Особенности алгоритмов управления ресурсами

Операционные системы различаются особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Рассмотрим классификацию операционных систем по нескольким основным признакам.

В зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором операционные системы делят на:

• многозадачные и однозадачные;

• многопользовательские и однопользовательские;

• системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее;

• многопроцессорные и однопроцессорные.

Поддержка многозадачности. По числу одновременно выполняемых задач операционные системы могут быть разделены на два класса:

• однозадачные (например, MS-DOS) и

• многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 98).

Однозадачные операционные системы в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером. Однозадачные операционные системы включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Многозадачные операционные системы, кроме вышеперечисленных функций, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

Поддержка многопользовательского режима. По числу одновременно работающих пользователей операционные системы делятся на:

• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);

• многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская операционная система является однозадачной.

Управление памятью

Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой.

Функциями операционной системы по управлению памятью являются:

• отслеживание свободной и занятой памяти;

• выделение памяти процессам;

• освобождение памяти при завершении процессов;

• вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти недостаточны для размещения в ней всех процессов;

• возвращение процессов в оперативную память, когда в ней освобождается место;

• настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Виды памяти

Память – функциональная часть ЭВМ, предназначенная для приема, хранения и выдачи данных.

Внешняя память – память на внешних носителях – дискетах, предназначена для длительного хранения данных, ограничена объемом носителя.

Внутренняя память – память, встроенная в вычислительное устройство и непосредственно управляемая им. Внутреннюю память называют постоянной памятью (ПЗУ – постоянное запоминающее устройство), она используется только компьютером, в ней храниться программное обеспечение, которое управляет работой аппаратуры. Информацию в постоянной памяти нельзя изменить – она используется только для чтения. Эта информация не теряется при выключении компьютера.

Оперативная память (ОП) – программно адресуемая память, быстродействие которой соизмеримо с быстродействием центрального процессора. Данные в ОП доступны машинным командам для непосредственных ссылок по адресу или для обработки. Процессор компьютера работает только с данными, которые находятся в оперативной памяти. Чем больше объем оперативной памяти, тем больше информации компьютер может помнить одновременно. Все содержимое оперативной памяти стирается, как только компьютер выключается.

Рабочая память (буфер) – место в оперативной памяти для временного размещения файлов.