38.Архитектура операционной системы Linux.

Основные компоненты Linux представлены на рис.1.  Являясь операционной системой семейства Unix, Linux следует установленным стандартам и объединяет в себе три основных части:  Ядро (kernel) - основной компонент ОС, отвечающий за управление процессами, виртуальной памятью и драйверами устройств.  Ядро Linux представляет собой единый блок бинарного кода. Все коды ядра и структуры данных, в том числе драйверы устройств, коды распределения ресурсов и виртуальной памяти, сетевой поддержки, а так же файловая система - хранятся в едином адресном пространстве. Преимуществом такой структуры является то, что не требуется никаких переключений при запросах процессами системных ресурсов или прерываниях от различных устройств.  Общее адресное пространство, однако, не препятствует модульности системы. По мере необходимости Linux подгружает в память либо выгружает из нее указанные модули.  В Linux все ядро работает в привилегированном режиме - режиме ядра. Никакая часть кода не работает в режиме пользователя. Фрагменты поддержки ОС, не требующие запуска в режиме ядра, помещаются в раздел системных библиотек.  Разделяемые системные библиотеки (system libraries) содержат стандартный набор функций, используемых приложениями для запросов к системным сервисам ядра. В библиотеках хранятся также код функций отдельных сервисов ядра, исполняемых в обычном режиме без привилегий ядра. 

  Рис.1 Компоненты Linux

При обращении приложения к системным ресурсам управление от части системы, работающей в пользовательском режиме, передается ядру. Библиотеки осуществляют контроль за корректностью представленного запроса и преобразование параметров/аргументов запроса к требуемому формату.  Под системными утилитами (system utilities, программы управления системой) понимают программы, отвечающие за выполнение отдельных специализированных задач управления (управляющих функций системы). Одни утилиты запускаются лишь один раз для инициализации и конфигурирования отдельных элементов системы, другие вызываются регулярно, например, утилиты принимающие запросы на регистрацию с терминалов системы, либо утилиты обновляющие файлы регистрации.  Не все утилиты выполняют функции системного администрирования. Часть системных программ отвечают за выполнение простых задач, в частности, просмотр каталогов, перенос и удаление файлов, просмотр содержимого файла. Более сложные поддерживают некоторые функции обработки текстовых данных, например, сортировку данных либо поиск по заданному шаблону в тексте. 

39.Архитектура операционной системы qnx.

QNX - это зарегистрированная торговая марка фирмы QNX (Quantum) Software Systems, Canada. Фирма основана в 1980 году. В то же время QNX - это операционная система (ОС) стандарта POSIX, которая позволяет обеспечить на персональном компьютере распределенную обработку данных в реальном масштабе времени. ОС QNX обладает такими возможностями, которые стандартные UNIX-системы могут только надеяться достигнуть.

QNX стала первой коммерческой операционной системой, которая позволила использовать передачу сообщений в качестве основного средства взаимодействия между процессами (IPC). Мощность, простота и элегантность QNX достигается благодаря построению всей системы на базе технологии IPC с передачей сообщений. Разделение задач по приоритетам, быстрое обслуживание прерываний и технология IPC, используемые в системе, делают эту ОС идеальной для применения в системах управления, работающих в реальном масштабе времени.

В QNX обеспечивается сетевое взаимодействие "каждый с каждым" между любыми узлами сети. Поэтому у вас есть возможность расширить свою сеть простым добавлением узлов, не используя сложных файл-серверов или дополнительного сетевого программного обеспечения.

Представьте себе ОС стандарта POSIX, достаточно мощную, чтобы управлять гигабайтами дисковой памяти и достаточно компактную, чтобы загружаться с гибкого диска.

Архитектура ОС QNX

Рис.1 Структура ОС QNX.

В QNX ядро имеет очень маленький размер (7 Кбайт) и выполняет две основные функции:

1. Передача сообщений . Доставка сообщений от одного процесса к другому во всей операционной системе ;

2. Диспетчеризация процессов. Диспетчер является частью ядра и привлекается всегда, когда процессы изменяют свое состояние в результате событий, связанных с сообщениями или прерываниями.

Для того, чтобы модифицировать какие-либо функции в "монолитных" операционных системах, надо модифицировать саму систему. А, поскольку, "монолитная" ОС строится с учетом множества присущих ей внутренних связей между компонентами, то всякие изменения в такой системе могут быть просто опасны. Поэтому твердо можно сказать, что QNX является функциональной альтернативой "монолитным" системам.

Операционная система QNX включает в себя:

1) Администратор задач (Process Manager). Отвечает за распределение памяти, запуск и окончание задач в системе.

2) Администратор периферийных устройств (Device Manager). Управляет всей периферией: консолью, терминалами, модемами, принтерами, виртуальными терминалами (окнами). Он взаимодействует с драйверами этих устройств, также являющимися отдельными задачами. Администратор периферийных устройств отвечает за такие вспомогательные функции, как вывод эха на экран, стирание и восстановление строк и т.д. Добавление нового драйвера никак не отражается на функционировании системы, так как драйвер любого устройства в QNX является обыкновенным процессом.

3) Администратор файловой системы (Filesystem Manager). Осуществляет поддержку файловой системы.

4) Сетевой Администратор (Network Manager). Обеспечивает коммуникации в сети. Его сервис необходим для передачи сообщений между процессами, действующими на разных узлах сети.

QNX поддерживает 32 уровня приоритетов для задач и три метода диспетчеризации: FIFO, round-robin, adaptive (с понижением приоритетов).