Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БОС Раздел 1 Архитектура ОС.doc
Скачиваний:
110
Добавлен:
14.05.2015
Размер:
1.2 Mб
Скачать

2.5. Понятие ядра и микроядра ос

2.5.1. Понятие ядра ос

Понятие ядра ОС непосредственно вытекает из принципов построения ОС, конкретно – из принципа избирательности.

Принцип функциональной избирательности предусматривает выделение некоторого множества важных модулей, которые должны быть постоянно в “горячем” режиме для обеспечения эффективного управления вычислительным процессом. Этот выделенный набор модулей называют ядром ОС. При формировании состава ядра ОС ищут компромисс между двумя разноречивыми требованиями: в состав ядра должны войти наиболее часто используемые модули; объем памяти, занимаемый ядром ОС, должен быть как можно меньше. Программы ядра ОС постоянно находятся в оперативной памяти ЭВМ и называются резидентными. Программы ОС, подгружаемы в ОЗУ по мере необходимости из внешней памяти, называются транзитными.

2.5.2. Понятие микроядра ос

Ядро любой современной ОС представляет собой набор очень большого количества функций, с запутанными взаимосвязями и очень расплывчатыми границами между основными подсистемами. В результате любая модификация организованной таким образом системы дается тяжело и приводит к появлению в новых версиях большого количества ошибок. Кроме того, не во всех инсталляциях нужны все компоненты ядра, а при монолитном его построении удаление ненужных функций затруднено. Недостатки, присущие операционным системам с большим монолитным ядром (а это в первую очередь различные версии Unix), породили интерес к системам, построенным на основе микроядра.

Микроядерный подход заключается в том, что базовые функции ядра оформляются в виде отдельной небольшой компоненты, выполняемой в привилегированном режиме, а остальные функции ОС выполняются в пользовательском режиме с использованием примитивов микроядра. Ввиду больших потенциальных преимуществ, которые сулит этот подход, можно предположить, что в ближайшее время большинство новых операционных систем будет строиться на основе микроядра. Наиболее известными реализациями этого подхода являются микроядра Mach и Chorus.

Основной сложностью использования микроядерного подхода на практике является замедление скорости выполнения системных вызовов при передаче сообщений через микроядро по сравнению с классическим подходом.

Микроядро по определению содержит базовые механизмы, имеющиеся внутри любой операционной системы, поэтому знакомство с этими механизмами в чистом виде полезно и для изучения любой конкретной ОС.

Микроядра лицензируются и используются как готовый программный продукт в качестве основы для построения коммерческой сетевой операционной системы. Сейчас имеется несколько коммерческих реализаций операционных систем на основе, например, микроядра Mach (NextStep фирмы Next, Unix BSD, OSF/1 v.1.3).

Контрольные вопросы к теме 2

  1. Дать определение понятия процесса. Зачем оно требуется?

  2. Дать определение понятия прерывания. Зачем оно требуется?

  3. Дать определение понятия виртуальности. Зачем оно требуется?

  4. Дать определение понятия ресурса. Зачем оно требуется?

  5. Охарактеризуйте понятие «ядро ОС»?

  6. Охарактеризуйте понятие «микроядро ОС»?

Тема 3. Понятие управления задачами

3.1. Организация управления задачами

Теория и практика создания операционных систем , концентрированно выраженных в принципах и концепциях построения ОС (см. темы № 1 и 2), позволили в качестве основы применять двухуровневую схему управления прохождением пакетов заданий в вычислительной системе. Применение не менее двух уровней в схеме управления опирается на использование частотного принципа при построении ОС. Различают уровни долгосрочного (внешнего) и краткосрочного (внутреннего) планирования.

Уровень внешнего планирования выполняет действия, относительно редкие в системе, но требующие больших системных затрат.

Уровень внутреннего планирования выполняет частые и более короткие действия по управлению процессами.

Объектами управления уровня долгосрочного планирования являются задачи и их объединения – работы.

Работа – совокупность задач обработки данных, объединенных для достижения заданных целей обработки. Каждая работа является независимой единицей обработки данных и связана с исполнением одной или нескольких программ (пользовательских и/или системных) на одном или нескольких процессорах для достижения определенного результата.

Объектом управления на уровне краткосрочного планирования являются процессы, которые выступают как конкурирующие друг с другом потребители ресурсов вычислительной системы.

Пакет заданий представляет собой заявку пользователя на выполнение вычислительной системой обработки данных и состоит из следующих компонентов:

  • данные для идентификации пользователя;

  • общую управляющую информацию пакета заданий (максимально необходимый объем ОЗУ, приоритет, вид выдачи сообщений ОС и т.п.);

  • одно или несколько заданий на обработку.

Каждое задание на обработку, будучи компонентом заявки пользователя, содержит следующие данные, передаваемые операционной системе:

  • программы заданий (или их имена) и параметры запуска программ;

  • управляющую информацию задания;

  • требования на аппаратные и информационные ресурсы (ОЗУ, внешние устройства , библиотеки программ и т.д.);

  • исходные данные обработки.

Обслуживание заявок на обработку данных в соответствии с требованиями пользователей осуществляется операционной системой с привлечением различных программно-аппаратных средств.