9. Разъяснить, как в операционных системах реализовано свойство совместимости.

Одним из аспектов совместимости является способность ОС выполнять программы, написанные для других ОС или для более ранних версий данной операционной системы, а также для другой аппаратной платформы.

Двоичная совместимость достигается в том случае, когда можно взять исполняемую программу и запустить ее на выполнение на другой ОС. Для этого необходимы: совместимость на уровне команд процессора, совместимость на уровне системных вызовов и даже на уровне библиотечных вызовов.

Совместимость на уровне исходных текстов требует наличия соответствующего компилятора в составе программного обеспечения, а также совместимости на уровне библиотек и системных вызовов.

Совместимость на уровне исходных текстов важна в основном для разработчиков приложений, в распоряжении которых эти исходные тексты всегда имеются.

Новая ОС обладает двоичной совместимостью или совместимостью исходных текстов с существующими системами, зависит от многих факторов. Самый главный из них — архитектура процессора, на котором работает новая ОС. Если процессор, на который переносится ОС, использует тот же набор команд и тот же диапазон адресов, тогда двоичная совместимость может быть достигнута достаточно просто.

10. Пояснить особенности функционирования операционных систем реального времени. Указать требования к операционным системам реального времени.

Основной особенностью операционных систем реального времени является обеспечение обработки поступающих заданий в течение заданных интервалов времени, которые нельзя превышать. Для подлинной реализации режима реального времени необходима организация мультипрограммирования. Мультипрограммирование является основным средством повышения производительности вычислительной системы, а для решения задач реального времени производительность становится важнейшим фактором.

Основные требования к операционным системам реального времени.

1. Операционная система должна быть мультипрограммной и мультизадачной.

2. В системе реального времени должны существовать гарантии того, что событие с высоким приоритетом будет обработано перед событием более низкого приоритета.

3. Должна существовать система наследования приоритетов.

4.Операционная система должна обеспечивать мощные, надежные и удобные механизмы синхронизации задач.

5. Поведение операционной системы должно быть известно и достаточно точно прогнозируемо.

11. Разъяснить содержание основных принципов построения операционных систем.

1.) Принцип модульности - под модулем в общем случае понимают функционально законченный элемент системы, выполненный в соответствии с принятыми межмодульными интерфейсами.

2.) Принцип функциональной избирательности - в ОС выделяется некоторая часть важных модулей, которые должны постоянно находится в оперативной памяти для более эффективной организации вычислительного процесса.

3.) Принцип генерируемости ОС: суть принципа состоит в организации такого способа исходного представления центральной системной управляющей программы ОС, который позволял настраивать эту системную супервизорную часть исходя из конкретной конфигурации конкретного вычислительного комплекса и круга решаемых задач.

4.) Принцип функциональной избыточности: Этот принцип учитывает возможность проведения одной и той же работы различными средствами.

5.) Принцип виртуализации: построение виртуальных ресурсов, их распределение и использование в настоящее время применяется практически в любой ОС.

6.) Принцип независимости программ от внешних устройств: этот принцип реализуется сейчас в подавляющем большинстве ОС общего применения. Впервые наиболее последовательно данный принцип был реализован в ОС UNIX.

7.) Принцип совместимости: одним из аспектов совместимости является способность ОС выполнять программы, написанные для других ОС или для более ранних версий данной ОС, а также для другой аппаратной платформы.

8.) Принцип открытости и наращиваемости : Открытая операционная система доступна для анализа как пользователям, так и системным специалистам, обслуживающим вычислительную систему.

9.) Принцип мобильности: операционная система относительно легко должна переноситься с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы одного типа, которая включает наряду с типом процессора и способ организации всей аппаратуры компьютера, на аппаратную платформу другого типа.

10.) Принцип обеспечения безопасности вычислений: обеспечение безопасности при выполнении вычислений является желательным свойством для любой много-пользовательской системы.

1. Пояснить, как реализованы в современных операционных системах основные принципы построения операционных систем.

1. принцип модульности. Модуль – функционально законченный элемент, выполняемый в соответствии с принятым межмодульным интерфейсом. Модуль выделяется по функциональному признаку. Модульная организация позволяет легко (из)заменять неправильно работающие модули в ОС. Чаще всего используются реентерабельные и привилегированные модули.

2. принцип функциональной избирательности. Для организации эффективной работы ОС, необходимо выделить некоторые модули и хранить их в ОЗУ.

3. принцип генерируемости ОС. Подразумевает собой возможность генерации ОС в зависимости от аппаратного обеспечения. Процесс генерации обычно производится один раз, перед достаточно долгим режимом эксплуатации. Для генерации необходимо наличие нескольких компонентов:

   1. Исходный код ОС;

   2. Компилятор с языка программирования на котором система написана;

   3. Специальная программа и входной язык для неё, который позволяет управлять процессом генерации.

4. принцип функциональной избыточности. В состав ОС должно входит несколько типов ПО для выполнения одинаковых функций (поддержка разных файловых систем).

5. принцип виртуализации. Позволяет представить ресурсы ОС в виде определённого набора планировщиков и мониторов и использует единую схему распределения ресурсов. Наибольшее проявление – концепция виртуальной машины (воспроизводит архитектуру реальной машины, но может обладать произвольными характеристиками).

6. принцип независимости программ от внешних устройств. Связь программ с конкретным внешним устройством производится не на этапе трансляции, а на этапе выполнения программы. Получается выгода: не нужна лишняя «перекомпиляция».

7. принцип совместимости. Способность выполнять программы для другой ОС или даже для другой аппаратной платформы. 2 уровня совместимости:

1. по выполняемому коду (бинарная). Условия совместимости:

2. 2. по исходному коду. Требуется выполнение следующих условий:

1. принцип открытой наращиваемой ОС (открыт исходный код). Целостность ОС сохраняется (UNIX).

2. принцип мобильности (переносимости). ОС должна легко переноситься на другую аппаратную платформу.

3. принцип обеспечения безопасности и защиты:

1. Защита системы от пользователя;

2. Защита от несанкционированного доступа.

13. Разъяснить содержание понятия «интерфейс операционной системы». Указать задачи интерфейсов операционных систем по управлению процессами, памятью и вводом-выводом.

Под интерфейсами операционных систем понимают специальные интерфейсы системного и прикладного программирования (API), предназначенные для выполнения следующих задач:

1.Управление процессами: запуск, приостановка и снятие задачи с выполнения; задание или изменение приоритета задачи; взаимодействие задач между собой; вызов удаленных процедур (RPC).

2.Управление памятью: запрос на выделение блока памяти; освобождение памяти; изменение параметров блока памяти; отображение файлов на память.

3.Управление вводом-выводом.

14. Пояснить, как реализован API на уровне модулей операционной системы.