IV период. 1980-настоящее время

Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы.

Этот период связан с появлением больших интрегральных схем и ПК.

С середины 80-х гг. стали развиваться сети компьютеров, работающих под управлением сетевых или распределенных систем.

В сетевых ОС каждая машина работает под управлением своей локальной ОС, отличающихся от ОС автономного компьютера наличием дополнительных средств(программная поддержка сетевых интерфейсных устройств и доступа к удаленным ресурсам), но эти дополнения не меняют структуру ОС. Распределенная система внешне выглядит как автономная ОС. Пользователь не знает, где хранятся его файлы и где его программа выполняется. Внутреннее строение распределенной ОС имеет существенное отличие от автономных систем.

4.Из рассматриваемых этапов развития ВС можно выделить 6 основных функций, которые выполнили классические ОС:

1)Планирование заданий и использование процессора

2)Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации

3)Управление памятью

4)Управление файловой системой

5)Управление вводом выводом

6)Обеспечение безопасности

Каждая из этих функций реализована в виде подсистемы, является структурным компонентом ОС. Они не были изначально придуманы как составные части ОС, а появились в процессе развития. ОС существуют потому, что на данный момент это разумный способ использования вычислительных систем.

5.Основные понятия, концепции ос.

В процессе эволюции возникло несколько важных понятий, концепций, которые стали неотъемлемой частью теории и практики ОС.

Системные вызовы

В любой ОС существует механизм для обращения пользовательских программ у услугам ядра ОС.

Системные вызовы – это интерфейс между ОС и пользовательской программой. Они создают, удаляют и используют различные объекты, главные из которых процессы и файлы. Программа запрашивает услуги ОС осуществляя системный вызов сущест. Библиотеки процедур, которые передают управление обработчику данного вызова, входящего в состав ядра ОС. Цель этих библиотек- сделать системный вызов похожим на обычный вызов подпрограмм. Присистемном вызове задача переходит в защищенный режим или режим ядра, поэтому системные вызовы называются программой прерываний в отличие от аппаратных. Обычно системный вызов осуществляется компьютерной программой прерывания INT 21. Программа прерывание- синхронное событие.

Прерывания

Прерывание –(событие) сигнал, генерируемый внешним устройством для немедленной реакции ЦП на событие(нажатие клавиши), либо для извещения о завершении асинхронной операции ввода вывода. (конец чтения данных с магнитного диска в ОЗУ).

Каждый тип аппаратных прерываний имеет номер однозначно определяющий источник прерываний. Аппаратное прерывание – асинхронное событие, т.е. оно возникает вне зависимости от кода программы.

Исключительные ситуации

Исключительная ситуация – exception – это событие, возникающее при выполнении программной команды, которая по каким-то причинам не может быть выполнена до конца. Исключительная ситуация – синхронное событие. Исключительные ситуации бывают исправимые и неисправимые. Возникновение первых является нормальным явлением. Неисправимые исключительные ситуации возникают в результате ошибок в программе. В этих случаях ОС завершает выполнение такой программы.

Файлы

Файлы предназначены для хранения информации на внешних носителях, т.е. принято, что информация должна находится внутри файла. Под файлом понимают именованную часть пространства на носителе информации. Главная задача файловой системы скрыть особенности ввода вывода и дать абстрактную модель файлов независимо от устройства.

С организацией файловой системы связаны такие понятия как каталог, текущий каталог, корневой каталог и путь.

Для манипулирования этими объектами в ОС имеются системные вызовы.

Процессы. Нити

Концепция процессов в ОС одна из фундаментальных. Под процессом понимается экземпляр выполняющийся к ней данными.

Процессы. Понятие процесса

Понятие процессов как основных динамических объектов, над которыми системы выполняют опер-е действия явл-ся фундаментальными понятиями д/изучения работы ОС. Термины «прога» и «задание » предназначены д/описания статически неактивных объектов. Прога динамически активна. Д/выполнения проги ОС д. выделить определённое кол-во опер. памяти, закрепить за ней опред. устройство вв/выв. или файлы, т.е. зарегистрировать опред. ресурсы из общего числа ресурсов всей выч. системы. Их кол-во и конфигурация с течением t изменяется. Д/описания таких активных объектов внутри комп. системы вместо терминов «прога» и «задание » используется термин «процесс». Понятие процесса хар-ет нелин-ую сов-ть набора исполняющих команд, связанных с ним ресурсов (выделенная д/исполнения память или адресное прост-во в стеке , использ-е файлы, устр. вв/выв и т.д.) и текущего момента его выполнения (значение регистра программного счётчика, сост-е стека и значение переменных),находящихся под управлением ОС. Не сущ-ет взаимнооднозначного соответствия м/у процессами и прогами, выполняемыми вычислительной системой.

В некот. ОС для работы опред-х прог м. организовываться более 1 процесса или 1 и тот же процесс м. послед-но исполнять неск. прог. Более того, процесс нах-ся под управлением, поэтому в нём и выпол-ся часть кода её ядра (не нах-ся в исполнительном файле). Это происходит в случае специально запланированных прог-тами (напр., при исполнении сист-х вызовов), так и в непредусмотренных ситуациях(напр., при обраб-ке внеш. прерываний

ПОТОКИ

Концепцию процесса можно охарактеризовать двумя параметрами:

1. Владение ресурсами.

Процесс включает виртуальное адресное пространство в котором содержится образ процесса и время от времени может владеть такими ресурсами, как основная память, устройство вв/выв, файлы. ОС выполняет защитные функции предотвращая нежелательные взаимодействия процессов.

2. Планирование и выполнение.

Выполнение процесса осуществляется путём выполнения кода программы при этом выполнение процесса может чередоваться с выполнением других процессов. Таким образом процесс имеет такие параметры как состояние и текущий приоритет, в соответствии с которым ОС осуществляет его планирование и диспетчеризацию.

В большинстве ОС эти две характеристики являются сущностью процесса. Однако они являются независимыми и ОС может рассматривать их отдельно друг от друга. Чтобы различать эти две характеристики единицу диспетчеризации называют потоком (термин нить, волокно), а единицу владения ресурсами – процессом или задачей. Многопоточностью называется способность ОС поддерживать в рамках одного процесса выполнение нескольких потоков.

Традиционный подход, при котором каждый процесс представляет собой единый поток выполнения называется однопоточным. Например MS-DOS.