13. Основные компоненты операционной системы. Взаимодействие компонентов операционной системы.

К системным компонентам относятся ядро системы, обеспечивающее взаимодействие всех компонент, загрузчик программ, подсистемы, обеспечивающие диалог с человеком — оконная система и интерпретатор команд и, наконец, файловая система. Именно системные компоненты ОС определяют основные свойства операционной системы.

14. Ядро операционной системы. Состав и функции ядра операционной системы.

Понятие ядра является одним из наиболее важных понятий, как и роль ядра в операционной системе. Ядро объединяет в себе базовые компоненты операционной системы, во многом определяющие специфику и основную область применения данной операционной системы. Важнейшим свойством ядра является то, что код ядра исполняется с максимально высоким уровнем привилегий – ему доступны все команды процессора и разрешен прямой доступ к любой аппаратуре компьютера. В конечном итоге, ядро изолирует все остальные программы от аппаратуры компьютера. Все остальные программы получают доступ к аппаратным ресурсам только через посредничество ядра операционной системы.

Функциональность ядра во многом определяет функциональность всей операционной системы. Чем больше возможности ядра системы, тем более разносторонний сервис операционная система может в конечном итоге предоставить пользователю.

Так как код ядра в силу своей специфики является аппаратно зависимым, громоздкое ядро универсальной операционной системы оказывается наиболее узким местом при переносе операционной системы на другую аппаратную платформу, например, на вновь разработанный или даже просто модернизированный компьютер.

Стремление найти кардинальное решение описанных проблем привело к появлению новой концепции построения операционной системы – концепции микроядра. При этом многие подсистемы, традиционно относимые к ядру, например, файловая система, выносятся из ядра. Код ядра предельно минимизируется и самостоятельно уже не обеспечивает даже базовой функциональности операционной системы. Зато его легко отладить и относительно легко переписать при переносе операционной системы на новую аппаратную платформу.

В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка станиц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами - системными вызовами - для выполнения тех или иных действий, например для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т. д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования - API.

15. Архитектура операционных систем с «большим ядром».

Архитектура ОС – это структурная организация и принципы построения ОС на основе различных программных модулей.

Архитектура определяет большинство возможностей ОС. Например, диалоговое взаимодействие предполагает реализацию развитой интерфейсной подсистемы, обеспечивающей взаимодействие пользователя с компьютером. То есть для диалоговых операционных систем необходимо предусмотреть множество механизмов, которые позволят пользователям эффективно управлять своей работой. Функциональная сложность ОС, соответственно, приводит к сложности архитектуры.

Обычно в состав ОС входят:

– исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов;

– библиотеки разных типов;

– модули исходного текста программ;

– программные модули специального формата (например, загрузчик ОС, драйверы ввода-вывода);

– файлы конфигурации;

– файлы документации;

– модули справочной системы

В состав ядра входят:

– функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса (такие функции недоступны для приложений);

– функции для поддержки приложений. Эти функции создают для приложений так называемую прикладную программную среду;

– функции, которые могут вызываться приложениями, так как приложения могут обращаться к ядру с запросами (системными вызовами) для выполнения каких-либо действий, например для открытия и чтения файла, вывода