- •Операционные системы Автор В.А.Серков
- •История
- •Windows 3.11
- •Системная виртуальная машина System VM
- •System VDM
- •Сервисные функции системы
- •Ядро Windows 3.11
- •Файловая система
- •Менеджер виртуальных машин
- •Windows 95
- •Windows 95 (в отличии от Windows 3.х) является полноправной операционной системой.
- •В.А.Серков "Операционн
- •Особенности Windows 95
- •Недостатки
- •Windows 98
- •Архитектура операционной
- •Windows NT
- •История
- •Операционная система Windows NT с самого начала проектировалась с учетом всех требований, предъявляемых
- •Windows NT поддерживает симметричную многопроцессорную организацию вычислительного процесса, в соответствии с которой ОС
- •Для управления нитями Windows NT Server использует механизм приоритетов.
- •Windows NT Server поддерживает до 16 параллельных процессоров, что актуально для таких серверов,
- •При управлении устройствами ввода/вывода Windows NT Server использует асинхронный подход.
- •Для того, чтобы прикладная программа могла использовать несколько потоков, не нужно предусматривать этого
- •В соответствии с требованием совместимости, Windows NT обеспечивает среду выполнения не только для
- •Помимо совместимости программных интерфейсов, Windows NT поддерживает существующие файловые системы.
- •Вотличие от большинства других операционных систем, Windows NT изначально разрабатывался с учетом возможности
- •Архитектура Windows NT
- •В основе архитектуры операционной системы Windows NT положена технология КЛИЕНТ- СЕРВЕР.
- •Windows NT разделена на несколько подсистем, каждая из которых выполняет отдельный набор сервисных
- •Часть Windows NT, работающая в режиме ядра, называется executive -
- •Вторую часть Windows NT, работающую в
- •Поддержку защищенных подсистем обеспечивает исполнительная часть - Windows NT executive, которая работает в
- •Менеджер
- •Подсистема ввода- вывода. Включает в себя следующие компоненты:
- •Ядро расположено над уровнем аппаратных абстракций (Hardware Abstraction Level HAL), который концентрирует в
- •Защищенные
- •Защищенные подсистемы Windows NT работают в пользовательском режиме и создаются Windows NT во
- •Windows NT использует защищенные подсистемы для
- •Наиболее важной подсистемой окружения является Win32 - подсистема, которая обеспечивает доступ для приложений
- •POSIX (Portable Operating System Interface for Unix — Переносимый интерфейс операционных систем
- •Основным средством, скрепляющим все подсистемы Windows NT в единое целое, является механизм вызова
- •Windows NT Workstation
- •Windows NT Server
- •Windows 2000
- •Система была анонсирована в 1994 году. Альфа-тестирование проводилось с начала 1995 года по
- •Пользовательский
- •1.Фиксированные процессы поддержки системы
- •3.Пользовательские приложения (user applications) — бывают пяти типов-Win32, Windows 3.1, MS- DOS, POSIX
- •В Windows 2000 пользовательские приложения не
- •Режим ядра
- •Исполнительная система (executive),
- •Ядро (kernel), содержащее низкоуровневые функции операционной системы, которые поддерживают, например, планирование потоков, диспетчеризацию
- •Драйверы устройств (device drivers), в состав которых входят драйверы аппаратных устройств, транслирующие пользовательские
- •Уровень абстрагирования от оборудования (hardware abstraction layer, HAL), изолирующий ядро, драйверы и исполнительную
- •Подсистема поддержки окон и графики (windowing and graphics system), реализующая функции графического пользовательского
Для управления нитями Windows NT Server использует механизм приоритетов.
В определенные моменты производятся оценка приоритетов и перераспределение нитей по процессорам.



Последовательные стадии одного потока программы могут выполняться разными процессорами или откладываться до высвобождения
очередного процессора.
В.А.Серков "Операционн |
21 |
ые системы" 11 |
|
Windows NT Server поддерживает до 16 параллельных процессоров, что актуально для таких серверов, как Symmetry 750 фирмы Sequent с 16 процессорами Intel 486/50 МГц.
Следует, однако, иметь в виду, что реализация СМП в Windows NT Server нацелена на оптимизацию производительности и не обеспечивает резервирования в целях повышения отказоустойчивости.
В случае выхода из строя одного из
процессоров система останавливается.
В
Windows NT Server в полной мере реализован потенциал масштабируемости архитектуры СМП. Однопроцессорную систему можно легко развивать, наращивая число процессоров, без замены версии ОС или приложений.
В.А.Серков "Операционн |
22 |
ые системы" 11 |
|
При управлении устройствами ввода/вывода Windows NT Server использует асинхронный подход.
Для завершения процесса и начала выполнения новой задачи не нужно ждать поступления сигнала об окончании таких операций, как чтение или запись.
Каждый процесс создается с использованием одной нити, которая служит
специфическим отображением выполнения
программы процессором.
Впоследствии программа может создавать новые нити, и Windows NT Server будет распределять их и управлять ими, не привлекая к
этому
приложения высокого уровня.
В.А.Серков "Операционн |
23 |
ые системы" 11 |
|
Для того, чтобы прикладная программа могла использовать несколько потоков, не нужно предусматривать этого в ее алгоритме.
Отдельный поток создается для каждой операции. Например, в одном потоке программа может воспроизводить сложную графическую форму, а другой использовать для редактирования объемного чертежа. Каждый из этих потоков (или, с

точки
зрения пользователя, операций) работает
на отдельном процессоре, не требуя никаких
управляющих вмешательств со стороны приложения.
Потоки внутри процесса используют общую область
памяти и, следовательно, не должны
специально обмениваться данными.
В.А.Серков "Операционн |
24 |
ые системы" 11 |
|
В соответствии с требованием совместимости, Windows NT обеспечивает среду выполнения не только для приложений с исходным программным интерфейсом Win32 API.
При выполнении на процессорах фирмы Intel защищенные подсистемы Windows NT обеспечивают двоичную совместимость существующих приложений фирмы Microsoft, включая MS-DOS, Win16, OS/2.
На MIPS RISC процессорах двоичная совместимость достигается для приложений MS-DOS


и
16-битных Windows-приложений (с использованием
эмуляции).
Windows NT обеспечивает также совместимость на уровне исходных текстов для POSIX-приложений, которые твердо придерживаются интерфейса, определенного в стандарте IEEE 1003.1.
В.А.Серков "Операционн |
25 |
ые системы" 11 |
|
Помимо совместимости программных интерфейсов, Windows NT поддерживает существующие файловые системы.
- файловая система MS-DOS (FAT), 












-
файловая система CD-ROM,
-
файловая система OS/2 (HPFS),
- собственная файловая система (NTFS).
В.А.Серков "Операционн |
26 |
ые системы" 11 |
|
Вотличие от большинства других операционных систем, Windows NT изначально разрабатывался с учетом возможности работы в сети.
Врезультате этого функции совместного использования файлов, устройств и объектов встроены в интерфейс с пользователем.
Администраторы могут централизованно управлять и контролировать работу сетей в


масштабах крупных предприятий.
Особенно важно отметить возможность
распространения работы приложений типа клиент-сервер на многокомпьютерные системы.
В.А.Серков "Операционн |
27 |
ые системы" 11 |
|
Архитектура Windows NT
В.А.Серков "Операционные системы" 11 |
28 |
В основе архитектуры операционной системы Windows NT положена технология КЛИЕНТ- СЕРВЕР.
Приложение, выступающее в качестве

клиента
посылает запросы
ядру ОС, которая (в качестве сервера) выполняет определенные действия, обслуживая
приложение.
В.А.Серков "Операционн |
29 |
ые системы" 11 |
|
Windows NT разделена на несколько подсистем, каждая из которых выполняет отдельный набор сервисных функций.
Каждый сервер реализуется в пользовательском режиме, выполняя цикл проверки запроса от клиента на одну из его сервисных функций.
Клиент, которым может быть либо другая компонента ОС, либо прикладная программа, запрашивает сервис, посылая


сообщение на сервер.
Ядро ОС (или микроядро),
работая в привилегированном режиме, доставляет сообщение нужному серверу, затем сервер выполняет операцию, после этого ядро возвращает результаты
клиенту с помощью другого сообщения.
POSIX |
WIN-32 |
OS/2 |
|
|
Logon |
|
клиент |
клиент |
клиент |
|
|
клиент |
|
Подсистема |
|
|
Подсистема |
Подсистема |
||
POSIX |
|
|
OS/2 |
|
безопасности |
|
|
|
Подсистема Win-32 |
|
|
|
|
Режим пользователя (кольцо 3) |
|
|
|
|||
Режим ядра (кольцо 0) |
|
|
|
|
||
|
Ядро (kernel.exe, user.ехе, gdi.ехе) |
|
||||
Менеджер Менеджер |
Менеджер |
Вызов |
Менеджер |
Менеджер |
||
объектов процессов виртуальной локальных |
ссылок |
ввода/ |
||||
|
|
памяти |
процедур |
безопасн. |
вывода. |
|
|
|
|
|
|
|
Файловая |
|
|
|
|
|
|
система |
Уровень аппаратной абстракции (HAL) |
|
Драйверы |
||||
|
|
|
|
|
|
устройств |
|
|
Аппаратные средства |
|
|
||
В.А.Серков "Операционн |
30 |
ые системы" 11 |
|
