22. Понятие модуля в операционной системе, его функциональная значимость, разновидности, иерархия.
Отражает как технологические, так и проекционные свойства ОС. Наиболее эффективен, если распространяется не только на ОС, но также и на ПО и аппаратуру.
Модуль– функциональный элемент, имеющий оформление в требованиях системы и средства сопряжения с подобными элементами и элементами более высокого уровня как данной, так и другой системы. Модуль предполагает простую замену на другой при наличии заданных интерфейсов. Чаще всего разделение на модули происходит по функциональному признаку. Различные части ОС представлены отдельно транслируемыми модулями, которые реализуют отдельные функции уровня ОС. Этот уровень базовый. На следующий уровень выносятся новые модули, которые обобщаются в новый, более функционально полный модуль, имеющий доступ к функциям нижнего уровня. Такое иерархическое упорядочение модулей упрощает их эксплуатацию и снижает число ошибок.
23. Структурный состав операционной системы. Назначение и функции комплекса программ технического обслуживания.
Общее математическое обеспечение
1)Испытательные программы
2)Системы программирования
3)ОС
Любая вычислительная система проектируется для работы с супервизором, который представляет собой комплекс программ, координирующих и выполняющих все операции ввода/вывода, осуществляет планирование прохождения задач при многопрограммных режимах работы, обработку нестандартных ситуаций и другие технические проблемы.
Из этого следует , что испытательные программы – это совокупность алгоритмов и программ для проверки исправности ЭВМ, обнаружения и локализации отказов в работе, а так же для устранения влияния отказов на работу управляющей системы.
С увеличением рынка потребления ЭВМ наиболее важным оказался момент эксплуатационной надежности ЭВМ, в этой проблеме четко выделилось 2 (два) направления:
1) обнаружение факта отказа и вытекающий отсюда вопрос о достоверности отказа;
2) локализация места неисправности для последующего восстановления работоспособности системы.
24. Виды структур программ, динамически развивающихся в ос. Концепция виртуальной машины, последовательность трансляции сверху вниз.
В организации многозадачного режима существенной оказывается структура программ, функционирующих в системе и их динамическое поведение в системе. В этом смысле все программы реализуемые программой редактор связи могут быть отнесены к одной из следующих четырех категорий:
Простая структура
Структура с запланированным перекрытием (оверлей)
Динамическая последовательная структура
Динамическая параллельная структура
Программы с простой структурой
Программа с простой структурой загружается в ОЗУ и выполняется как отдельный объект, т.е. сегмент программы загружается в ОЗУ, содержа всю программу целиком. Конкретные команды, выполняемые в этом модуле загрузки не важны ОС даже, если модуль потребует услуги ОС.
Программы с оверлейной структурой
Программы с оверлейной структурой создаются редактором связи как отдельный модуль загрузки, но в нем определены сегменты программы, которые не должны быть одновременно в ОЗУ. Так что одна и та же область ОЗУ может быть повторно использована на основе иерархического построения программы. Этот метод известен как оверлейный и требует минимальной помощи от управляющей программы.
Программы с простой и оверлейной структурой загрузки используют один модуль загрузки.
Программы с динамической последовательной и параллельной структурами
Обе эти структуры при выполнении программы используют несколько модулей. Для управления модулями и установления связи между ними используется четыре макрокоманды: LINK, XCTL, LOAD, DELETE.
Макрокоманда LINK обеспечивает размещение модуля загрузки в ОЗУ и последующее его выполнение. Управление вызывающей программы выполняет команда RETURN, которая освобождает область памяти занятую модулем, но не распределяет ее. В дальнейшем если вновь потребуется тот же самый модуль и этот модуль имеет все необходимые атрибуты, а его копия до сих пор находится в основной памяти и не повреждена, то он повторно используется без обращения к операции выборка. Макрокоманда LINK и возвращающая форма RETURN требуют для своего управления участие программы, т.к. их расширения завершаются макрокомандой супервизору CALL.
Макрокоманда XCTL обеспечивает выборку и выполнение модуля загрузки так же как LINK. Однако XCTL используется в тех случаях, когда программа выполняется в виде нескольких фаз и выполнение модуля загрузки заканчивается и больше не возобновляется. Область, занятая модулем имеющим команду XCTL освобождается и пригодна для дальнейшего использования. Выполнение этой макрокоманды также осуществляется с помощью управляющей программы.
Макрокоманда LOAD обеспечивает загрузку модуля, но не его выполнение. В дальнейшем этот модуль пользуется обычной командой условного перехода BRANCH. Модуль загрузки, загруженный с помощью LOAD, может быть удален с помощью DELETE и может быть повторно использован, если он содержит необходимые атрибуты. Выполнение обоих макрокоманд требует участия управляющей программы.
Концепция виртуальной машины, последовательность трансляции сверху вниз
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.