14. Единицы работ операционных систем

1. Задание – набор процессов с общими квотами и лимитами 2. Процесс – контейнер для ресурсов и потоков 3. Поток – исполнение кода в процессе 4. Волокно – облегчённый поток, полностью управляемый в пространстве пользователя

15. Классификация операционных систем

1. Назначение (универсальные, специализированные – управление производством, обучение)

2. Способ загрузки (загружаемые, постоянно находящиеся в памяти)

3. Особенности алгоритмов управления ресурсами

3.1. Многозадачность: однозадачные (MS DOS), невытесняющая мно-гозадачность (Windows 3.x, NewWare), вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, Unix)

3.2. Многопользовательский режим: отсутствие (MS DOS, Windows 3.x), имеется (Windows NT, OS/2, Unix)

3.3. Многопроцессорная обработка: отсутствие, асимметричные ОС,

симметричные ОС

4. По базовой технологии (Юникс-подобные или подобные Windows)

5. По типу лицензии (проприетарная или открытая)

6. По состоянию развития (устаревшая DOS, NextStep или современные GNU/Linux и Windows)

7. Область использования и форма эксплуатации

пакетная обработка (OS/360)

разделение времени

реальное время (VxWorks,QNX)

8. Аппаратная платформа

8.1. ОС для смарт-карт (с интерпретатором виртуальной Java-машины)

8.2. Встроенные ОС (Palm OS, Windows CE –Consumer Electronics)

8.3. ОС для ПК (Windows 9.x, Windows 2000, Linux, Mac OS X)

8.4. ОС мини-ЭВМ (RT-11 и RSX-11M для PDP-11, UNIX для PDP-7)

8.5. ОС мэйнфреймов (OS/390 – пакетная обработка, разделение времени, обработка транзакций)

8.6. Серверные операционные системы для ЛВС, Интранет и Интернет (UNIX, AIX, Windows 2000/2002, Linux)

8.7. Кластерные операционные системы (Windows 2000 Cluster Server, Sun Cluster (Solaris))

16. Основные характеристики однопрограммных ос

Однопрограммные ОС позволяют одновременное выполнение процессором только одного процесса (программы). В каждый момент времени исполняется одна программа, она получает в своё распоряжение все ресурсы системы, в т.ч. всё процессорное время, и будет исполняться, пока не будет завершена (или не вызовет ошибку времени исполнения). Примером однопрограммной ОС является MS-DOS.

Однопрограммные ОС включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

(дополнительный материал – вряд ли было на лекциях, но больше здесь всё равно нечего сказать)

Во время выполнения программы процессор всё ещё должен управлять вводом-выводом и реагировать на поступающие от внешних устройств сигналы. Для этого в однопрограммных ОС, таких как MS-DOS, большое значение имеет система прерываний.

Прерывания делятся на 2 типа – аппаратные и программные. Аппаратные прерывания возникают при поступлении сигнала (события) от внешнего источника – устройства ввода-вывода, периферийного устройства и т.д. Программные прерывания вызываются исполняемой программой при необходимости выполнить ввод-вывод или другую системную функцию.

При обработке прерывания процессор приостанавливает выполнение текущего процесса, получает из таблицы векторов прерываний адрес обработчика прерывания с необходимым номером и исполняет, после чего возвращается к выполнению программы.

Обработкой прерываний ввода-вывода в основном занимаются подпрограммы, входящие в состав BIOS (Basic Input/Output System). Большое количество системных функций MS-DOS предоставляется через программные прерывания.

В MS-DOS запись в таблицу векторов прерываний, содержащую адреса обработчиков, может выполнить любая программа. Таким образом, в частности, подключаются драйвера внешних устройств, русификации экранного текста и клавиатуры и т.д.

В IBM-совместимых ПК изначально был встроен аппаратный таймер, вызывающий аппаратное прерывание с частотой примерно 18,2 раз в секунду (в первых моделях), поэтому возможно было организовать присутствие в памяти некоторой программы, которая бы обрабатывала прерывание таймера и выполняла некоторые операции. В том числе, эту возможность активно использовали резидентные (постоянно присутствующие в памяти) компьютерные вирусы.

Полноценную одновременную работу нескольких программ напрямую таким методом организовать было невозможно. Во-первых, исполнение обработчика прерывания должно быть максимально коротким, так как в это время не могут исполняться обработчики других прерываний. Во-вторых, никакого разделения ресурсов не было предусмотрено. В том числе, таблица векторов прерываний не защищена, и потому любая программа, в том числе вредоносная, может её модифицировать.