лекции СПО

При выполнении своих функций ф йлов я систем тесно

вз имодействует с подсистемой упр вления внешними устройств ми, котор я по з прос м ф йловой системы осуществляет перед чу д нных между диск ми

и опер тивной п мятью.

Подсистем упр вления внешними устройств ми, н зыв ем я т кже

подсистемой ввод -вывод , исполняет роль интерфейс ко всем устройств м,

подключенным к компьютеру. Спектр этих устройств очень о ширен.

д птеров и олее специ льных устройств ввод -вывод , т ких к к, н пример,

н ло о-цифровые прео р зов тели, может н считыв ть сотни моделей. Эти

модели мо ут существенно отлич ться н ором и последов тельностью ком нд,

с помощью которых осуществляется о мен информ цией с процессором и

упр влять единственной моделью устройств , н пример модемом U-1496E

комп нии ZyXEL, или же руппой устройств определенно о тип , н пример

лю ыми Hayes-совместимыми модем ми. Для пользов теля очень в жно, что ы

опер ционн я систем включ л к к можно ольше р зноо р зных др йверов,

т к к к это р нтирует возможность подключения к компьютеру ольшо о

числ внешних устройств р зличных производителей. От н личия подходящих

др йверов во мно ом з висит успех опер ционной системы н рынке

определенный интерфейс между др йвер ми и ост льной ч стью ОС, что ы

р зр отчики из комп ний-производителей устройств ввод -вывод мо ли

пост влять вместе со своими устройств ми др йверы для д нной опер ционной системы.

Прикл дные про р ммисты мо ут пользов ться интерфейсом др йверов

в том, что о мен с лю ым внешним устройством вы лядит к к о мен с ф йлом,

3.2.4 Защита данных и администрирование

Безоп сность д нных вычислительной системы о еспечив ется

з щиты от нес нкциониров нно о доступ . В последнем случ е ОС з щищ ет д нные от оши очно о или злон меренно о поведения пользов телей системы.

Первым ру ежом о ороны при з щите д нных от нес нкциониров нно о доступ является процедур ло ическо о вход . Опер ционн я систем должн у едиться, что в систему пыт ется войти пользов тель, вход которо о р зрешен

дминистр тором. Функции з щиты ОС воо ще очень тесно связ ны с

функциями дминистриров ния, т к к к именно дминистр тор определяет

пр в пользов телей при их о р щении к р зным ресурс м системы — ф йл м,

з верш ть чужие процессы, созд в ть учетные з писи пользов телей, изменять

принтеров и т. п. Список со ытий, которые нео ходимо отслежив ть,

определяет дминистр тор ОС.

Поддержк отк зоустойчивости ре лизуется опер ционной системой,

к к пр вило, н основе резервиров ния. Ч ще все о в функции ОС входит

поддерж ние нескольких копий д нных н р зных диск х или р зных дисковых н копителях. Резервируются т кже принтеры и дру ие устройств ввод -

вывод . При отк зе одно о из из ыточных устройств опер ционн я систем

дминистр тору выполнять ре улярные опер ции резервно о копиров ния для о еспечения ыстро о восст новления в жных д нных.

3.2.5 Интерфейс прикладного программирования

Прикл дные про р ммисты используют в своих приложениях о р щения к ОС, ко д для выполнения тех или иных действий им тре уется

осо ый ст тус, которым о л д ет только опер ционн я систем . Н пример, в

ольшинстве современных ОС все действия, связ нные с упр влением

пп р тными средств ми компьютер , может выполнять только ОС. Помимо

этих функций прикл дной про р ммист может воспользов ться н ором

сервисных функций ОС, которые упрощ ют н пис ние приложений. Функции

сост в опер ционной системы. В то же время д же при н личии в ОС соответствующей функции про р ммист может ре лизов ть ее с мостоятельно в р мк х приложения, если предложенный опер ционной системой в ри нт е о не вполне устр ив ет.

прикл дно о про р ммиров ния (Application Programming Interface, API). От

упрощ ет ст нд ртиз цию опер ционных систем и о еспечив ет переносимость

упр вление перед ется опер ционной системе, котор я выполняет тре уемую функцию и возвр щ ет результ ты через п мять, ре истры или стеки. Если опер ция проведен неуспешно, то результ т включ ет индик цию оши ки.

пп р тной пл тформы. Кроме то о, он з висит от язык про р ммиров ния.

При использов нии ссем лер про р ммист уст н влив ет зн чения ре истров и/или о л стей п мяти, з тем выполняет специ льную инструкцию вызов сервис или про р ммно о прерыв ния для о р щения к некоторой функции ОС. При использов нии языков высоко о уровня функции ОС вызыв ются тем же спосо ом, что и н пис нные пользов телем подпро р ммы, тре уя з д ния определенных р ументов в определенном порядке.

3.2.6 Пользовательский интерфейс

Опер ционн я систем должн о еспечив ть удо ный интерфейс не только для прикл дных про р мм, но и для человек , р от юще о з

функцион льные возможности д нной ОС. О ычно ком ндный язык ОС позволяет з пуск ть и ост н влив ть приложения, выполнять р зличные

опер ции с ф йл ми и к т ло ми, получ ть информ цию о состоянии ОС

(количество р от ющих процессов, о ъем сво одно о простр нств н диск х

и т. п.), дминистриров ть систему. Ком нды мо ут вводиться не только в интер ктивном режиме с термин л , но и считыв ться из т к н зыв емо о ком ндно о ф йл , содерж ще о некоторую последов тельность ком нд.

Про р ммный модуль ОС, ответственный з чтение отдельных ком нд или же последов тельности ком нд из ком ндно о ф йл , ино д н зыв ют ком ндным интерпрет тором.

Ввод ком нды может ыть упрощен, если опер ционн я систем поддержив ет р фический пользов тельский интерфейс. В этом случ е пользов тель для выполнения нужно о действия с помощью мыши вы ир ет н экр не нужный пункт меню или р фический символ.

3.3 Требования к современным операционным системам

Гл вным тре ов нием, предъявляемым к опер ционной системе,

является выполнение ею основных функций эффективно о упр вления ресурс ми и о еспечение удо но о интерфейс для пользов теля и прикл дных

нео ходимые функции и услу и. Кроме этих тре ов ний функцион льной

опер ционные системы все д изменяются со временем эволюционно, и эти

изменения олее зн чимы, чем изменения пп р тных средств. зменения ОС

о ычно з ключ ются в прио ретении ею новых свойств, н пример поддержке новых типов внешних устройств или новых сетевых техноло ий. Если код ОС

(которые р злич ются не только типом процессор , но и спосо ом ор низ ции всей пп р туры компьютер ) одно о тип н пп р тную пл тформу дру о о

тип . Переносимые ОС имеют несколько в ри нтов ре лиз ции для р зных пл тформ, т кое свойство ОС н зыв ют т кже мно опл тформенностъю.

Совместимость. Существует несколько «дол оживущих» популярных опер ционных систем (р зновидности UNIX, MS-DOS, Windows 3.x, Windows

NT, OS/2), для которых н р от н широк я номенкл тур приложений.

Некоторые из них пользуются широкой популярностью. Поэтому для пользов теля, переходяще о по тем или иным причин м с одной ОС н дру ую,

очень привлек тельн возможность з пуск в новой опер ционной системе

привычно о приложения. Если ОС имеет средств для выполнения прикл дных

про р мм, н пис нных для дру их опер ционных систем, то про нее оворят,

что он о л д ет совместимостью с этими ОС. Следует р злич ть совместимость н уровне двоичных кодов и совместимость н уровне исходных

текстов. Понятие совместимости включ ет т кже поддержку пользов тельских интерфейсов дру их ОС.

Надежность и отказоустойчивость. Систем должн ыть з щищен к к от внутренних, т к и от внешних оши ок, с оев и отк зов. Ее действия

должны ыть все д предск зуемыми, приложения не должны иметь

возможности н носить вред ОС. Н дежность и отк зоустойчивость ОС прежде все о определяются рхитектурными решениями, положенными в ее основу,

т кже к чеством ее ре лиз ции (отл женностью код ). Кроме то о, в жно,

включ ет ли ОС про р ммную поддержку пп р тных средств о еспечения отк зоустойчивости, т ких, н пример, к к дисковые м ссивы или источники

еспере ойно о пит ния.

Безопасность. Современн я ОС должн з щищ ть д нные и дру ие

ресурсы вычислительной системы от нес нкциониров нно о доступ . Что ы

функций, к чество про р ммиров ния код , возможность исполнения ОС н высокопроизводительной (мно опроцессорной) пл тформе.

3.4 Выводы

ОС — это комплекс вз имосвяз нных про р мм, предн зн ченный для

повышения эффективности пп р туры компьютер путем р цион льно о

упр вления е о ресурс ми, т кже для о еспечения удо ств пользов телю путем предост вления ему р сширенной вирту льной м шины.

К числу основных ресурсов, упр вление которыми осуществляет ОС,

Н и олее в жными подсистем ми ОС являются подсистемы упр вления процесс ми, п мятью, ф йл ми и внешними устройств ми, т кже подсистемы

пользов тельско о интерфейс , з щиты д нных и дминистриров ния.

Прикл дному про р ммисту возможности ОС доступны в виде н ор функций, сост вляющих интерфейс прикл дно о про р ммиров ния (API).

В число тре ов ний, предъявляемых се одня к сетевым ОС, входят:

функцион льн я полнот и эффективность упр вления ресурс ми, модульность

и р сширяемость, переносимость и мно опл тформенность, совместимость н

модернизиров ть.

Функцион льн я сложность опер ционной системы неиз ежно приводит к сложности ее рхитектуры, под которой поним ют структурную ор низ цию ОС н основе р зличных про р ммных модулей. О ычно в сост в ОС входят

вывод ), конфи ур ционные ф йлы, ф йлы документ ции, модули спр вочной системы и т. д.

Большинство современных опер ционных систем предст вляют со ой

4.1 Ядро и вспомогательные модули ОС

Н и олее о щим подходом к структуриз ции опер ционной системы

процесс ми, п мятью, устройств ми ввод -вывод и т. п. Ядро сост вляет