5. Установка ос Windows.

1. После загрузки диска в память загружается стандартное ядро операционной системы, которому передается все управление для установки.  2. Происходит монтирование временной файловой системы в памяти компьютера. 3. Управление передается программе-установщику windows installer. 4. Разметка жесткого диска. Вначале выбираются или создаются разделы жесткого диска, предназначенные для установки самой операционной системы. Затем они делятся на подразделы, один из которых — активный. Если активный раздел не указан, то во время загрузки компьютера BIOS не будет знать, откуда грузить ядро операционной системы. При стандартной установке операционной системы Windows 7 на новый жесткий диск, в качестве активного раздела используется, автоматически создаваемый при инсталляции в первой части диска, раздел небольшого размера (около 100Мб). Данному разделу не присваивается буква, и в проводнике он не отображается. Это сделано с целью защиты загрузчика от небезопасных для него действий пользователя. 5. Затем производится копирование необходимых файлов и настройка дополнительных параметров.  6. После проверки оборудования, управление получает подпрограмма BIOS, считывающая с устройства загрузки первый сектор, являющийся главной загрузочной записью MBR ( Master Boot Record ). Стандартно MBR располагается в первом секторе загрузочного диска и занимает чаще всего 512 байт (стандартная длина сектора). 7. После считывания в оперативную память компьютера, программный код начального загрузчика получает управление и выполняет поиск активного раздела, с которого может выполняться загрузка конкретной операционной системы. Такой раздел имеет свою загрузочную запись, называемую загрузочной записью раздела PBR ( Partition Boot Record ) 8. Программный код загрузчика раздела выполняет подготовку и выполнение следующего этапа загрузки системы - считывание в оперативную память и передачу управления специальной программе - диспетчеру загрузки BOOTMGR. Диспетчер загрузки bootmgr представляет собой файл небольшого размера, расположенный в корневом каталоге активного раздела. Основное его предназначение - обеспечение дальнейшей процедуры загрузки в соответствии с существующей конфигурацией, хранящейся в специальном хранилище - хранилище данных конфигурации ( BCD - Boot Configuratin Data ), представляющем собой файл с именем BCD, находящийся в каталоге BOOT активного раздела. 9. Следующий этап обеспечивается уже диспетчером bootmgr в соответствии с существующей конфигурацией.

6.-7. Архитектура ОС

 

Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Ядро и вспомогательные модули ос

Наиболее общим подходом к архитектуре ОС является разделение всех ее модулей на 2 группы:

1)    ядро — модули, выполняющие основные функции ОС;

2)    ядро — модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

Модули ядра выполняют такие базовые функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и др. В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Приложения могут обращаться к ядру с запросами — системными вызовами для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей и т.д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования — API. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными. Обычно ядро оформляется в виде программного модуля некоторого специального формата, отличающегося от формата пользовательских приложений.

Остальные модули ОС выполняют менее обязательные функции: архивирование, дефрагментацию, текстового редактора. Вспомогательные модули ОС оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотеки процедур. 

Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:

1)      утилиты — программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождение компьютерной системы (программа сжатия дисков, архивирования и т.д.);

2)      системные обрабатывающие программы — текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

3)      библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т.д.

Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов (рис. 2). 

Разделение ОС на ядро и модули-приложения обеспечивает легкую расширяемость ОС. Чтобы добавить новую высокоуровневую функцию, достаточно разработать новое приложение, и при этом не требуется модифицировать ответственные функции, образующие ядро системы.  Однако внесение изменений в функции ядра может оказаться гораздо сложнее, и сложность эта зависит от структурной организации ядра. В некоторых случаях любое исправление ядра может потребовать его полной перекомпиляции.

Модули ОС, оформленные в виде утилит, системных обрабатывающих программ и библиотек, обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, т.е. являются транзитными. Постоянно в оперативной памяти располагаются только самые необходимые коды ОС, составляющие ее ядро. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера. Важным свойством архитектуры ОС, основанной на ядре, является ее возможность защиты кодов и данных операционной системы за счет выполнения функций ядра в привилегированном режиме.