1.5 Принципи побудови ос

1.5.1 Модульність

Засоби виокремлення складових частин ОС до окремих модулів зреалізовуються найчастіше за функціональною ознакою. Модулем називається функціонально закінчений елемент системи, узгоджений з прийнятими міжмодульними інтерфейсами. За наявності необхідних інтерфейсів один модуль може бути легко замінений на інший при збереженні цілісності системи.

Модулям властиві такі особливості:

• Привілейований модуль працює за вимкненої системи переривань. Цей модуль виконується до кінця, після чого його можна знову викликати для виконання іншого завдання. На рис. 1.3 показано структуру привілейованого модуля, який діє як поперемінно розподілюваний ресурс. Як приклад можна назвати модулі ядра ОС.

Рисунок 1.3 – Структура привілейованого модуля

Непривілейований модуль може бути перервано під час роботи, причому проміжні результати, отримані перед перериванням, можуть загубитись.

• Модуль може бути одноразово використовувано, після чого він потребує відновлення.

• Реентерабельні модулі дозволяють багаторазове переривання і повторний запуск з інших процесів. Вони забезпечують зберегання проміжних результатів, отриманих до переривання, і повернення до них, коли обчислювальний процес відновлюється з перерваної точки. Це зреалізовується за допомогою статичних або динамічних методів виділення пам’яті під проміжні дані.

• Повторно входимі модулі припускають власне багаторазове паралельне використовування, але їх не можна переривати.

Найбільший ефект від використання принципу модульності досягається при поширенні його на ОС, додатки та апаратну платформу одночасно.

1.5.2 Функціональна вибірковість

В ОС видокремлюється певна частка важливих модулів, які повинні постійно перебувати у оперативній пам’яті – ядро. З одного боку, до складу ядра мають входити найбільш часто використовувані системні модулі, а з другого, – обсяг пам’яті для ядра не має бути надто великим. До складу ядра входять модулі керування системою переривань, засоби формування черг, керування процесами, розподілу ресурсів. Окрім ядра, до ОС входять модулі, які завантажуються до оперативної пам’яті лише в разі необхідності (диск-резидентні).

1.5.3 Генерованость ос

Ядро та основні компоненти, які мають постійно перебувати в оперативній пам’яті, створюються у такий спосіб, щоби їх можна було налаштовувати, виходячи з конкретної конфігурації конкретного обчислювального комплексу та кола розв’язуваних задач. ОС являє собою сукупність системних наборів модулів та даних. Принцип модульності спрощує генерування ОС під конкретний склад обладнання, що здійснюється на етапі інсталяції.

1.5.4 Функціональна надлишковість

Цей принцип забезпечує можливість проведення однієї роботи різними засобами. До складу ОС може входити кілька модулів супервізорів, кожний з яких складається з кількох: супервізор введення/виведення, переривань, програм, диспетчер завдань, різні засоби організації комунікацій поміж обчислювальними процесами. Це дозволяє оперативно адаптувати ОС до конкретної конфігурації обчислювальної системи з метою забезпечення її максимальної ефективності.