3.5. Архитектура современных операционных систем
В настоящее время в области системного программного обеспечения появляются новые версии операционных систем. К ним относятся:
- Linux, операционная система, работающая на разных аппаратных платформах и находящаяся в открытом доступе;
- Windows, широко распространенные операционные системы корпорации Microsoft, работающие на платформах x86, x86-64, IA-64, ARM.
Широкое применение находят операционные системы специального назначения на базе платформы Android.
Одно из главных преимуществ платформы Android – ее открытость, что позволяет разработчикам получить доступ к исходному коду Android и понять, каким образом реализованы свойства и функции приложений.
Проведем краткий обзор представленных операционных систем.
Ядро Linux - это центральная часть большой и сложной операционной системы. При этом, несмотря на размеры, оно имеет четкую структурную организацию в виде подсистем и уровней.
Операционную систему можно условно разделить на два уровня, как показано на рис. 1.
Рис. 1. Структура Linux
Основная часть Linux независима от архитектуры, на которой работает операционная система, но в некоторых элементах для обеспечения нормальной работы и повышения эффективности необходимо учитывать архитектуру. В подкаталоге ./linux/arch находится архитектурно-зависимая часть исходного кода ядра, разделенная на ряд подкаталогов, соответствующих конкретным архитектурам.
Система Android – это программный стек для мобильных устройств, который включает операционную систему, программное обеспечение промежуточного слоя (middleware), а также основные пользовательские приложения (е-mаil-клиент, календарь, карты, браузер, контакты и др.).
Архитектуру Aпdroid принято делить на четыре уровня:
- уровень ядра;
- уровень библиотеки среды выполнения;
- уровень каркаса приложений;
- уровень приложений.
На рис. 2 показаны основные компоненты операционной системы Android и их взаимодействие между собой.
Рис. 2. Структура Android
Ядро Android основано на ядре Linux версии 2.6 (для последних версий 4.X – 3.0), но сама система Android не является Linuх-системой в чистом виде, имеет некоторые отличия и содержит дополнительные расширения ядра, специфичные
Преимущество использования ядра Linux как основы Android в том, что ядро системы позволяет верхним уровням программного стека оставаться неизменными, несмотря на различия в используемом оборудовании. для Android, - свои механизмы распределения памяти, взаимодействие между процессам и и др.
Приложения и службы могут работать в защищенных отдельных процессах, которые должны общаться между собой и иметь доступ к общим данным.
Платформа Android предоставляет механизм IPC (Inter-process Communication), который является основным механизмом взаимодействия между процессами.
Заключение
В данном учебном пособии рассмотрены вопросы назначения и функций операционных систем, назначение системы управления файлами, понятие операционной среды, понятие вычислительного процесса и ресурса, понятие вычислительного потока, понятие прерывания, управление задачами и памятью в операционных системах, файловые системы и управление вводом/выводом, понятие файловой системы, архитектура операционных систем, микроядерные и монолитные операционные системы а также архитектуры современного программного обеспечения
Данное учебное пособие предназначено для изучения теоретического материала по дисциплине «Операционные системы» для студентов направления 230100.62 заочной формы обучения.