4. Основные функциональные компоненты ос.

Функции ОС группируются:

- по типам локальных ресурсов

- по задачам, применимым ко всем ресурсам

Группы функций называют подсистемой.

Наиболее важные подсистемы:

- управления процессами

- памятью

- файлами

- внешними устройствами

Для всех ресурсов:

- Подсистема пользовательского интерфейса

- Защиты данных

- Администрирования

1. Подсистема управления процессами

Процесс – заявка на потребление системных ресурсов. Ему нужна область оперативной памяти для размещения кодов и данных проги, процессорное время и разные вспомогательные ресурсы (файлы, внешние устройства и тд);

При создании процесса система создает информационную структуру процесса, где хранит данные о:

- его потребностях

- фактически выделенных ресурсах

- историю пребывания процесса в системе

- его текущее состояние (активное, заблоченное)

- приоритет

- и тд.

Процессы бывают пользовательские и системные.

У каждого процесса есть свое адресное пр-во, надо следить, чтобы они не пересекались – защита ресурсов процесса.

В процессе работы системы выполнение процесса прерывается и возобновляется много раз – необходимо сохранять все регистры, программный счетчик, указатели на открытые файлы и тд – сохранять и переключать контекст процесса.

Также процессы надо синхронизировать.

Итого – подсистема управления процессами:

- планирует выполнение процессов

- распределяет процессорное время

- создает и уничтожает процессы

- обеспечивает их ресурсами

- синхронизирует

- обеспечивает взаимодействие между процессами

2. Управления памятью

Процесс может выполняться, только если его коды и данные находятся в памяти.

Системе нужно:

- распределять физическую память между процессами

- загружать в нее коды и данные

- настраивать адресно-зависимые части прог на физические адреса

- защищать память каждого процесса

Распределение памяти идет по разным алгоритмам

По количеству выделяемых областей:

- непрерывная область

- несколько несмежных областей

По степени свободы границы областей:

- жестко зафискированная

- динамически перемещается

По размеру:

- фиксированные страницы

- сегменты переменной длины

Также ОС организует виртуальную память: подгружает и выгружает нужные страницы и транслирует виртуальные адреса в физические адреса оперативной памяти.

ОС занимается защитой памяти: память выделенная одной задачей не должна быть затронута другой.

Итого, ОС:

- отслеживает свободную и занятую память

- выделяет память процессам и освобождает ее по завершении их работы

- вытесняет процессы из оперативы на диск, когда оперативы не хватает и загружает обратно

- настраивает адреса проги на конкретную область физической памяти

3. Управление файлами и внешними устройствами

ОС экранирует сложности реального расположения данных на носителях информации и представляет их в виде файлов – неструктурированной последовательности бит, имеющих символьное имя.

ОС представляет разбросанные по цилиндрам и дискам данные в виде определенной организованной файловой системы, для чего решает множество задач:

- преобразует символьные имена файлов в физические адреса

- организует совместный доступ к файлам

- защищает их от несанкционированного доступа.

Файловая система тесно вз-т с подсистемой управления внешними устройствами (подсистемой ввода-вывода). Эта система исполняет роль удобного интерфейса по отношению ко всем подключенным к ней внешним устройствам (накопители, диски, принтеры, сканеры, флэшки и тд). Управление устройствами осуществляется через драйвера. ОС должна иметь широкий набор драйверов для популярности на рынке.