Редактор презентаций позволяет создавать красочные и впечатляющие электронные презентации различных проектов. Позиция 19 Операционные системы и их функции.

Вопросы для самостоятельного изложения

Ч

1

то такое «ядро» операционной системы? Что входит в состав ядра операционной системы?

Ядро́ — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Описанная задача может различаться в зависимости от типа архитектуры ядра и способа её реализации.

По сути дела, операционная система это обычная программа, поэтому было бы логичным и организовать его так же, как устроено большинство программ, то есть составить из процедур и функций. В этом случае компоненты операционной системы являются не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы. Такая структура операционной системы называется монолитным ядром (monolithic kernel). Монолитное ядро представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме. Таким образом, монолитное ядро это такая схема операционной системы, при которой все ее компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путем непосредственного вызова процедур. Для монолитной операционной системы ядро совпадает со всей системой.

Во многих операционных системах с монолитным ядром сборка ядра, то есть его компиляция, осуществляется отдельно для каждого компьютера, на который устанавливается операционная система. При этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в ядро. Так как ядро является единой программой, перекомпиляция это единственный способ добавить в него новые компоненты или исключить неиспользуемые. Следует отметить, что присутствие в ядре лишних компонентов крайне нежелательно, так как ядро всегда полностью располагается в оперативной памяти. Кроме того, исключение ненужных компонент повышает надежность операционной системы в целом.

Монолитное ядро старейший способ организации операционных систем. Примером систем с монолитным ядром является большинство Unix-систем.

В

2

чем заключается диалоговый режим работы операционной системы, на чем он основан? Какой режим работы операционной системы предшествовал диалоговому, в чем его сущность?

Диалоговый режим работы ОС происходит в форме:

<приглашение> - <команда>.

ОС выводит на экран приглашение в какой-то определенной форме. В ответ пользователь отдает команду, определяющую, что он хочет от машины. Это может быть команда на выполнение новой прикладной программы, команда на выполнение какой-нибудь операции с файлами (удалить файл, скопировать и пр.), команда сообщить текущее время или дату и пр. Выполнив очередную команду пользователя, операционная система снова выдает приглашение.

Операционная система может выполнять запросы пользователей в пакетном или диалоговом режиме или управлять устройствами в реальном времени. В соответствии с этим различают операционные системы пакетной обработки, разделения времени и диалоговые.

1. Операционные системы пакетной обработки – это система, которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, подготовленных одним или разными пользователями. Взаимодействие между пользователем и его заданием во время обработки невозможно или крайне ограничено. Под управлением операционной системы пакетной обработки ЭВМ может функционировать в однопрограммном и мультипрограммном режимах.

В ранних операционных системах пакетного режима функции пользовательского интерфейса были сведены к минимуму и не требовали наличия терминала. Команды языка управления заданиями набивались на перфокарты, а результаты выводились на печатающее устройство.

2. Операционные системы разделения времени. Такие системы обеспечивают одновременное обслуживание многих пользователей, позволяя каждому пользователю взаимодействовать со своим заданием в режиме диалога. Эффект одновременного обслуживания достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые соответствуют отдельным заданиям пользователей. Операционная система предоставляет ЭВМ каждому вычислительному процессу в течение небольшого интервала времени; если вычислительный процесс не завершился к концу очередного интервала, он прерывается и помещается в очередь ожидания, уступая ЭВМ другому вычислительному процессу. ЭВМ в этих системах функционирует в мультипрограммном режиме.

Операционная система разделения времени может применяться не только для обслуживания пользователей, но и для управления технологическим оборудованием. В этом случае “пользователями” являются отдельные блоки управления исполнительными устройствами, входящими в состав технологического оборудования: каждый блок взаимодействует с определённым вычислительным процессом в течение интервала времени, достаточного для передачи управляющих воздействий на исполнительное устройство или приёма информации от датчиков.

3. Операционные системы реального времени. Данные системы гарантируют оперативное выполнение запросов в течение заданного интервала времени. Запросы могут поступать от пользователей или от внешних по отношению к ЭВМ устройств, с которыми системы связаны каналами передачи данных. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна быть согласована со скоростью процессов, протекающих вне ЭВМ, т. е. согласована с ходом реального времени. Эти системы организуют управление вычислительными процессами таким образом, чтобы время ответа на запрос не превышало заданных значений. Необходимое время ответа определяется свойствами объектов (пользователей, внешних устройств), обслуживаемых системой. Операционные системы реального времени используются в информационно– поисковых системах и системах управления технологическим оборудованием. ЭВМ в таких системах функционирует чаще в многозадачном режиме.

Какой механизм управления устройствами позволил реализовать графические операционные системы?

3

В чем преимущество этого механизма?

Если операционная система поддерживает графический пользовательский интерфейс, то упрощается ввод команд пользователем. Для выполнения нужного действия пользователь с помощью мыши или другого манипулятора выбирает на экране нужный пункт меню или графический символ.

4

Чем определяется выбор операционной системы при установке ее на компьютер?

Выбор операционной системы определяется сферой применения компьютера. Операционные системы для серверов и других компьютеров спец. назначения отличаются от операционных систем персональных компьютеров по многим параметрам и выполняемым задачам.

В каких случаях предпочтительнее использовать операционную систему UNIX?

5

В настоящее время UNIX-системы используются в основном на серверах, а также как встроенные системы для различного оборудования. На рынке ОС для рабочих станций и домашнего применения лидером является Microsoft Windows, UNIX занимает только второе (Mac OS X), третье (GNU/Linux) и многие последующие места.

UNIX-системы имеют большую историческую важность, поскольку благодаря им распространились некоторые популярные сегодня концепции и подходы в области ОС и программного обеспечения. Также, в ходе разработки Unix-систем был создан язык Си.

В

6

чем основное преимущество операционной системы Linux?

Linux - это операционная система, в основе которой лежит лежит ядро, разработанное Линусом Торвальдсом (Linus Torvalds).

Среди основных преимуществ системы - полная вытесняющая многозадачность, виртуальная память, общие динамические библиотеки (shared libraries), повышенная стабильность и защищенность, развитая система работы с оперативной памятью, великолепная реализация протокола TCP/IP, переносимость на любую процессорную архитектуру и многое другое.

Ядро Linux, основные компоненты системы, большинство пользовательских приложений - это свободные к использованию программы. Их можно запускать на любом числе компьютеров, передавать без ограничений за деньги или бесплатно, получить исходные тексты этих программ и вносить в них любые исправления.

Большая часть программного обеспечения для Linux распространяется по лицензии GNU - General Public License, в основе которой лежит не только свобода, но и дальнейшая её защита, разрешающая дальнейшее распространение только под той же лицензией.

Позиция 20 Файловая система

Файл (англ. file —папка) — это именованная совокупность любых данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая, обрабатываемая как единое целое. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, закодированное изображение и др.

Файлы физически реализуются как участки памяти на внешних носителях. Каждый файл занимает некоторое количество блоков дисковой памяти. Обычная длина блока — 512 байт.

Файловая система — это средство для организации хранения файлов на каком-либо носителе.

Обслуживает файлы специальный модуль операционной системы, называемый драйвером файловой системы. Каждый файл имеет имя, зарегистрированное в папке — оглавлении файлов.

Папка может иметь собственное имя и храниться в другой папке наряду с обычными файлами: так образуются иерархические файловые структуры.

Полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему. Имя файла всегда уникально.