Содержание

1. Введение 5

1.1. Предмет и задачи курса 5

1.2. Краткий очерк истории ОС 5

1.3. Классификация ОС 9

1.4. Критерии оценки ОС 11

1.5. Основные функции и структура ОС 14

1.6. ОС, используемые в дальнейшем изложении 16

2. Управление устройствами 18

2.1. Основные задачи управления устройствами 18

2.2. Классификация периферийных устройств и их архитектура 19

2.3. Прерывания 21

2.4. Архитектура подсистемы ввода/вывода 22

2.5. Способы организации ввода/вывода 24

2.6. Буферизация и кэширование 27

2.7. Драйверы устройств 33

2.8. Управление устройствами в MS-DOS 35

2.9. Управление устройствами в Windows 42

2.10. Управление устройствами в UNIX 44

3. Управление данными 45

3.1. Основные задачи управления данными 45

3.2. Характеристики файлов и архитектура файловых систем 46

3.3. Размещение файлов 47

3.4. Защита данных 50

3.5. Разделение файлов между процессами 51

3.6. Файловая система FAT и управление данными в MS-DOS 52

3.7. Файловые системы и управление данными в UNIX 59

3.8. Файловая система NTFS и управление данными в Windows 67

4. Управление процессами 74

4.1. Основные задачи управления процессами 74

4.2. Реализация многозадачного режима 75

4.3. Проблемы взаимодействия процессов 83

4.4. Управление процессами в MS-DOS 93

4.5. Управление процессами в Windows 98

4.6. Управление процессами в UNIX 108

5. Управление памятью 117

5.1. Основные задачи управления памятью 117

5.2. Виртуальные и физические адреса 118

5.3. Распределение памяти без использования виртуальных адресов 118

5.4. Сегментная организация памяти 121

5.5. Страничная организация памяти 122

5.6. Сравнение сегментной и страничной организации 125

5.7. Управление памятью в MS-DOS 126

5.8. Управление памятью в Windows 128

5.9. Управление памятью в UNIX 134

6. Литература 135

1. Введение

   1. Предмет и задачи курса

Предметом изучения в данном курсе являются операционные системы(ОС) современных компьютеров.

В первом приближении ОС можно определить как комплекс программ, обеспечивающих интерфейс между аппаратурой компьютера, прикладными программами и пользователем компьютера. Соответственно этому определению, все функции, выполняемые ОС, подчинены решению двух основных задач:

• организации эффективной работы аппаратуры компьютера;

• обеспечению удобного использования ресурсов компьютера как прикладными программами, так и пользователем, работающим с компьютером.

Основной целью курса является изучение устройства и функционирования современных ОС. При этом будут рассматриваться два круга вопросов:

• основные принципы построения ОС, наиболее распространенные алгоритмы выполнения различных функций ОС, типовые структуры данных, используемые для обеспечения работы ОС;

• практическое воплощение этих принципов, алгоритмов, структур в наиболее распространенных современных ОС.

В задачи курса не входит обучение практическим приемам работы с конкретными ОС. Это гораздо лучше делать самостоятельно. С другой стороны, не ставится и задача научить слушателей разрабатывать новые ОС. Операционные системы не являются массовыми изделиями, и участвовать в их разработке доводится лишь меньшей части программистов. Уровень знаний, которого хотелось бы достичь при изучении данного предмета, можно сравнить с тем уровнем знаний об устройстве автомобиля, который полезен хорошему водителю. Он не обязательно должен быть автомехаником, однако должен в основных чертах понимать, что находится под капотом и как оно там крутится.