учебная логика. учебник СПО. Практикум по программному обеспечению содержит большое количество примеров и заданий
 Скачать 5.66 Mb.
|
и другим аппаратным обеспечением компьютераВажная задача ОС – управлять работой различных устройств компьютера и обеспечивать взаимодействие программ компьютера с этими устройствами. Существуют сотни различных моделей разнообразных устройств компьютера. Ни один разработчик программного обеспечения не может учесть все варианты взаимодействия программы с тем или иным устройством. ОС выполняет роль посредника между программой и устройством, к которому обращается программа. В ОС содержатся специальные программы, называемые драйверами, при помощи которых и осуществляется управление тем или иным устройством. Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с программами, а ОС распределяет обращения приложений к драйверам. Обычно с ОС поставляются драйверы для основных устройств компьютера. Однако для некоторых устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, которые обычно предоставляются производителем устройства. 2.1.2. Управление памятьюПамять, как внутренняя, так и внешняя, является важнейшим ресурсом, управление которым осуществляется ОС. Для увеличения объема оперативной памяти используется технология виртуальной памяти, когда оперативная память и часть внешней памяти на диске рассматриваются как единое пространство виртуальной памяти с единой адресацией, которая называется логической адресацией, так как не совпадает с ре альными физическими адресами запоминающих устройств. ОС отслеживает свободную и занятую память, выделяет оперативную память процессам и освобождает ее при завершении процессов, выполняет преобразование логических адресов в физические адреса запоминающих устройств. Когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, ОС вытесняет неактивные процессы из оперативной памяти на диск и возвращает их в оперативную память, когда в ней освобождается место. Кроме того, технология виртуальной памяти позволяет разделять физическую память на отдельные блоки и распределять их между различными задачами (процессами). При этом предусматривается некоторая схема защиты, которая ограничивает задачу теми блоками памяти, которые ей принадлежат, и не разрешает записывать данные в другие блоки памяти. Можно выделить три подхода к организации виртуальной памяти: Страничная организация памяти (страница – блок памяти фиксированного размера). При страничной организации памяти любому процессу доступна лишь та физическая память в пределах выделенного блока, которая ему соответствует, и не доступна память другого блока, выделенная другому процессу. Сегментная организация памяти (сегмент – блок памяти с переменным размером, одновременно доступный нескольким процессам). Сегменты могут иметь различные размеры, причем размер сегмента может меняться динамически. Сегментно-страничная организация памяти, комбинирующая два предыдущих подхода. В современных ОС используется сегментно-страничная организация памяти, при которой происходит двухуровневая трансляция виртуального адреса в физический. Виртуальный адрес состоит из трех полей: номера сегмента виртуальной памяти, номера страницы внутри сегмента и смещения внутри страницы. Соответственно, для преобразования виртуальных адресов в физические применяются две таблицы: таблица сегментов, которая связывает номер сегмента с таблицей страниц и называется также таблицей каталогов страниц, и таблица страниц для каждого сегмента. При преобразовании виртуального адреса элемента в физический адрес первоначально по номеру каталога страниц устанавливается требуемая таблица страниц. Далее с использованием таблицы страниц и номера страницы определяется физический адрес страницы, а, зная смещение внутри страницы, можно определить физический адрес искомого элемента (рис. 2.1).  Рис. 2.1. Сегментно-страничная организация памяти 2.1.3. Организация файловой системыОС должна обеспечивать доступ к данным и организацию их долговременного хранения во внешней памяти. Эта функция реализуется с помощью файловой системы – системы хранения данных на внешних устройствах. Логическая организация файловой системыФайл – это имеющая имя совокупность данных на внешнем носителе информации. (Под данными понимаются и сами данные и программы для их обработки.) Пользователи могут давать файлам символьные имена. Каждая ОС имеет свои правила составления имен файлов (допустимые символы имени, длина имени). В некоторых ОС, например в Windows, имя файла включает и расширение, или тип, файла. Обычно расширения txt, doc используются для текстовых файлов, exe – для исполняемых файлов и т. д. Однако в ОС семейства Unix не принято дописывать расширение к имени файла, хотя это и не является ошибкой. Файлы для удобства использования объединяют в группы под общим названием. Так образуются каталоги (директории, папки). Каталог (директория, папка) – совокупность файлов и каталогов, объединенных под одним именем. Каталог содержит список файлов и каталогов, находящихся в нем. Для ОС ка талог – это файл, в котором записана информация о файлах и каталогах: имя, расширение, местонахождение, размер, дата и время создания и др. В логической организации файловой системы обязательно выделяется хотя бы один каталог – корневой (главный, основной), который содержит все остальные каталоги. Каталог может содержать другой каталог, который называется подкаталогом. По отношению к подкаталогу каталог, содержащий его, называется надкаталогом,или родительским каталогом. Таким образом, формируется древовидная иерархическая структура – дерево каталогов (рис. 2.2).  Рис. 2.2. Файловая система. Дерево файлов и каталогов В разных каталогах могут содержаться файлы с одним и тем же именем. Поэтому, чтобы однозначно определить файл, необходимо указать полное имя файла – маршрут (путь) к этому файлу, то есть перечислить все каталоги, ведущие к этому файлу. При указании пути к файлу каталоги отделяются друг от друга специальным символом (в Windows это «\», в Linux – «/»). Так, file1 корневого каталога (рис. 2.2) имеет полное имя: /file1, а file1 каталога Dir4: /Dir2/Dir4/file1. |