13. Ядро ос. Основные понятия (монолитные системы, многоуровневые системы, виртуальные машины).
Ядро ОС – набор подпрограмм, которые организуют работу с ПК (планировщик процессов, менеджер памяти, система управления вводом/выводом)
Многоуровневая архитектура - архитектура приложения, разделяющая пользовательские сервисы, прикладные сервисы и сервисы данных.
Виртуальная машина - совокупность вычислительных ресурсов, реализующая поведение некоторого реального компьютера.
На одном реальном компьютере может быть построено несколько виртуальных машин, каждая из которых выполняет свою программу и не препятствует работе другой виртуальной машины.
Два подхода к проектированию ОС:
Монолитные системы - операционные системы, представляющая собой систему без какой-либо структуры, в которой отсутствуют подпрограммы и функции. ОС вольна обращаться к любой другой функции ОС.
Минусы: 1) Сбой какой-либо компоненты приводит к сбою всей ОС, т.е. разработчику необходимо очень тщательно тестировать программный код. Причиной сбоя ОС могут послужить некачественные драйвера. Для монолитных ОС постоянно выпускаются обновления.
2) Из-за отсутствия четкой структуры сложно производить модернизацию ОС, поддержку нового типа устройств
3) Сложно переносить на другую аппаратную платформу
Плюсы: быстрота, простота реализации.
14. Ядро ос. Модель клиент-сервер и микроядро.
Модель клиент-сервер построена на базе микроядра. Ядро ОС - набор подпрограмм, предназначенных для организации работы всей ОС. В него входят функции: управления памятью, процессами, работа с внешними устройствами. Подход микроядра заключается в том, чтобы в составе самого ядра оставить минимальный набор подпрограмм, а все остальные функции возложить на отдельный модуль или сервис.
Сервер – поставщик какой-либо услуги, клиент – потребитель.
Эта модель используется в БД, сетевых обработках и т.д.
Сбои касаются только сетевой модели.
сбоившее приложение может быть прекращено и запущено заново
функции ОС можно легко расширять
Скорость работы системы чуть падает, так как на системный вызов уходит немного больше времени, чем на вызов подпрограммы. С концепцией клиент-сервер тесно связано понятие микроядра.
Суть в том, чтобы в ядре остался минимальный набор функций.
для организации многозадачности
для реализации системных вызовов
для обработки прерываний
Все остальные функции вынесены в виде серверов.
Функция, отвечающая за переключение процессов, а в сервере – функция, которая принимает решение, какому процессу дать ход.
Таким образом, достаточно внести изменение в подпрограммы микроядра. ОС, реализующих в чистом виде модель с микроядром, нет из соображений производительности. В первых версиях Windows графический интерфейс реализован отдельно, а в последних версиях – он входит в состав ядра. Использование микроядра совсем не означает, что ОС занимает мало места. Минимально было необходимо для Win 4.0 – 16 mb.
Модель клиент-сервер подходит для распределенных систем.
Распределенные и сетевые ОС
Сетевые ОС: пользователи сетевых ОС знают о том, что есть другие компьютеры, они могут удалённо подключаться и пользоваться их ресурсами. Каждый компьютер является полностью автономным и не зависит от других. Обладает собственным списком пользователей. Реализуется путём добавления малого куска кода к ОС (драйвер сетевого адаптера)
Распределенные ОС: Представляется традиционной ОС, хотя она и состоит из множества компьютеров. Пользователи не знают, на каком компьютере находятся их файлы, где выполняются программы. Все задачи доступа к файлам выполняют программы. Они поддерживают ОС. Они сложнее сетевых ОС.