных систем: хорошая реализация – последовательное, послойное исполнение хорошая тестируемость – послойная отладка с нижнего по верхний уровень: следствие - четкое сопоставление слоя и обнаруженной ошибки хорошая модификация – изменения затрагивают один слой недостатки многоуровневых операционных систем: сложность разработки: определение порядка слоев определение конкретного состава слоев меньшая эффективность по сравнению с монолитными структурами виртуальная машина – реализация со стороны операционной системы для каждого пользователя виртуальной копии всего hardware вычислительной системы (процессора, команд, устройства ввода-вывода, прерываний и т.п.) обращение к виртуальному «железу» привилегированной командой эквивалентно системному вызову реальной операционной системы достоинства виртуальных машин: наличие у пользователя «собственной» операционной системы возможно применение в одной вычислительной системе программ для разных операционных систем недостатки виртуальных машин: низкая эффективность громоздкость пример варианта виртуальной машины: микроядерная архитектура (microkernel architecture) – большинство составляющих операционной системы – самостоятельное программное обеспечение особенности операционных систем с микроядерной архитектурой: часть системного кода – на уровне пользователя минимальный размер ядра микроядро – модуль ядра, в привилегированном режиме обеспечивающий: взаимодействие самостоятельных компонентов операционной системы планирование использования процессора первичную обработку прерываний операции ввода-вывода базовое управление памятью микроядерная архитектура операционной системы: достоинства операционных систем с микроядерной архитектурой: высокая степень модульности ядра операционной системы – упрощает добавление новых компонентов: загрузку и выгрузку драйверов без прерывания работы системы упрощенный процесс отладки компонентов ядра (без перезапуска операционной системы) компоненты ядра представляют собой пользовательское программное обеспечение, отладка которого выполняется обычными средствами повышенная над ежность системы недостаток операционных систем с микроядерной архитектурой – снижение производительности из-за необходимости частой передачи сообщений между компонентами повышение производительности – возможно за счет аккуратного проектирования компонентного разбиения системы условие – сведение к минимуму взаимодействия между компонентами системы, что уменьшает необходимость передачи сообщений особенность современных операционных систем – комбинация разных подходов пример 1 – ядро системы Linux – монолитная система с элементами микроядерной среды: компиляция ядра – разрешает динамическую загрузку/выгрузку компонентов ядра (модулей) код модуля в момент загрузки – на уровень системы для связи с остальной частью ядра внутри модуля – любые доступные функции ядра пример 2 – запуск операционной системы с монолитным ядром под управлением микроядра (4.4BSD, MkLinux): микроядро – управление виртуальной памятью и работой низкоуровневых драйверов монолитное ядро – все остальные функции пример 3 – Windows NT – гибридная операционная система: компоненты ядра – в вытесняемой памяти – взаимодействуют путем передачи сообщений (микроядерная архитектура) компоненты ядра – в одном адресном пространстве, используют общие структуры данных (монолитная архитектура) Следующая страница Непросмотренный вопрос Предыдущая страница Конец лекции Вы прошли 56% лекции 56% Вы зашли под именем Маркевцев Владислав ( Выход ) ОС_ИВТ Экспертиза ЭУМКД Об экспертизе Протокол экспертизы 2022 Заключение кафедры Отчет о количестве курсов Студентам Регистрация Часто задаваемые вопросы Задать вопрос Инструкция по заполнению портфолио Преподавателям Инструкция по работе в Moodle Инструкция по добавлению глобальных групп на курс Инструкция по добавлению видео с российских видеохостингов Образец служебной записки для дублирования курсов Оформление курса Образец инструкции для студентов Справочник преподавателя Инструкция по проведению вебинаров Инструкция по настройке журнала оценок Рекомендации по разработке тестов Инструкция по настройке анкеты "Оценка качества курса" Задать вопрос Образец курса Образец заявления для перевода курса в дистанционную форму Сводка хранения данных ◄ Повторная промежуточная аттестация Перейти на... Лекция 2. Процессы и их поддержка в операционных системах. Понятие процесса ► |