Ключевые термины

Just-In-Time (JIT) – компилятор – компонента JVM, выполняющая при первом вызове каждого метода его компиляцию в объектный код целевой платформы (native – код), что позволяет повысить суммарную производительность выполнения программ на Java.

OS/2 – ОС, разработанная фирмой IBM для персональных компьютеров PS/2.

POSIX (Portable Operating Systems of unIX type) – стандарт для библиотек, системных вызовов и системных программ для операционных систем типа UNIX.

Win32 - Библиотеки (API) ОС Windows для 32-разрядных процессоров.

Байт-код (bytecode) – команды виртуальной Java-машины, построенные на основе постфиксной записи операндов.

Верификатор классов (class verifier) – компонента JVM, выполняющая при загрузке класса проверку корректности его байт-кода, контроль типов и другие необходимые проверки.

Виртуальная машина – программный интерфейс, полностью аналогичный интерфейсу обычного компьютера без базового программного обеспечения.

Виртуальная машина Java (JVM) – виртуальная машина, исполняющая Java байт-код.

Загрузка (booting) – запуск компьютера посредством загрузки ядра ОС.

Загрузчик классов (class loader) – компонента JVM, выполняющая загрузку классов в виртуальную машину во время выполнения программы.

Инсталляция – установка ОС на конкретный компьютер.

Интерфейс прикладного программирования (application programming interface – API) - набор библиотечных функций, реализующий некоторую функциональность, используемую программой.

Механизм - метод реализации некоторой функциональности в ОС.

Микроядро (micro-kernel) – принцип разработки ОС, который заключается в переносе максимально возможного числа модулей из системного в пользовательское "пространство", т.е. ОС разрабатывается таким образом, что большинство ее модулей выполняются в пользовательском режиме, а размер ядра минимизируется.

Политика - набор требований, целей, условий для реализации некоторой функциональности в ОС.

Политика безопасности в ОС – совокупность правил, по которым программе или пользователю предоставляются некоторые полномочия для выполнения действий.

Программа раскрутки (bootstrap program) – код, запускаемый первым при включении компьютера, хранящийся в постоянной памяти (ROM) базовой системы ввода-вывода (BIOS) компьютера, который находит ядро ОС, загружает его в память и запускает.

Краткие итоги

При разработке ОС широко применяется принцип уровней абстракции. Он применен при разработке OS/2 – второй ОС фирмы Microsoft (после MS DOS), разработанной для персональных компьютеров PS/2. OS/2 имела четыре уровня абстракции.

ОС с микроядром – принцип разработки ОС, при котором минимизируется число модулей, выполнение которых необходимо в привилегированном режиме, что более безопасно, надежно и позволяет легче переносить ОС на другие платформы.

По принципу микроядра разработана ОС Windows NT, в которой имеются серверы для поддержки исполнения Win32- , OS/2 и POSIX-приложений.

Концепция виртуальной машины позволяет предоставить пользователю ОС воображаемую персональную машину со своим набором ресурсов. Таким образом, обеспечивается изоляция и защита системных ресурсов, однако подобная ОС сложнее для разработки. ОС на базе концепции виртуальных машин – хорошая основа для исследований.

В настоящее время широко используется виртуальная машина Java (JVM), выполняющая программе на Java байт-коде на реальной аппаратуре. JVM состоит из загрузчика классов, верификатора классов, интерпретатора байт-кода и just-in-time – компилятора.

Цели проектирования и разработки ОС: с точки зрения пользователя – удобство, простота, надежность, безопасность, эффективность; с точки зрения разработчика ОС – простота проектирования, реализации и сопровождения, гибкостью надежность, свобода от ошибок, эффективность.

При разработке ОС различают механизмы – методы реализации функциональностей – и политики – правила и требования к реализации функциональностей. Механизмы отделены от политик.

Реализация ОС долгое время выполнялась на ассемблерах. Начиная с UNIX, разработка ОС ведется на языках высокого уровня, чаще всего – на языке Си.

При установке ОС на конкретный компьютер происходит фактически генерация ОС, так как ОС предназначена для широкого класса машин, и в ее поставку входит широкий набор типовых модулей, из которых инсталлятор генерирует конкретную ОС для конкретной машины.

Загрузка ОС – это ее запуск при включении компьютера. Она реализуется с помощью программы раскрутки, которая хранится в ROM BIOS, запускается самой первой, находит ядро ОС, загружает его в память и запускает.