Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Л 02 OС Теория.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
297 Кб
Скачать
☆

18

Б ОС Л-02

Т А М Б О В С К И Й Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й

Т Е Х Н И Ч Е С К И Й У Н И В Е Р С И Т Е Т

Кафедра «Информационных систем и защиты информации»

Тема № 2 «Концептуальные основы ОС»

Лекция № 2 «Концептуальные основы ОС»

Обсуждено на заседании кафедры

протокол № ____ «____»____________2011 г.

Тамбов 2011

Цель лекции

Основной учебной целью является рассмотрение основных концепций, используемых при проектировании и построении современных операционных систем.

Содержание

2. Концептуальные основы ОС 3

2.1. Концепция процесса 3

2.2. Концепция ресурса 4

2.3. Концепция виртуальности 6

2.4. Концепция прерывания 6

2.5. Понятие ядра и микроядра ОС 8

2.5.1. Понятие ядра ОС 8

Монолитные системы 9

Многоуровневые системы 9

2.5.2. Понятие микроядра ОС 10

Модель клиент-сервер и микроядра 11

2.5.3. Коммерческие версии микроядер 14

Учебно – материальное обеспечение

  1. Персональная ЭВМ

  2. LCD-проектор

  3. Набор тематических слайдов

Организационно-методические указания по проведению занятия

На данную лекцию выносится основной теоретический материал о концептуальных основах построения операционных систем. Лекция проводится в стандартной наглядно-объяснительной форме с использованием элементов проблемного подхода к обучению.

Особенностью проведения лекции является то, что в ней изучаются основополагающие понятия, применяющиеся в процессах проектирования и функционирования любой современной операционной системы.

В начале лекции необходимо довести тему занятия и записать ее на доске, цель лекции, рассматриваемые вопросы и используемую литературу.

Основная часть лекции проводится методом устного изложения учебного материала и сопровождается демонстрацией графических материалов изображенных на стендах. В процессе изложения материала необходимо обращать внимание на степень активности восприятия учебного материала, следить за темпом изложения. Изложение учебного материала по каждому вопросу должно заканчиваться кратким выводом и ответом на неясные вопросы.

В лекции № 2 рассматриваются пять вопросов.

При рассмотрении первого вопроса акцентировать внимание на важность понятия процесса в современных ОС, имеющих многопроцессную организацию.

Второй вопрос излагать применительно к современным средствам интерфейса ЭВМ.

При освещении третьего вопроса подчеркнуть многоплановость понятия виртуальности.

Четвертый вопрос подавать с точки зрения общности использования принципов обработки прерываний в любых ОС.

При изложении пятого вопроса заострить внимание на важности основных концепций ядра и микроядра для понимания функционирования операционных систем.

2. Концептуальные основы ос

2.1. Концепция процесса

Процесс - это система действий, реализующая определенную функцию в вычислительной системе и оформленная так, что управляющая программа вычислительной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования.

Понятие процесса тесно связано с понятием задача:

Задача - в режиме мультипрограммирования или мультипроцессорной обработки одна или более последовательностей команд, обрабатываемых управляющей программой как элемент работы, которая выполняется вычислительной машиной.

Выполнение задачи реализуется в вычислительной системе запуском не менее одного процесса. Можно говорить, что задача - это один или несколько процессов, обеспечивающих достижение поставленных пользователем целей.

Следует отличать понятия процесс и задача от понятий программа и задание.

Программа (для ЭВМ) - упорядоченная последовательность команд, подлежащих обработке.

Задание (вычислительной системе) - единица работы, возлагаемой на вычислительную систему пользователем, оформленная для ввода в вычислительную систему независимо от других таких же единиц.

Отношение программы и задания аналогично отношению процесса и задачи, т.е. каждое задание содержит не менее одной программы, предназначенной для обработки в ЭВМ.

Об отношении процесса и программы можно сказать, что процесс - это программа во время ее выполнения. Всякая программа становится процессом, когда начинает выполняться в ЭВМ.

В период своего существования процесс может находиться в одном из следующих основных состояний (рис.2.3):

  • порождение, во время которого подготавливаются условия для первого исполнения на центральном процессоре;

  • активное состояние (выполнение), когда процессу принадлежит центральный процессор;

  • ожидание, во время которого процесс блокирован по причине занятости каких-либо необходимых ему ресурсов;

  • готовность, при котором процесс получил все необходимые ему ресурсы, кроме центрального процессора;

  • окончание, во время которого выполняются завершающие работу операции, после чего ресурсы процессу больше не предоставляются.

Возможно также представление переходов между состояниями в таблицы - так называемой матрицей смежностей графа (см. табл.2.2).

Таблица 2.2.

Матрица существования процесса

Состояние

Порождение

Готовность

Активность

Ожидание

Окончание

Порождение

0

1

0

0

0

Готовность

0

0

1

0

1

Активность

0

1

0

1

1

Ожидание

0

1

0

0

1

Окончание

0

0

0

0

0

Для построения средств управления процессами необходимо знать их свойства и классифицировать процессы в соответствии с этими свойствами (см. табл.2.3).

Таблица 2.3.

Классификация процессов

№

Классификационный признак

Содержание классов

1.

Время существования

А. Реального времени

Б. Интерактивные

В. Пакетные

2.

Генеалогический признак

А. Порождающие

Б. Порожденные

3.

Принадлежность к ОС

А. Системные

Б. Пользовательские

4.

Принадлежность к ЦП

А. Внутренние

Б. Внешние

5.

Порядок выполнения

А. Последовательные

Б. Параллельные

В. Комбинированные

6.

Наличие связи

А. Изолированные

Б. Информационно-независимые

В. Взаимодействующие

ВГ. Конкурирующие

7.

Результативность

А. Различные

Б. Эквивалентные

В. Тождественные

Г. Равные