13. Микроядерная архитектура

Суть:

В привилегированном режиме остается работать только небольшая часть ядра – микроядро. (В микроядре содержится и исполняется минимальное количество кода, необходимое для реализации основных системных вызовов. В число этих вызовов входят передача сообщений и организация другого общения между внешними по отношению к микроядру процессами, поддержка управления прерываниями, а также ряд некоторых других функций.)

Состав микроядра:

1. машинно-зависимые модули

2. модули, выполняющие функции по управлению виртуальной памятью, пересылки сообщений , управлению устройствами ввода / вывода.

Остальные, более высокоуровневые функции оформляются в виде приложений, которые работают в пользовательском режиме. ПРИМЕР: менеджер ресурсов. В этом случае менеджер ресурсов называется сервером. Сервер обслуживает запросы локальных приложений и др. модулей.

Достоинства: 1. Высокая надежность (машинный код находится в ядре).

2.Расширяемость

3. Надежность. достигается за счет того, что каждый сервер выполняется в виде отдельного процесса в своей области памяти и, т.обр., получается, что они защищены друг от друга.

4. поддержка распределения вычислений

Недостатки:

Снижение производительности за счет большого числа переключений между пользовательским и привилегированным режимами: приложение – микроядро – сервер ОС – микроядро .

Когда в обычной ОС: приложение – ядро – приложение

ЕЩЕ КОЙ-КАКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

(- более простая организация чем у монолитных ОС;

- с микроядром функция операционной системы разбивается на модульные части, которые могут быть сконфигурированы целым рядом способов, позволяя строить большие системы добавлением новых частей;

- микроядра также облегчают поддержку мультипроцессоров созданием стандартной программной среды, которая может использовать множественные процессоры в случае их наличия, однако не требует их, если их нет. - сети из общающихся между собой микроядер могут быть использованы для обеспечения операционной системной поддержки возникающего класса массивно параллельных машин.

- поскольку микроядра малы и имеют сравнительно мало требуемого к исполнению кода уровня ядра, они обеспечивают удобный способ поддержки характеристик реального времени, требующихся для мультимедиа, управления устройствами и высокоскоростных коммуникаций.

- хорошо структурированные микроядра обеспечивают изолирующий слой для аппаратных различий. Таким образом, они упрощают перенесение кода и увеличивают уровень его повторного использования. )

15. Файловая система. Структура магнитного диска.

Файловая система – набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которое отвечает за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление файловым доступом. Она определяет способ организации данных.

СТРУКТУРА МАГНИТНОГО ДИСКА.

Информация на магн. дисках размещается блоками – секторами.

Они располагаются на концентрических дорожках поверхности диска. Каждая дорожка образуется при вращении магн. диска под зафиксированной в некотором положении головки чтение / запись.

НЖМД содержит один или более дисков. Группа дорожек одного радиуса, расположенных на поверхностях магн. дисков, образует так называемые цилиндры. Современные НЖМД имеют несколько десятков тысяч цилиндров.

Каждый сектор состоит из поля данных, поля служебной информации. Размер сектора устанавливается контроллером или драйвером (пользовательский интерфейс DOS, поддерживает размер сектора 512 байт). Физический адрес сектора определяется с помощью трех координат [c – h – s], с – номер цилиндра; h – номер рабочей поверхности; s – номер сектора на дорожке;

Жесткий диск может быт разбит на несколько разделов.

Разделы дисков могут быть двух типов:

1. primary (первичный) – max число 4, на диске должен быть по крайней мере 1 primary раздел, если их несколько, то один активным, а другие считаются невидимыми.

2. extended (расширенный) – может быть только 1. Он может быть разделен на множество разделов, которые называются логическими дисками.

С активного раздела загружается программа загрузки операционной системы, так называемый менеджер загрузки. По физич. Адресу [0-0-1] на винчестере располагается главная загрузочная запись MBR, содержащая внесистемный загрузчик NSB, а также таблицу разделов PT.

MBR содержит:

1.Программа начальной загрузки NSB 2.Таблица описания разделов диска PT, расположенная в MBR по смещению 64 байта 3. Сигнатура MBR. По наличию этой сигнатуры BOIS проверяет , чтобы первый блок был загружен успешно.

Таблица описания разделов диска PT состоит: 

1. флаг активности раздела(1 байт)

2. номер головки начала раздела (1)

3. номер сектора и номер цилиндра загрузочного сектора раздела (2)

4. кодовый идентификатор ОС (1)

5. номер головки конца раздела (1)

6. номер сектора и номер цилиндра последнего сектора раздела (2)

7. младшее и старшее двухбайтовое слово относительно номера начального сектора (4)

8. младшее и старшее двухбайтовое слово раздела в секторах (4)