Характеристики современных ос

В экспериментальных и коммерческих ОС были опробованы различные подходы и структурные элементы, большинство из которых можно объединить в следующие категории:

– архитектура микроядра;

– многопоточность;

– симметричная многопроцессорность;

– распределенные ОС;

– объектно-ориентированный дизайн.

Многопоточность (multithreading)

Это технология, при которой процесс, выполняющий приложения, разделяется на несколько одновременно выполняющихся потоков.

Поток – это диспетчеризируемая единица работы, включающая контекст процессора (куда входит счетчик команд и указатель на вершину стека), а также свою собственную область стека. Команды потока выполняется последовательно, и поток может быть прерван при переключении процессора на обработку другого потока. У потоков как правило общее адресное пространство, в отличии от процессов.

Процесс – это набор из одного или нескольких потоков, а также связанных с этими потоками системных ресурсов, таких как область памяти для хранения кода и данных, открытые файлы, различные устройства.

Концепция процесса близка к концепции выполняющейся программы. Разбивая приложения на несколько потоков, программист получает преимущество модульности приложения и возможность управления связанными с приложением временными событиями.

Многопоточность оказывается полезной для приложений, выполняющих несколько независимых заданий, которые не требуют последовательного выполнения.

Потоки иногда называют облегченными процессами.

Симметричная многопроцессорность

(symmetric multiprocessing)

Этот термин относится к архитектуре аппаратного обеспечения компьютера, предполагающую наличие нескольких процессов (минимум 2), а также образу действия ОС, поддерживающей такую аппаратную архитектуру.

Симметричная многопроцессорность определяется следующими характеристиками:

1) в системе имеется несколько процессоров;

2) процессоры соединены меду собой коммуникационной шиной и совместно используют одну и ту же основную память и одни и те же устройства ввода-вывода;

3) все процессоры могут выполнять одни и те же функции.

Считается, сто многопроцессорные системы имеют несколько потенциальных преимуществ по сравнению с однопроцессорными:

- производительность;

- надежность;

- наращивание;

- масштабируемость.

В действительности эти преимущества не всегда реализуются. В частности, если задача строго линейна (т.е. не распараллеливается), то и выигрыша производительности не будет.

Распределенные ос

Сущность этой концепции состоит в том, что создается так называемый кластер, состоящий из нескольких отдельных компьютеров, каждый из которых обладает собственной основной и вторичной памятью и своими устройствами ввода-вывода.

Кластер - группа взаимосвязанных и совместно-работающих компьютеров, представляющих собой единый ресурс и способных создавать иллюзию работы единой вычислительной системы.

Распределенные ОС создают видимость единого пространства основной и вторичной памяти и единой файловой системы.

К таким системам относятся системы типа клиент-сервер.