5. Принцип виртуализации

Этот принцип позволяет представить струк­туру системы в виде определенного набора планировщиков процессов и распределите­лей ресурсов и использовать единую централизованную схему распределения ресурсов.

Понятие виртуальная машина является итогом концепции виртуальности. Любая ОС, являясь средством распределения ресурсов и организуя по определенным правилам управление процессами, скрывает от пользователя и его приложений реальные аппарат­ные и иные ресурсы, заменяя их абстракциями. Пользователь видит виртуальную маши­ну как некое устройство, способное воспринимать его программы и команды. Пользова­теля не интересует реальная конфигурация вычислительной системы и способы управ­ления ее компонентами. Он оперирует с теми ресурсами, которые ему предоставлены в рамках виртуальной машины.

Виртуальная машина, предоставляемая пользователю, воспроизводит архитектуру реальной машины, но архитектурные элементы в таком представлении имеют новые или улучшенные характеристики, часто упрощающие работу с системой. Характеристики могут быть произвольными, но обычно пользователи хотят видеть идеальную по своим архитектурным характеристикам машину:

• единообразная по логике работы память практически неограниченного объема. Среднее время доступа соизмеримо со временем доступа к оперативной памяти. Органи­зация работы с информацией в такой памяти производится в терминах обработки дан­ных па уровне выбранного пользователем языка программирования;

• произвольное количество (виртуальных) процессоров, способных работать парал­лельно и взаимодействовать во время работы. Способы управления процессорами (син­хронизация и информационные взаимодействия) реализованы и доступны пользовате­лям на уровне используемого языка в терминах управления процессами;

- произвольное количество (виртуальных) внешних устройств, способных работать с памятью виртуальной машины параллельно или последовательно, асинхронно или синхронно по отношению к работе того или иного виртуального процессора, которые инициируют работу этих устройств. Информация, хранимая или передаваемая на вир­туальные устройства, не ограничена допустимыми размерами. Доступ к такой информа­ции осуществляется на основе либо последовательного, либо прямого способа доступа в терминах соответствующей системы управления файлами. Предусмотрено расширение информационных структур данных, хранимых на виртуальных устройствах.

Степень приближения к «идеальной» виртуальной машине может быть большей или мeньшей в каждом конкретном случае. Чем больше виртуальная машина, реализуемая средст­вам ОС на базе конкретной аппаратуры, приближена к идеальной по характеристикам маши­не, чем больше ее архитектурно-логические характеристики отличны от peaльно существую­щих, тем больше степень виртуальности у полученной пользователем машины.

6. Принцип независимости программ от внешних устройств

Этот пришит в настоящее время реализуется в подавляющем большинстве со­временных ОС общего назначения. Принцип независимости заключается в том, что связь программ с конкретными устройствами производится не на уровне трансляции про­грамм, а в период планирования ее исполнения. При работе с новым устройством для хранения данных перекомпиляция не требуется.

Принцип независимости позволяет одинаково осуществлять операции управления внешними устройствами независимо от конкретных физических характеристик. Смена носителя и данных, размещенных на нем, не принесет каких-либо изменений в програм­му, если в системе реализован принцип независимости.