ВСР_ОС. Проектирование ос
 Скачать 16.61 Kb.
|
|
ВСР на тему: проектирование ОС. Выполнила студентка группы ИС-21 Кривонос Юлия Проектирование операционных систем начинается с определения их задач. Интерфейс должен быть простым, полным и эффективным. Он должен обладать ясной парадигмой пользовательского интерфейса, парадигмой исполнения и парадигмой данных. Сам метод проектирования пакетной операционной системы - метод управляющих таблиц - является и в настоящее время самым прогрессивным. Более того, при разработке новых операционных систем не всегда главной стратегией является поиск новых более совершенных алгоритмов. Гораздо чаще успех определяется изменениями структуры и состава управляющих таблиц. При этом самый большой эффект в увеличении быстродействия программы и уменьшении объема памяти достигается путем изменения представления таблиц и обработки таблиц программно-аппаратурными средствами. Предложена модель для проектирования операционной системы, защищенной от несанкционированного доступа. Она состоит из двух частей. Первая часть включает модель функций, которые реализует операционная система. На некотором этапе проектирования операционной системы программисты считают все эти устройства черными ящиками, рассматривая только их взаимодействия. Наличие опытных разработчиков является критичным при проектировании операционной системы. Брукс указывает, что большинство ошибок допускается ни при программировании, а на стадии проекта. В остальной части данной главы освещаются этапы проектирования операционной системы. Эти этапы включают в себя проектирование изделий и процессов производства, определение производственных мощностей, места их расположения, проектирование предприятия и разработку производственных операций. В этом разделе рассматриваются вопросы проектирования изделий и процессов для производств, ориентированных на выпуск товаров. В следующем разделе обсуждаются вопросы проектирования продукции и процессов в сфере предоставления услуг. Кроме того, была добавлена новая уникальная глава по проектированию операционных систем. Книга заканчивается главой 12, содержащей некоторые соображения по поводу проектирования операционных систем. Ряд пакетов программ для управления ГАП основывается на методах, используемых при проектировании операционных систем реального времени, и носит название производственных систем. Однако ответственность за проектирование операционной системы и схемы математического обеспечения для неавтономного обслуживания приборов была возложена на одного человека (бывшего спектроскописта), хорошо представлявшего проблемы эксплуатации ЭВМ с точки зрения исследователя; это принесло большую пользу при разработке системы. Современные распределенные системы часто строятся как промежуточное программное обеспечение, так как существующие операционные системы не предоставляют распределенным приложениям всех необходимых функций. Возможно, при проектировании будущих операционных систем будут учитываться распределенные системы, поэтому все необходимые функции будут присутствовать в операционной системе с самого начала. На рынке операционных систем продаются как наборы базовых модулей, так и интегрированные системы. Как это влияет на стратегию проектирования операционных систем. Хорошо представлен круг проблем защиты информации и достаточно глубоко раскрыта большая часть вопросов. Однако весьма поверхностно рассмотрены важные вопросы проектирования операционных систем и баз данных. Для такой тревоги есть некоторые основания, но на практике преимущества от участия пользователя значительно перевешивают эти возможные неудобства. Бывает, например, так, что в проектировании операционной системы участвуют люди, сами никогда не использовавшие операционных систем. Есть разработчики языков программирования, никогда не пробовавшие реализовать прикладную систему на языке высокого уровня. Есть разработчики систем управления базами данных, которые никогда не пытались исполь - зовать базу данных в прикладной программе. Это не может не вести к серьезным ошибкам в программном обеспечении. К аппаратному уровню вычислительной системы относятся элементы аппаратуры, имеющие определенные функциональные и структурные атрибуты. Рассмотрим эти основные атрибуты, которые могут оказаться полезными при проектировании операционных систем. В предыдущем разделе подчеркивалось, что операционные методы исследования систем массового обслуживания ориентированы на оптимизацию соответствующих управляющих решений. Читателю рекомендуется проанализировать несколько примеров из данного и предшествующего разделов и описать в каждой из изложенных ситуаций то множество возможных вариантов действий, которое целесообразно рассматривать при проектировании операционной системы. При этом обнаружится, что практически в каждой из этих ситуаций руководитель должен принимать во внимание все три компонента системы массового обслуживания: входной поток требований на обслуживание, дисциплину очереди и механизм обслуживания. Более того, между различными вариантами управляющих решений существует ряд сложных взаимосвязей. В равной степени важным является и то, что в последнее время электронное вычислительное оборудование стало значительно более доступным для широкого круга пользователей, а армия программистов для ЭВМ стала гораздо более многочисленной. Повышение качества математического обеспечения ЭВМ, без которого решение крупномасштабных задач оптимизации и имитационного моделирования было бы весьма затруднительным, а также разработка вычислительных комплексов, функционирующих в режиме разделения времени, облегчили задачу проектирования операционных систем и в значительной степени устранили трудности, связанные с нахождением численных решений для исследуемых оптимизационных моделей. Следует указать и еще на один фактор, способствующий повышению эффективности внедрения операционных проектов в практику различного рода организаций, а именно значительное увеличение численности квалифицированных специалистов в области исследования операций. Исследованы возможности архитектуры вычислительной системы [5.5] для реализации четырех принципов, которые, по мнению автора, не допускают распространения ошибок и тем самым повышают надежность системы. Таким: принципами являются: ограничение области выполнения вычислительного процесса, управление ресурсами, проверка правильности решения и восстановление при сбоях. Применяя эти принципы во время проектирования операционной системы при наличии необходимой аппаратной поддержки, можно, по мнению автора, создать надежные системы. Вначале рассмотрен общий подход к разработке, реализации и проверке программного обеспечения больших систем, предложенный в Стен-фордском исследовательском институте. Затем рассмотрены требования, предъявляемые к операционной системе со средствами защиты от несанкционированного доступа. В заключение показано применение рассмотренной методики для проектирования операционной системы. Необходимо ограничить максимальный размер Р2 программ. Это объясняется тем, что Р2 программы являются самой подвижной частью Супервизора и их набор может меняться. Кроме того, программы Р2 могут быть как транзитными, так и резидентными. Длина программ не должна превышать области перекрытия, установленной при проектировании операционной системы для одной Р2 программы. Поскольку на одном компьютере могут одновременно зарегистрироваться несколько пользователей, операционная система должна предоставлять механизмы для отделения их друг от друга. Один пользователь не должен вмешиваться в работу другого. Для группирования ресурсов с целью их защиты широко применяется концепция процессов. Как правило, также защищаются файлы и другие структуры данных. Ключевая цель проектирования операционной системы заключается в том, чтобы гарантировать, что каждый пользователь может выполнять только разрешенные ему действия с данными, к которым у него есть право доступа. Однако пользователям также бывает необходимо совместное использование данных и ресурсов, поэтому изоляция должна быть избирательной и контролироваться пользователями. Все это существенно усложняет устройство операционной системы. Были предприняты попытки пересмотреть принципы проектирования ОС с целью уменьшить число связей между модулями и выработать четко определенный интерфейс. Есть основания считать, что при этом размер защищаемого ядра операционной системы можно существенно уменьшить. Проектирование такой системы сводится к выполнению процедур верификации только по отношению к ядру. Более того, если операционная система достаточно проста и занимает небольшой объем памяти, то усилия на верификацию ядра сводятся к минимуму. Но ведь основная цель применения концепции ядра при проектировании операционной системы заключается в том, чтобы иметь возможность строить большие и сложные системы, надежно защищенные от несанкционированного доступа. Если операционная система не слишком сложна, то нет необходимости выделять ядро в такой системе. Операционным системам посвящено значительное количество хороших книг. К сожалению, последние четыре из них являются в большой степени теоретическими и математическими и не могут быть полезны тем, кого интересуют практические приложения. Наконец, в книге Haberman A. N. ( 1976) уделяется внимание деталям проектирования операционных систем; в работе Holt R. S ( 1978) исследуются аспекты параллельных программных структур. |