9. Ядро операционной системы. Функции ядра.

Ядро — центральная часть операционной системы, управляющая выполнением процессов, ресурсами вычислительной системы и предоставляющая процессам координированный доступ к этим ресурсам.

Функции ядра:

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.

Виды архитектуры ядер ОС:

Модульное ядро — современная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем.

Микроядро предоставляет только элементарные функции управления процессами и минимальный набор абстракций для работы с оборудованием.

Монолитное ядро предоставляет богатый набор абстракций оборудования. Все части монолитного ядра работают в одном адресном пространстве. Это такая схема операционной системы, при которой все компоненты её ядра являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путём непосредственного вызова процедур

Экзоядро — ядро операционной системы, предоставляющее лишь функции для взаимодействия между процессами, безопасного выделения и освобождения ресурсов.

Наноядро — архитектура ядра операционной системы, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет лишь одну задачу — обработку аппаратных прерываний, генерируемых устройствами компьютера. После обработки прерываний от аппаратуры наноядро, в свою очередь, посылает информацию о результатах обработки (например, полученные с клавиатуры символы) вышележащему программному обеспечению при помощи того же механизма прерываний.

Гибридные ядра — это модифицированные микроядра, позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра. Пример: ядра ОС Microsoft Windows семейства NT: Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7.

10. Планирование работы процесса.

Процесс - отдельная программа с ее данными, выполняющаяся на последовательном процессоре.

Процесс - минимальный программный объект, обладающий собственными системными ресурсами.

Стратегии планирования работы процессора.

а) Первый пришел - первый обслуживается FIFO - firstcome - firstserved(FCFS). FCFS является наиболее простой стратегией планирования процессов и заключается в том, что процессор передается тому процессу, который раньше всех других его запросил.

б) Стратегия “наиболее короткая работа выполняется первой”.SJF - ShortestJobFirst. Одним из методов борьбы с эффектом конвоя является стратегия, позволяющая процессу из очереди выполняться первым. Стратегия SJF снижает время ожидания очереди.

в) Приоритетное планирование. Описанные ранее стратегии могут рассматриваться как частные случаи стратегий приоритетного планирования. Эта стратегия предполагает, что каждому процессу приписывается приоритет, определяющий очередность предоставления ему CPU.

г) “Карусельная” стратегия планирования RR - RoundRobin - применяется в системах разделения времени. Определяется небольшой отрезок времени, названный квантом времени.

д) Планирование с использованием многоуровневой очереди. Эта стратегия разработана для ситуации, когда процессы могут быть легко классифицированы на несколько групп, например, часто процессы разделяют на 2 группы: интерактивные и пакетные.

е) Использование многоуровневой очереди с обратными связями. Обычная многоуровневая очередь не допускает перемещение процессов между очередями. Многоуровневая очередь с обратными связями предполагает, что процессы при определенных условиях могут перемещаться между очередями.

ж) Приоритетная много очередная дисциплина обслуживания. Вновь поступающие в систему запросы устанавливаются не обязательно в первую очередь, а в очередь в соответствии с имеющимися приоритетами, которые определяются параметрами обслуживания процессов.

11.Файл. Организация файлов. Характеристика файлов.

Файл – это по именованная совокупность данных обычно размещается на устройстве внешней памяти ,например не магнитном диске или ленте.

Параметры:

• Открыть(open)-подготавливает файл к обращению

• Закрыть(close)-запрещает дальнейшее обращение к файлу, пока он не будет вновь открыт

• Создать обеспечивает форматирование нового файла

• Уничтожить- разрушает файл

• Копировать – создает еще один экземпляр существующего файла с новым именем

• Переименовать – изменяет имя файла

• Вывести – обеспечивает распечатку листинга или воспроизведение содержимого файла на экране

Характеристика.

1. Атрибуты файла

Атрибуты файла устанавливаются для каждого файла и указывают системе, какие операции можно производить с файлами. Существует четыре атрибута:

-только чтение (R);

- архивный (A);

- скрытый (H);

- системный (S).

2. Файл имеет три временные характеристики:

• время создания,

• время последней модификации,

• время последнего доступа.

3. Длина имени файла(в 255 байт)

4. Имя файла

Имя файла является частью полного имени файла, также называемого полным или абсолютным путём к файлу. Полное имя может включать следующие компоненты:

• протокол или способ доступа (http, ftp, file и т. п.);

• имя или адрес компьютера, узла сети (wikipedia.org, 207.142.131.206, \\MYCOMPUTER);

• устройство хранения, диск (C:, /,SYSLIB и т. п.);

• путь к каталогу (/usr/bin, \TEMP, [USR.LIB.SRC] и т. п.);

• собственно имя файла, которое может содержать его расширение (.txt, .exe)

• версия или номер ревизии

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой:

• Название (до точки, часто также называют именем);

• Расширение (необязательная часть).

Организация файлов – способ расположения записей файла во внешней памяти.

Виды организации файлов:Последовательная– записи располагаются в физическом порядке.Запись – физически следует за предыдущей.