8.4. Ядро системы

Ядро ОС UNIX состоит из двух основных частей: управление процессами и управление устройствами (рис. 8.11).

Рис. 8.11. Структура ядра операционной системы

В одной части резервируются ресурсы, определяется последовательность выполнения процессов и выполняются запросы процессов на обслуживание. Во второй части контролируется передача данных между ОЗУ и периферией. Одним из главных достоинств системы UNIX является то, что на разных типах ЭВМ можно использовать практически идентичные секции управления процессами.

Секции управления устройствами, предназначенные для работы на определенных ЭВМ, включают по одному модулю на каждое периферийное устройство, подключенное к ЭВМ. При присоединении к ЭВМ нового устройства в эту секцию обязательно добавляется соответствующий модуль. Основное назначение генерации ОС UNIX заключается в создании списка, содержащего точное описание аппаратных и программных средств.

Ядро содержит системные программы, выполняющие диспетчерские функции, управление ресурсами ЭВМ, распределение памяти доступа к дисковым устройствам. Условно ядро ОС UNIX можно представить в виде нескольких тесно взаимодействующих компонент.

Ядро минимизировано и не выполняет ни одной функции, непосредственно служащей пользователю. Для этой цели применяются многочисленные утилиты, выполняющие роль посредника между пользователем и ядром. В этом основная особенность архитектуры UNIX, выразившаяся в концепции микроядра, которое может служить основой построения любых архитектур. Ядро операционной системы содержит важные системные таблицы, в которых находится системная информация для построения связанных, координированных, программных цепочек. Основная работа ядра сводится к поиску в таблицах и их модификации. Выполняемые программы используют динамически связываемые или разделяемые библиотеки, т.е. выполняемые программы могут совместно использовать библиотечную программу, представленную одним физическим файлом на диске. Это позволяет выполняемым файлам занимать меньше места на диске, что особенно важно для файлов, многократно использующих библиотечные функции. Есть также статически связываемые библиотеки, если необходимо пользоваться отладкой на уровне объектных кодов. В ОС UNIX разделяемые библиотеки динамически связываются во время выполнения, позволяя программисту заменять библиотечные модули собственными.

Утилиты операционной системы. Пользовательский интерфейс включает в себя большое число стандартных обслуживающих программ-утилит. Их можно условно разделить на 6 категорий:

1) команды управления файлами и каталогами;

2) фильтры;

3) средства разработки программ (например, текстовые редакторы, компиляторы и пр.);

4) текстовые процессоры;

5) системное администрирование;

6) разное.

Стандарт POSIX (1003.2) определяет синтаксис и семантику < 100 из таких программ, в основном, относящихся к первым трем категориям. Идея стандартизации этих программных компонентов в том, чтобы можно было писать оболочки, которые работали бы на всех системах UNIX. Существует очень много версий системы UNIX, и между ними имеются определенные различия.