10. Основные принципы построения операционных систем.

Особенности методов построения ОС:

• Способы построения ядра (монолитные, микроядерные)

• Объектно-ориентированный подход

• Наличие нескольких прикладных сред

• Распределенная организация

1. Принцип модульности. Модуль – функционально законченный элемент системы, отвечающий требованиям межмодульного интерфейса.

2. Принцип особого режима работы. Ядро операционной системы и низкоуровневые драйверы должны работать в специальном режиме работы. Это повышает надежность выполнения вычислений. Часть команд и команды обращения к специальным системным регистрам должны быть доступны только в привилегированном режиме.

3. Принцип генерируемости – возможность настраивать системную супервизорную часть (ядро и основные компоненты), исходя из конкретной конфигурации вычислительного комплекса и класса решаемых задач.

4. Принцип функциональной избыточности дает возможность проведения одной и той же работы различными способами.

5. Принцип виртуализации позволяет представить структуру системы в виде определенного набора планировщиков процессов и распределителей ресурсов и использовать единую централизованную схему распределения ресурсов.

6. Принцип независимости программ от внешних устройств заключается в том, что связь программы с конкретными устройствами производится не на уровне трансляции программы, а в период планирования ее исполнения;

7. Принцип совместимости; Одним из аспектов совместимости является способность ОС выполнять программы, написанные:

• для других ОС;

• для более ранних версий данной операционной системы;

• для другой аппаратной платформы.

8. Принцип открытой и наращиваемой ОС. Открытая ОС доступна для анализа как системным специалистам, обслуживающим вычислительную систему, так и пользователям. Наращиваемая ОС позволяет не только использовать возможности генерации, но и вводить в состав ОС новые модули, совершенствовать старые и т.д.

9. Принцип мобильности. Операционная система должна относительно легко переноситься:

• с процессора одного типа на процессор другого типа;

• с аппаратной платформы (архитектуры вычислительной системы) одного типа на аппаратную платформу другого типа.

10. Принцип обеспечения безопасности вычислений. Правила безопасности определяют следующие свойства:

• защита ресурсов одного пользователя от других;

• установка квот по ресурсам для предотвращения захвата одним пользователем всех системных ресурсов.

10. Планирование процессов. Долгосрочный и краткосрочный планировщики.

Планирование процессов:

1. Определение момента времени для смены выполняемого процесса;

2. Выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов;

3. Переключение контекстов "старого" и "нового" процессов (аппаратно).

На протяжении существования процесса его выполнение может быть многократно прервано и продолжено.

Задачи динамического планирования называются диспетчеризацией. Диспетчеризация связана с понятием задачи (потока). Если ОС не поддерживает механизма потоков, то понятие задачи эквивалентно понятию процесса.

Долгосрочный планировщик решает, какой из процессов, находящихся во входной очереди, должен быть переведен в очередь готовых к выполнению процессов в случае освобождения ресурсов памяти.

Краткосрочный планировщик решает, какая из задач, находящихся в очереди готовых к выполнению, должна быть передана на выполнение.

Основные стратегии планирования:

• по возможности заканчивать вычисления в том же порядке, в котором он были начаты;

• отдавать предпочтение более коротким задачам;

• предоставлять всем пользователям одинаковые услуги, в том числе и одинаковое время ожидания.

Стратегия планирования связана с понятием процесс, а не задача, так как процесс может состоять из нескольких задач (потоков).