Серверная операционная система os/2Warp4.5

Новая серверная ОС компании IBM, которая вышла в свет в 1999 году, носит название OS/2WarpServerfore-Business, что подчеркивает ее основное назначение, но поскольку в процессе её создания она носила кодовое название «Аврора» (Aurora), фактически все её так теперь и называют.

Как известно, предыдущие версии системы OS/2 могли предоставить программисту только 512 Мбайт виртуального адресного пространства для нативных 32-битовых задач. В своё время это было очень много. Однако сегодня, хоть и край­не редко ещё встречаются задачи, требующие столь большого объёма оператив­ной памяти, некоторые считают серьёзным недостатком ограничение в 512 Мбайт. Поэтому в последней версии системы это ограничение снято, и теперь объем вир­туальной памяти может достигать 3 Гбайт (напомним, что в WindowsNT4.0 объём виртуального адресного пространства для задач пользователя составляет 2 Гбайт). По умолчанию максимальный объём виртуальной памяти задачи OS/2v. 4.5 со­ставляет 2 Гбайт, но командой «VIRTUALADDRESSLIMIT=3072» в конфигурационном файлеCONFIG.SYSон может быть увеличен.

В этой системе разработчики постарались все прежние остатки старого 16-битового кода, который ещё оставался в предыдущих версиях системы, заменить на полностью 32-битовые реализации, что повышает скорость работы системы. Прежде всего, сделана поддержка 32-битовых драйверов инсталлируемых файловых систем (IFS), ибо в предыдущих системах работа с ними велась через трансляцию вызовов 32bit16bit32bit. В то же время для обеспечения совмес­тимости со старым программным обеспечением кроме 32-битового используется и 16-битовыйAPI.

Для повышения надежности файловой подсистемы создана новая журналирующая файловая система JFS(journalingfilesystem).JFSвведена для удовлетворения потребности в более живучей файловой системе для OS/2Warp.JFSимеет большую безопасность в структурах данных благодаря технике, разработанной для СУБД. Работа с файловой системой происходит в режиме транзакций с ве­дением журнала транзакций. В случае системных сбоев есть возможность обра­ботки журнала транзакций с целью занесения или сброса каких-либо изменений, произведённых во время системного сбоя, эта система также повышает скорость восстановления файловой системы после сбоя. Сохраняя целостность файловой системы, эта система управления файлами не гарантирует восстановление поль­зовательских данных. Следует отметить, что файловая система JFS обеспечивает самую высокую скорость работы с файлами из всех известных систем, создан­ных для ПК, что очень важно для серверной ОС.

Для работы с дисками создан специальный менеджер дисков – LVM¹. Все уста­навливаемые файловые системы содержатся в LVM. LVMосуществляет определение имён дисков для программ, которые этого требуют. Это позволяет избира­тельно назначить любую букву любому разделу. И даже больше – ОС не будет сама использовать имена дисков. LVM в совокупности с JFS позволяет объеди­нять несколько томов и даже несколько физических дисков в один большой ло­гический том.

Сетевая ос реального времениQnx

Операционная система QNX является мощной операционной системой, позволяющей проектировать сложные программные системы, работающие в реальном времени как на одном-единственном компьютере, так и в локальной вычислительной сети. Встроенные средства операционной системы QNX обеспечивают поддержку многозадачного режима на одном компьютере и взаимодействие параллельно выполняемых задач на разных компьютерах, работающих в среде локальной вычислительной сети. Основным языком программирования в сис­теме является язык С. Основная операционная среда соответствует стандартам POSIX–интерфейса. Это позволяет с небольшими доработками перенести необ­ходимое накопленное программное обеспечение в среду операционной системы QNX для организации их работы в среде распределенной обработки.

ОС QNX является сетевой, мультизадачной, многопользовательской (многотер­минальной) и масштабируемой. С точки зрения пользовательского интерфейса и APIона очень похожа наUNIX. Однако QNX – это не версияUNIX, хотя по­чему–то многие так считают. Она была разработана, что называется «с нуля», канадской фирмойQNXSoftwareSystemsLimitedв 1989 году по заказу Министерства обороны США. Причём эта система построена на совершенно других архитектурных принципах, отличных от принципов, использованных при созда­нии ОСUNIX.

QNX была первой коммерческой ОС, построенной на принципах микроядра и обмена сообщениями. Система реализована в виде совокупности независи­мых (но взаимодействующих через обмен сообщениями) процессов различного уровня (менеджеры и драйверы), каждый из которых реализует определенный вид сервиса. Эти идеи позволили добиться нескольких важнейших преимуществ. Вот как они описаны на сайте, посвященном системе QNX [60].

 Предсказуемость,означающая её применимость к задачам жёсткого реально­го времени. QNX является операционной системой, которая дает полную гарантию в том, что процесс с наивысшим приоритетом начнет выполняться практически немедленно и что критическое событие (например, сигнал тре­воги) никогда не будет потеряно. Ни одна версияUNIXне может достичь подобного качества, поскольку нереентерабельный код ядра слишком велик. Любой системный вызов из обработчика прерывания вUNIXможет привес­ти к непредсказуемой задержке (то же самое касаетсяWindowsNT, где реаль­ное время заканчивается междуISRиDPC).

 Масштабируемостьиэффективность,достигаемые оптимальным использо­ванием ресурсов и означающие её применимость для встроенных (embedded) систем; вы не увидите в каталоге /devогромной кучи файлов, соответствую­щих ненужным драйверам. Драйверы и менеджеры можно запускать и уда­лять (кроме файловой системы, что очевидно) динамически, просто из команд­ной строки. Вы можете иметь только тот сервис, который вам реально нужен, причем это не требует серьезных усилий и не порождает проблем.

 Расширяемостьинадёжностьодновременно, поскольку написанный вами драй­вер не нужно компилировать в ядро, рискуя вызвать нестабильность системы.

Менеджеры ресурсов (сервис логического уровня) работают в кольце защи­ты 3, и вы можете добавлять свои, не опасаясь за систему. Драйверы работают в кольце с уровнем привилегий 1 и могут вызвать проблемы, но не фатально­го характера. Кроме того, их достаточно просто писать и отлаживать.

 Быстрый сетевой протокол FLEET¹,прозрачный для обмена сообщениями, автоматически обеспечивающий отказоустойчивость, балансирование нагруз­ки и маршрутизацию между альтернативными путями доступа.

 Компактная графическая подсистема Photon,построенная на тех же принци­пах модульности, что и сама ОС, позволяет получить полнофункциональныйGUI²(расширенныйMotif), работающий вместе с POSIX-совместимой ОС всего в 4Мбайт памяти, начиная с i80386 процессора.

Вспомним основные принципы, обязательная реализация которых позволят соз­давать ОСРВ (см. раздел «Требования, предъявляемые к ОС реального времени», глава 5). Первым обязательным требованием к архитектуре ОСРВ являет­ся многозадачностьв истинном смысле этого слова. Очевидно, что варианты с псевдомногозадачностью (а точнее – не вытесняющая многозадачность) типаMS Windows3.х или Novell NetWareнеприемлемы, поскольку они допуска­ют возможность блокировки или даже полного развала системы одним непра­вильно работающим процессом. Для предотвращения блокировок ОСРВ должна использовать квантование времени (то есть вытесняющую многозадачность), что является достаточно легкой задачей. Вторая проблема (организациянадёжных вычислений)может быть эффективно решена при полном использовании воз­можностей процессоровIntel80386 и старше, что предполагает работу ОС в 32-разрядном режиме процессора. Для эффективного обслуживания прерываний ОС должна использовать алгоритм диспетчеризации, обеспечивающийвытес­няющее планирование, основанное на приоритетах.Наконец, крайне желательны эффективнаяподдержка сетевых коммуникацийи наличие развитых механизмоввзаимодействия между процессами,поскольку реальные технологические систе­мы обычно управляются целым комплексом компьютеров и/или контроллеров. Весьма важно также, чтобы ОС поддерживаламножественные потоки управле­ния(не толькомультипрограммный,но имультизадачныйрежимы), а также симметричную мультипроцессорность.

И, наконец, при соблюдении всех перечисленных условий ОС должна быть способна работать на ограниченных аппаратных ресурсах,поскольку одна из её ос­новных областей применения – это встроенные системы. К сожалению, данное условие обычно реализуется путём урезания стандартных сервисных средств.