1.5Операционная система как система управления ресурсами

Операционная система не только предоставляет пользователям и программистам удобный интерфейс доступа к аппаратным средствам компьютера, но и является механизмом, распределяющим ресурсы компьютера.

К числу основных ресурсов современных вычислительных систем могут быть отнесены такие ресурсы, как процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие.

Критерий эффективности, в соответствии с которым ОС организует управление ресурсами компьютера, может быть различным. Например, в одних системах важен такой критерий, как пропускная способность вычислительной системы, в других — время ее реакции. Соответственно выбранному критерию эффективности операционные системы по-разному организуют вычислительный процесс. Управление ресурсами включает решение следующих общих, не зависящих от типа ресурса задач:

• планирование ресурса — то есть определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс;

• удовлетворение запросов на ресурсы;

• отслеживание состояния и учет использования ресурса — то есть поддержание оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;

• разрешение конфликтов между процессами.

Замечание. Определение процесса будет дано позднее (см. 4.1), здесь ограничимся его интуитивным понгятием.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют характеристики ОС в целом.

Таким образом, управление ресурсами составляет важную часть функций любой операционной системы. В отличие от функций виртуальной машины большинство функций управления ресурсами выполняются операционной системой автоматически и прикладному программисту недоступны.

1.6Оценка деятельности операционной системы

Заметим, что для оценки эффективности работы ОС необходимо учитывать как положительные моменты в ее работе:

• предоставляемые возможности и услуги,

• значительное увеличение общей пропускной способности (уменьшение времени прохождения задач через систему) по сравнению с работой на “голой” (без системного программного обеспечения) машине,

так и отрицательные:

• размер части аппаратуры, которая постоянно работает на ОС (в том числе, размер оперативной и внешней памяти),

• время центрального процессора, которое тратит ОС на свои нужды.

Упрощенно эффективность работы ОС можно оценивать по следующим параметрам:

• коэффициент полезного действия (КПД) или меру накладных расходов. КПД можно выразить с помощью следующего соотношения

КПД = 1 - Тс/Т , где

Тс – время, затрачиваемое ОС на свои нужды,

Т – общее время, используемое системой.

• пропускная способность – определяется как объем работы, выполняемый ОС в определенный промежуток времени по обработке заданий пользователей; в общем случае пропускная способность характеризует как ресурсы аппаратуры (быстродействие, объемы памяти), так и качество системного программного обеспечения,

• время ответа – промежуток времени между моментом, когда пользователь передает задание на обработку в систему, и моментом, когда он получает результаты обработки задания.