Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

samples / Stacionar / OS1-7

.doc
Скачиваний:
18
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
63.49 Кб
Скачать

1. Определения ОС

ОС занимают важное место в совокупности современных программных средств, составляющих ПО ЭВМ. Они являются основой организации вычислительного процесса в вычислительной системе и определяют эффективность, как использования аппаратных компонентов системы, так и решения поставленных задач. От них зависит эффективность труда персонала, использующего и обслуживающего дорогую технику.

Под ОС понимаю набор управляющих программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительной системы. Иногда под названием ОС подразумевают распределение, планирование ресурсов (динамическое или статическое распределение).

Другие определения характеризуются функциональным подходом. В этом случае ОС представляет собой перечисление функций, которые она выполняет.

Функции ОС:

  • Распределение ресурсов

  • Организация мультипрограммных режимов

  • Разработка программ

  • Отладка программ

  • Выполнение программ

  • Управление (заданиями, задачами, данными памятью, процессами)

К функциям ОС относят также обеспечение высоких показателей по двум важнейшим характеристикам вычислительных систем: эффективности и надежности. Повышение эффективности подразумевает повышение эффективности использования аппаратных средств, выражающееся в ряде показателей (комплексным показателем является процент полезного машинного времени), повышение пропускной способности вычислительной системы, выражающееся в количестве выполняемой работы в единицу времени (задачи, задания, программы), снижение системных издержек, повышение производительности труда программиста и др. участников вычислительного процесса.

Повышение надежности функционирования вычислительной системы, как одна из функций ОС, подразумевает наличие средств обеспечения достоверности получаемых результатов, уменьшение влияния сбоев, уменьшение времени восстановления работоспособности после сбоев и отказов, а также наличие средств для создания контрольных точек и повторений вычислений после сбоев с контрольной точки, средств резервирования данных.

ОС – это сложный, многоцелевой, многофункциональный комплекс программ, являющийся составной частью почти всех вычислительных систем.

ОС является посредником между ЭВМ и человеком, другими словами это логическое расширение функций аппаратуры в сторону человека. Она позволяет от физического уровня аппаратуры перейти к более высокому логическому уровню, который становится уровнем вычислительной системы и который более удобен для человека.

При разработке ОС или отдельных ее компонентов приходится исходить из требований решения тех или иных проблем стоящих перед системами обработки данных и отображать их на возможности аппаратуры.

??? 2. Схема взаимодействия ядра персонального компьютера с пользователем

Режимы работы ОС:

  1. Режим пакетной обработки

  2. Диалоговый режим

  3. Режим разделения времени

  4. Режим реального времени

Категории пользователей ОС:

  1. Программисты (системные и проблемные)

  2. Операторы

  3. Инженеры

  4. Административные работники

ОС – это сложный, многоцелевой, многофункциональный комплекс программ, являющийся составной частью почти всех вычислительных систем.

ОС является посредником между ЭВМ и человеком, другими словами это логическое расширение функций аппаратуры в сторону человека. Она позволяет от физического уровня аппаратуры перейти к более высокому логическому уровню, который становится уровнем вычислительной системы и который более удобен для человека.

При разработке ОС или отдельных ее компонентов приходится исходить из требований решения тех или иных проблем стоящих перед системами обработки данных и отображать их на возможности аппаратуры.

Логические уровни общения человек-ЭВМ:

ЭВМ и ОС => системные программисты

Языки программирования и прикладные программы => проблемные программисты

3. Классификация операционных систем

ОС могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера, особенностями использования методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и другими свойствами.

1) Особенности алгоритмов управления ресурсами

В зависимости от особенностей использования алгоритмов управления процессора ОС делятся на многозадачные и однозадачные; многопользовательские и однопользовательские; на системы поддерживающие многонитиевую обработку и не поддерживающие ее; на многопроцессорные и однопроцессорные.

2) Поддержка многозадачности

По этому признаку ОС делятся на однозадачные и многозадачные.

3) Поддержка многопользовательского режима

Однопользовательские и многопользовательские

4) Вытесняющая и невытесняющая многозадачность

5) Поддержка многонитиевости

Важным свойством ОС является возможность вычислений в рамках одной задачи. Многонитиевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными компонентами.

6) Многопроцессорная обработка

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой. Это ассиметричные и симметричные ОС. Ассиметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя остальные задачи по остальным процессорам. Симметричные ОС полностью децентрализованы и используют весь набор процессоров (пулл), разделяя их между системными прикладными задачами.

7) Особенности аппаратных платформ

На свойства ОС непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают ОС ПК, мини компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ.

8) Особенности областей использования

Многозадачные ОС разделяют на 3 типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:

  • Системы пакетной обработки

  • Системы разделения времени

  • Системы реального времени

9) Особенностей методов построения

При описании ОС часто указывают особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу. К основным концепциям относится:

  • Способы построения ядра системы (монолитное и микроядерное ядра)

  • Построение ОС на базе ООП (подхода)

  • Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС

  • Распределенная организация ОС позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах.

4. Особенности методов построения операционных систем

При описании ОС часто указывают особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу. К основным концепциям относится:

  • Способы построения ядра системы (монолитное и микроядерное ядра). Большинство ОС используют одно ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме, использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующая переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот. Альтернатива – построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой. В то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС, работающие в пользовательском режиме. При таком построении ОС работаю более медленно, т.к. часто выполняют переходы между привилегированным режимом и пользовательским. Зато система получается более гибкой, ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать.

  • Построение ОС на базе ООП (подхода) дает возможность использовать все его достоинства, зарекомендовавшие себя на уровне приложений внутри ОС, а именно:

сосредоточение удачных решений в форме стандартных объектов; возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования; защита данных в объекте от несанкционированного использования извне; структурируемость системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

  • Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС

  • Распределенная организация ОС позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах. В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю предоставлять и воспринимать сеть в виде однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы распределенных ресурсов; единой службы времени; использование механизма вызова удаленных процедур; многонитиевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисление в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличия других распределенных служб.

5. Атрибуты и права доступа к файлу

В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов разные характеристики:

  • Информация о разрешенном доступе

  • Пароль для доступа к файлу

  • Владелец файла

  • Создатель файла признак только для чтения

  • Признак скрытого файла

  • Признак системного файла

  • Признак архивного файла

  • Признак двоичного или символьного файла

  • Признак временного файла

  • Признак блокировки

  • Длина записи

  • Указатель на ключевое поле в записи

  • Длина ключа

  • Время создания, последнего доступа и последнего изменения

  • Текущий размер файла

  • Максимальный размер файла

Права доступа - это атрибуты файла или каталога, которые указывают серверу, кто и что может делать с соответствующим файлом или каталогом.

Определить права доступа к ресурсу — значит определить для каждого пользователя набор операций, которые ему разрешено применять к данному ресурсу. В разных операционных системах для одних и тех же типов ресурсов может быть определен свой список дифференцируемых операций доступа. Для файловых объектов этот список может включать следующие операции:

        создание файла,

        уничтожение файла;

        открытие файла,

        закрытие файла;

        чтение файла;

        запись в файл;

        дополнение файла;

        поиск в файле,

        получение атрибутов файла;

        установка новых значений атрибутов;

        переименование;

        выполнение файла;

        чтение каталога;

        смена владельца;

        изменение прав доступа.

6. Методы распределения памяти

  1. Без использования внешней памяти

  • Фиксированными разделами

  • Динамическими разделами

  • Перемещаемыми разделами

  • С использованием внешней памяти

    • Страничное распределение

    • Сегментное размещение

    • Сегментно-страничное распределение

    Распределение памяти фиксированными разделами

    Разделение ОП на несколько разделов фиксированной величины. Очередная задача помещается либо в общую очередь, либо в очередь к некоторому разделу.

    Подсистема управления памятью, задачи:

    • Сравнив размер программы поступившей на выполнение , выбирает подходящий раздел

    • Загрузка программы и настройка адресов

    «+» - простота реализации

    «-» - жесткость, неэффективное использование памяти – даже маленькая программа занимает весь раздел

    Разделение памяти разделами переменной величины

    Память не делится на разделы. Сначала вся ОП свободна. Каждой вновь поступившей задаче выделяется необходимая ей память. Если достаточный объем памяти отсутствует, то задача не принимается и стоит в очереди.

    В произвольный момент времени память представляет собой случайную последовательность занятых и свободных участков (разделов) произвольного размера.

    Задачи ОС в данном методе:

    • Ведение таблиц свободных и занятых областей

    • При поступлении новой задачи – анализ запроса, просмотр таблиц свободных областей и выбор раздела, размер которого достаточен для размещения поступившей задачи

    • Загрузка задачи в выделенный ей раздел и корректировка таблиц свободных и занятых областей

    • После завершения задачи корректировка таблиц свободных и занятых областей

    «+» - гибкость

    «-» - фрагментация

    Перемещаемые разделы

    Перемещение всех занятых участков в сторону старших либо младших адресов – чтобы вся оставшаяся свободная память образовывала единую свободную область.

    7. Файловая система в структуре операционной системы

    ФС – это часть ОС, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске и обеспечить совместное использование файла несколькими пользователями и процессами.

    Понятие ФС включает:

    Совокупность всех файлов на диске

    Наборы структур данных, используемых для управления файлами (каталоги, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске)

    Комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности 7 создание, уничтожение, чтение, запись и др. операции над файлами.

  • Соседние файлы в папке Stacionar