Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции по итт.doc
Скачиваний:
63
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
670.21 Кб
Скачать

Архитектура операционной системы

Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы.

  1. Ядро – модули, выполняющие основные функции ОС как правило в привилегированном режиме.

  2. Модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

В состав ядра входят функции, решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса, такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка станиц, обработка прерываний. Эти функции недоступны для приложений. Другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду. Приложения могут обращаться к ядру с запросами – системными вызовами – для выполнения тех или иных действий, например для открытия и чтения файла, вывода графической информации на дисплей, получения системного времени и т.д. Функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют прикладного программный интерфейс – API.

Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы.

  1. Утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных на магнитную ленту.

  2. Системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики.

  3. Программы предоставления пользователю дополнительных услуг – специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, игры.

  4. Библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т.д.

Рисунок 1 – Многослойная структура ядра ОС

Приведенное разбиение ядра ОС на слои является достаточно условным. В реальной системе количество слоев и распределение функций между ними может быть и иным. Выбор количества слоев ядра является ответственным и сложным делом: увеличение числа слоев ведет к замедлению работы ядра за счет дополнительных межслойных взаимодействий, а уменьшение числа слоев ухудшает расширяемость и логичность системы.

Аппаратная зависимость и переносимость ОС. Многие операционные системы успешно работают на различных аппаратных платформах без существенных изменений в своем составе. Во многом это объясняется тем, что, несмотря на различия в деталях, средства аппаратной поддержки ОС большинства компьютеров приобрели много типовых черт, а именно эти средства в первую очередь влияют на работу компонентов операционной системы. В результате можно выделить достаточно компактный слой машинно-зависимых компонентов ядра и сделать остальные слои общими.

Мультипроцессорная обработка – одновременное выполнение двух и более процессов (программ) несколькими процессорами вычислительной системы.

Файловые системы

FAT является наиболее простой из поддерживаемых Windows. Основой файловой системы FAT является таблица размещения файлов, размещённая в самом начале тома. На случай повреждения на диске хранятся две копии этой таблицы.

Диск, отформатированный в файловой системе FAT, делится на кластеры, размер которых зависит от размера тома. Одновременно с созданием файла создается запись и устанавливается номер первого кластера, содержащего данные. Такая запись в таблице размещения файлов сигнализирует о том, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.

NTFS поддерживает систему метаданных и использует специализированные структуры данных для хранения информации о файлах для улучшения производительности, надёжности и эффективности использования дискового пространства. NTFS хранит информацию о файлах в Master File Table (MFT). NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей (списки контроля доступа – ACL), а также назначать квоты (ограничения на максимальный объём дискового пространства, занимаемый теми или иными пользователями). NTFS использует систему журналирования для повышения надёжности файловой системы.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.