Операційні системи і мережі ЕОМ
Operating Systems
and Networking
Лекция 6
Управління основною пам’яттю
Пам’ять – великий масив слів або байтів
(big endian / little endian), кожний з яких має свою адресу. Це сукупність (repository) данних з швидким доступом, розділене процесором і пристроями вводу-виводу.
Основна пам’ять – це нестабільний (volatile) пристрій памяті. Її зміст втрачається при збої системи.
ОС відповідає за наступні дії, пов’язані з управлінням пам’яттю:
Відслідковування того, які частини пам’яті в данний момент використовуються і з якими процесами.
Стратегія завантаження процесів в основну пам’ять, по мірі її звільнення.
Виділення і звільнення памяті при необхідності
2
Управління файлами
Файл (file) – об’єм взаємопов’язаної інформації,
яка задається її створювачем. Як правило, файли це є програми (у вигляді початкового тексту або в двійковій формі) або данні.
Інший термін для файла – набір данних (data set)
– IBM 360/370
ОС відповідє за наступні дії, пов’язані з
управлінням файлами:
|
Створення і видалення файлів |
|
Створення і видалення директорій |
|
Підтримка примітивів (користувацьких команд, APIs) |
|
для управління файлами і директоріями. |
|
Відображення файлів на зовнішню память. |
|
Резервне копіювання (backup) файлів на стабільні носії |
|
(стример, flash та ін.) |
|
В деяких ОС реалізовані файлові системи з криптуванням |
|
данних при записі у файл. |
3
Керування вторинною памяттю.
Оскільки розмір основної пам’яті недостатній для постійного збережння всіх програм та данних, в комп’ютері повинна бути передбачена вторинна пам’ять для резервного копіювання, підкачки (back up, swapping) частини основної пам’яті.
В більшості комп’ютерів в якості головної вторинної пам’яті для збереження програм і данних використовуються диски.
ОС відповідає за виконання наступних дій, пов’язаних з управлінням дисками:
Управління вільною дисковою пам’яттю
Виділення дискової пам’яті
Диспетчеризація дисків (disk scheduling)
4
Мережі
Розпреділена система – це сума процесорів, які не використовують загальну пам’ять або години(такти процесора). Кожний процесор має власну локальну пам’ять.
Процесори в системі об’єднані в мережу.
Мережева взаємодія здійснюється по певному протоколу (інтерфейсу, набору команд). Найбільш поширеним мережевим протоколом є TCP/IP, яким є оснований на ІР-адресах комп’ютерів (hosts); наприклад, 190.100.125.1
Мережа забезпечує доступ користувачам до різних мережевих ресурсів (файли, принтери ітд.) і запуск програм (rsh, RPC, RMI, ітд.)
Доступ до загального ресурсу (shared resource) дозволяє:
Пришвидшити розрахунки
Розширити межі доступу до данних
Забезпечити більшу надійність
5
Системи захисту (protection)
Термін захист (protection) використовується для механізму управління доступом програм, процесів та користувачів до системних та користувацьким ресурсам.
Механізм захисту повинен:
Розрізняти авторизований (санкціонований - authorized) і несанкціонований (unauthorized) доступ.
Описувати призначені для захисту елементи управління (конфігурації).
Забезпечувати засоби ввиконання необхідних для захисту дій (сигнали, виключення, блокування і тд.).
6
Системи підтримки командного інтерпритатора
Більшість команд для Ос задаються за допомогою спеціальних контролюючих операторів, призначених для:
Створення процесів та управління процесами
(UNIX: ps –a)
Виконання вводу-виводу (DOS: type file_name)
Управління вторинною пам’яттю (UNIX: share /mydir)
Управління основною пам’яттю
Доступ до файлової системи
Захист (UNIX: chmod 700 my_home_dir)
Управління мережею (telnet host_name; rlogin host_name)
7
Системи підтримки командного інтерпритатора (продовження)
Програма, яка вміє та інтерпритує оператори управління, називається:
-Командним інтерпритатором (Windows / MS- DOS prompt; command.com)
shell (UNIX, Linux; Start/System tools/Terminal)
Її функція полягає у тому, щоб прочитати і виконати наступний керуючий оператор (команду).
8
Сервіси (служби) ОС
Виконання програм – завантаження програми в пам’ять та її виконання (Windows – execution stub; .NET – execution stub для виклику CLR).
Підтримка вводу-виводу – забезпечення інтерфейсу для роботи програм з приладами вводу-виводу.
Робота з файловою системою – надання програмам інтерфейсу для створення, перейменування, видалення файлів.
Комунікація – обмін інформацією між процесами, виконуваними на одному комп’ютері або на інших системах, які знаходяться в мережі. Реалізується за допомогою загальної пам’яті (shared memory) або передачі повідомлень.
Знаходження помилок в роботі процесора, пам’яті, приладів вводу-виводу в програмах користувачів.
9
Додаткові функції ОС
Реалізовані не конкретно для зручності користувача, а для забезпечення виконання операції системи.
•Розпреділення ресурсів між користувачами, програмами і процесами, які працюють одночасно.
•Ведення статистики використання ресурсів з ціллю створення рахунків (наприклад, за мережевий трафік) або для аналізу ефективності роботи системи.
•Захист – забезпечення того, щоб доступ до будь-яких ресурсів був контрольований.
10