27. 2-Х уровневая и 3-х уровневая ос: состав, назначение, осуществление работы.

Двухуровневая ОС.

В ОС с мультипрограммированием основная память делится на две области, каждая из которых соответствует одному уровню управления, образуя двухуровневую ОС. Двухуровневая ОС имеет следующую иерархическую организацию:

Уровень супервизора1) обработчик прерываний 2) система управления вводом/выводом 3) комплекс программ для управления заданиями 4) комплекс программ для управления задачами

Уровень пользователя 1) проблемные программы 2) языковые трансляторы 3) вспомогательные программы

Трехуровневая ОС. Трехуровневая ОС имеет следующую иерархическую организацию:

1 уровень. Резидентный супервизор.

2 уровень. Управляющая программа.

3 уровень. Программа пользователя.

Управляющая программа и программа пользователя располагаются в основной памяти, выделенной для виртуальных страниц.

В системе, использующей виртуальную память, приходится обращаться с двумя областями памяти: основной и виртуальной. Для управления этими двумя типами памяти используется трехуровневая ОС. Резидентный супервизор управляет распределением реальных ресурсов, и все время находится в ОЗУ. Виртуальная память каждого пользователя делится на две области:

1) Область привилегированной управляющей программы, которая обеспечит стандартное обслуживание – второй уровень управления.

2) Область программы пользователя, которая в данном случае образует третий уровень.

Резидентный супервизор и управляющая программа виртуальной памятью отличаются друг от друга существенными особенностями.

Резидентный супервизор имеет следующие характеристики:

1) В системе существует только один резидентный супервизор.

2) Он работает независимо в состоянии «супервизор».

3) Его обработка выполняется в стандартном режиме системы.

4) Он не подвергается квантованию.

5) Он постоянно находится в ОЗУ.

Управляющая программа имеет следующие характеристики:

1) Каждому пользователю приписана одна управляющая программа.

2) Эти программы работают в состоянии задача.

3) Они выполняются в режиме настройки адресов.

4) Они подвергаются квантованию.

5) Они могут постранично храниться в ОЗУ или удаляться из ОЗУ.

Основное различие между первым и вторым уровнями состоит в том, что программы первого уровня работают в состоянии супервизор и постоянно находятся в ОЗУ. Основное различие между вторым и третьим уровнями состоит в том, что программы второго уровня работают с 0 ключом защиты слова состояния программы, тогда как программы третьего уровня работают с ненулевым ключом защиты.

Отдельные задачи третьего уровня защищены друг от друга механизмом динамического преобразования адресов и таблицы страниц. Если коллективно используется одна или несколько страниц, то записи таблиц страниц указывают на один и тот же блок памяти. Приписывание ключей памяти к блокам основной памяти выполняется в соответствии с принятыми соглашениям

28. Понятие виртуальной машины и принцип трансляции.

Виртуальная память – пространство памяти всех уровней, объединенное системой адресации.

Система виртуальных машин (СВМ). Режим возник при создании системы виртуализации машин, которая предполагает образование на базе имеющихся достаточно больших ресурсов конкретные техни­ческие образования, предоставленные в полное пользование заказчика в форме выделения ему так называемой виртуальной машины.

Виртуальная машина - некое логическое понятие, созданное из технических средств, условное, в реальности не существующее.

// необходимо дополнить системой виртуальных страниц

Схема трансформации исходной программы в рабочую

Задание в общем случае - это выполнение такой последовательности взаимосвязанных обрабатывающих программ, которая охватывает всю прикладную задачу. Выполнение одной обрабатывающей программы может называться задачей (шагом задания или процессом).

Задание состоит из:

- управляющей информации

- программы

- данных

Программа или данные могут храниться либо в библиотеках, либо в файлах, доступных для выбора ОС.

Выполнение задания состоит из нескольких этапов:

- компиляция

- ассемблирование

- редактирование связей

- выполнение модуля

- оформление результата

- вывод результата

Схема прохождения исходной программы через ВС может быть представлена следующим образом:

Задание формируется в виде перечня необходимых для решения ресурсов, состава внешних устройств, перечня наборов данных (файлов), необходимых для работы, а также файлов, получающихся в результате обработки. Программы, написанные на входном языке системы, транслируются и могут быть помещены в библиотеку исходных модулей. В результате трансляции получается объектный модуль, который может быть помещен в библиотеку объектных модулей. Объектный модуль – это программа в некотором промежуточном одинаковом для всех входных языков формате, чаще всего в ассемблированном виде. Объектные модули обрабатываются программами, имеющими общее название «редактор связей» и в зависимости от уровня ОС создают либо абсолютный модуль, либо загрузочный. Абсолютный модуль – это полностью готовая к выполнению программа, которая помещается в библиотеку готовых программ, где и ждет своей очереди на выполнение. Загрузочный модуль выбирается из библиотеки загрузочных модулей программами выборки (макрокоманда FETCH), которые производят настройку его адресов и загружают в память для дальнейшего выполнения.