Аппаратные средства

Рис. 1.2. Объектно-ориентированная ОС

В объектно-ориентированных системах чаще используются потоки, чем процессы. Это связано с тем, что эти системы в основном являются уз­коспециализированными и в них относительно редко добавляют новое программное обеспечение. Почтовый ящик- это объект, включающий в себя:

• в качестве данных - три очереди: очередь процессов, ожидающих сообщения, очередь сообщений, ожидающих процессы, очередь процессов, пославших сообщения и ожидающих подтверждения;

• в качестве методов — функции работы с очередью и операции чтения и записи.

Такая организация почтового ящика позволяет организовать обмен со­общениями между процессами без потери данных. Представители данного класса: OZONE, OS/400.

1.4.2. Загрузка ос

Чтобы операционная система могла функционировать, ее необходимо, как и любое программное обеспечение, однократно установить и загружать всякий раз для использования раньше, чем остальные программы. Загрузка - процесс подготовки программы к работе, заключающийся в пересылке программы из внешней памяти в оперативную память, ее настройке и даль­нейшем запуске. Загрузка- это период высокой уязвимости системы. Ошибки в файлах конфигурации, сбои оборудования могут сильно ослож­нить этот процесс. Для различных ОС процессы различаются, но можно описать ход данной процедуры в общем случае.

Английское название процесса загрузки — bootstrapping (от англ. «pull itself up by its own bootstraps»), - система поэтапно «поднимет себя за шнурки ботинок». Дейст­вительно, основные средства ОС в момент запуска еще недоступны, приходится постепенно подтягивать нужные силы.

Загрузка операционной системы на IBM-совместимом компьютере на­чинается с того, что BIOS считывает программу начальной загрузки (MBR) с первого сектора накопителя (первые 512 байт накопителя, MBS) в оперативную память по адресу 0000:7с00 и передает ей управление. MBR начинает со сканирования таблицы разделов в поисках раздела, где находится начальный загрузчик ОС (он помечен особым флагом). Этот флаг показывает, что данный раздел является загрузочным. Как только MBR обнаружит хотя бы один такой флаг, она считывает в память загрузочный код из первого сектора раздела, помеченного флагом, и передает ему управление или же загружается ядро ОС.

Загрузочный код содержит программу загрузчик ОС, который:

• обеспечивает необходимые средства для диалога с пользователем компьютера (например, загрузчик позволяет выбрать ядро операционной системы для загрузки);

• приводит аппаратуру компьютера в состояние, необходимое для старта ядра операционной системы;

• загружает ядро операционной системы в ОЗУ;

• формирует параметры, передаваемые ядру операционной системы;

• передает управление ядру операционной системы. Наиболее популярная схема загрузки конкретной ОС [12];

■ загрузка и инициализация ядра;

■ распознавание и конфигурирование устройств; " создание необходимых системных процессов;

• выполнение командных файлов запуска системы;

• авторизация.

При «аварийной» (в специальном режиме) или ручной загрузке неко­торые действия могут быть пропущены.

Проще всего происходит загрузка систем, ядро которых вместе со всеми дополнительными модулями (драйверами устройств, файловых сис­тем и др.) собрано в единый загрузочный модуль. При переконфигурации системы, добавлении или удалении драйверов и других модулей необхо­дима пересборка ядра, которая может производиться либо стандартным системным редактором связей, либо специальными утилитами генерации системы. Для такой пересборки в поставку системы должны входить ис­ходные тексты (Linux) или объектные модули ядра.

Большинство современных ОС используют схему, при которой допол­нительные модули подгружаются уже после старта самого ядра. Список модулей, которые необходимо загрузить, а также параметры настройки яд­ра, собраны в специальных файлах. У DOS этот файл называется CONFIG.SYS, у MS Windows - реестром. Сложность при таком способе за­грузки состоит в том, что ядро, еще не до конца инициализировавшись, уже должно работать с файловой системой.

Большинство современных систем после основной загрузки требуют авторизованного входа в систему, и только после этого загрузка будет счи­таться завершенной.

Распространенные загрузчики (по материалам www.wikipedia.ru): •NTLDR - ядра Windows NT;

•Windows Boot Manager (bootmgr.exe, winload.exe) - ядра Windows Vista; ■LILO (Linux LOader) - ядра Linux;

•GRUB (Grand Unified Bootloader) - ядра Linux и Hurd (StartUp Manager); •OS/2 BootManager - загрузчик ядра OS/2; •RedBoot — для встраиваемых систем;

■SILO (SPARC Improved bootLOader) — Linux и Solaris для машин с архитектурой SPARC.

■Loadlin - Linux из под DOS или Windows; ■Syslinux - Linux из под DOS или Windows; •BOOTP - для загрузки по сети; ■Yaboot - Linux на PowerPC; ■BootX - Mac OS X.