Уровни абстракции ос

Каждый новый уровень абстракции M определяет новые операции, в реализации которых используются операциипредшествующего уровня M-1. Кроме того, уровень M-1 может иметь скрытые операции, используемые только на этом уровне и недоступные другим уровням.

 Архитектура UNIX и MS-DOS.

В архитектуре MS DOS нет явного разделения на модули. Различаются уровень прикладной программы, резидентной системной программы, драйверы устройств MS DOS, драйверы устройств ROM BIOS.

В архитектуре системы UNIX более явно выделяются несколько уровней абстракции. Система состоит из ядра и системных программ. Для обращения к ядру используется интерфейс системных вызовов. На самом верхнем уровне пользователям доступны командные процессоры, компиляторы и интерпретаторы, системные библиотеки.

7. Уровни абстракции ос. Ос с архитектурой микроядра. Виртуальные машины. Цели проектирования и разработки ос. Генерация ос

Уровни абстракции ОС.

Каждый новый уровень абстракции M определяет новые операции, в реализации которых используются операциипредшествующего уровня M-1. Кроме того, уровень M-1 может иметь скрытые операции, используемые только на этом уровне и недоступные другим уровням.

ОС с архитектурой микроядра.

Микроядро (micro-kernel) – один из важнейших принципов 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. Коммуникация выполняется между пользовательскими модулями с помощью передачи сообщений. Преимущества такого подхода:

1. микроядро легче расширять;

2. легче переносить ОС на новые аппаратные платформы;

3. увеличивается надежность ОС, так как большее число программ выполняются в непривилегированном режиме;

4. улучшается безопасность ОС.

Виртуальные машины – другой распространенный подход к разработке операционных систем и их пользовательских интерфейсов

Концепция виртуальной машины доводит подход, основанный на уровнях абстракции, до своего логического завершения. Согласно данной концепции, совокупность аппаратуры и ОС трактуется как машина. Виртуальная машина предоставляет интерфейс, полностью аналогичный интерфейсу обычной машины без базового программного обеспечения. ОС создает иллюзию одновременного исполнения нескольких процессов, каждого в своей (виртуальной) памяти. Вообще, виртуализация – один из наиболее современных принципов развития и использования программного обеспечения.

Пример: система виртуальных машин (SVM) в ОС IBM 360/370, разработанная в конце 1980-х гг. Более современный пример: Microsoft Virtual PC – продукт, эмулирующий виртуальную машину, в которую может быть инсталлирована любая другая ОС, отличная от основной.

Виртуальная машина Java (jvm)

JVM состоит из:

1. загрузчика классов (class loader), выполняющего загрузку классов в виртуальную машину во время выполнения программы;

2. верификатора классов (class verifier), выполняющего при загрузке класса проверку корректности его байт-кода, контроль типов и другие необходимые проверки;

3. интерпретатора (runtime interpreter), выполняющего интерпретацию (эмуляцию) команд байт-кода – абстрактной машиныJava;

4. Just-In-Time (JIT) – компилятора, выполняющего при первом вызове каждого метода его компиляцию в объектный кодцелевой платформы ( native – код), что позволяет повысить суммарную производительность выполнения программ на Java.

Аналогичную архитектуру имеет виртуальная машина VES (Virtual Execution System)

Цели проектирования и разработки ОС

Точки зрения пользователей и разработчиков ОС в данном отношении несколько различаются.

Цели с точки зрения пользователя: ОС должна быть удобной в использовании, простой для изучения, надежной, безопасной и быстрой.

Цели с точки зрения разработчика ОС: ОС должна быть несложной для проектирования, реализации и сопровождения, а также гибкой, надежной, свободной от ошибок и эффективной.

Генерация операционной системы

Программа генерации ОС получает информацию о специфической конфигурации компьютерной системы.

После генерации и инсталляции ОС система готова к работе.

Следующий этап - загрузка (booting) – запуск компьютера посредством загрузки ядра ОС. При запуске компьютера первой запускается программа раскрутки (bootstrap program) – код, хранящийся в постоянной памяти (ROM) базовой системы ввода-вывода (BIOS) компьютера. Код программы раскрутки находит ядро ОС, загружает его в память и запускает.