4. Ос реального времени. Распределенные и сетевые ос

ПО для них разрабатывается специально для конкретный задач. Они используются для управления технологическим оборудованием и техникой. Их работа заключается в регулировании процессов.

Выполняют несколько ф-ций:

1. регулирование (определяемые параметры должны находиться в заданных диапазонах)

2.регистрация (данные измерений должны регистрироваться в спец журналах и записываться либо в файлы, либо выдаваться на контрольные лампы)

3.обеспечение безопасности. (если значения с датчиков превышают критические значения, то ход процесса должен быть остановлен)

Критерий для определ с-мы реал времени:

1. T-периодичность измерений

2. t-время, необходимое для обработки всей полученной информации, выдача импульса на исполнительное устройство.

ОС – ОС реал времени, если T>>t

2 типа ОС:

1. если действие должно происходить в течение заданного диапазона – ОС с жестким реальным временем

2. если допускаются пропуски, выход за пределы временного диапазона – гибкая с-ма реал времени.

Распределенные и сетевые ОС

Сетев. ОС: польз сетевых ОС знают о том, что есть другие комп, они могут удалённо подключ и польз их ресурсами. Кажд комп явл полностью автономным и независ от других. Облад собств списком пользоват. Реализ путём добавл малого куска кода к ОС (драйвер сет. Адапт)

Распред ОС: Представл. Пользоват традиционной ОС, хотя она и составл из множества компов. Польз не знают, на каком комп. наход их файлы, где выполн. проги. Все задачи доступа к файлам вып прогр. Они поддерж ОС. Они сложнее сетев ос.

5. Принципы разработки современных ос

Математик Дейстрох

1968г. – ОС под названием THE. Разделил функции на 13 уровней абстракции: самый нижний – уровень проводников, самый верхний – программные средства пользователя.

Основные принципы: 1) независимость для пользователя операции ввода/вывода для внешних устройств. 2) Сокрытие информации. Каждый уровень строится на основе уровней стоящих ниже, но скрывает действия от уровней находящихся выше.

6. Рыночные требования, предъявляемые к ОС

- расширяемость (возможность вносить изменения и дополнения не нарушая целостность с-мы)

- переносимость (возм переноса платформы с одной с-мы на другую или на более современный процессор)

- надёжность, отказоустойчивость (с-ма должна быть защищена от внутр и внешних ошибок)

- совместимость (ОС должна иметь ср-ва для исполнения программ, напис для др ОС)

- безопасность (с-ма должна обеспеч контроль доступа к ресурсам)

- с-ма должна обеспечить достаточную производительность

7. CISC и RISC процессоры, конвейерная обработка

Процессоры (по набору команд):

RISC – сокращённый набор команд. Большинство команд вып за одинаковое кол-во тактов, очень просто реализовать конвеерный метод обработки

CISC – сложный набор команд. Одной командой можно выполнить множество действий, сложно повышение производительности.

При конвейерной обработке на каждый такт вып одна команда.

1-загрузка 2-декодирование 3-исполнение 4-запись в память

9. Отличия рабочей станции от персональной ЭВМ

- в раб станции испол более мощный процессор RISC

- в раб стан быстродействующая графич с-ма

- все внешние устр-ва подключены по интерфейсу SCSI (в тч жёсткие диски)

- раб стан под управлением открытой ОС

- как правило готовы для работы в сети

- на них испол профессиональные пакеты для аэродинамич и прочностных расчётов, автоматиз проектирование.

10. Машинный язык, язык высокого уровня, достоинства и недостатки

Это язык программирования, содерж правила, кот реализ аппаратными ср-вами вычислит машины.

Символы машинных языков: 0 и1. Применяется для написания ОС.

Недостатки: аппаратно-зависимый код непригоден для использования на другом процессоре=> придумали языки высокого уровня - некая абстакция, кот позволяет скрыть тонкости работы с аппаратными ср-вами.

11. Системы управления вводом\выводом, спулинг

Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода компьютера. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы. В целях развития интерфейс должен быть одинаковым для всех типов устройств (независимость от устройств).

Физическая организация устройств ввода-вывода

Устройства ввода-вывода делятся на два типа: блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства. Блок-ориентированные устройства хранят информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес. Самое распространенное блок-ориентированное устройство - диск. Байт-ориентированные устройства не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, они генерируют или потребляют последовательность байтов. Примерами являются терминалы, строчные принтеры, сетевые адаптеры.

Операционная система обычно имеет дело не с устройством, а с контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, преобразует поток бит в блоки, состоящие из байт, и осуществляют контроль и исправление ошибок. Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральным процессором.

ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера. Например, контроллер гибкого диска IBM PC принимает 15 команд, таких как READ, WRITE, SEEK, FORMAT и т.д. Когда команда принята, процессор оставляет контроллер и занимается другой работой. При завершении команды контроллер организует прерывание для того, чтобы передать управление процессором операционной системе, которая должна проверить результаты операции. Процессор получает результаты и статус устройства, читая информацию из регистров контроллера.

Организация программного обеспечения ввода-вывода

Основная идея организации программного обеспечения ввода-вывода состоит в разбиении его на несколько уровней, причем нижние уровни обеспечивают экранирование особенностей аппаратуры от верхних, а те, в свою очередь, обеспечивают удобный интерфейс для пользователей.

Ключевым принципом является независимость от устройств. Вид программы не должен зависеть от того, читает ли она данные с гибкого диска или с жесткого диска.

Другим важным вопросом для программного обеспечения ввода-вывода является обработка ошибок. Вообще говоря, ошибки следует обрабатывать как можно ближе к аппаратуре.

ОС выполняет операции ввода-вывода асинхронно, но представляет их для пользовательских программ в синхронной форме.

Последняя проблема состоит в том, что одни устройства являются разделяемыми, а другие - выделенными. Диски - это разделяемые устройства, так как одновременный доступ нескольких пользователей к диску не представляет собой проблему. Принтеры - это выделенные устройства, потому что нельзя смешивать строчки, печатаемые различными пользователями. Наличие выделенных устройств создает для операционной системы некоторые проблемы.

Для решения поставленных проблем целесообразно разделить программное обеспечение ввода-вывода на четыре слоя:

-Обработка прерываний,

-Драйверы устройств,

-Независимый от устройств слой операционной системы,

-Пользовательский слой программного обеспечения.