Тема 2. Основы строения ос

2.1. Определение и основные составляющие ос

Операционные системы и их оболочки относится к системному ПО.

Операционная система– это программа (совокупность программ), которая координирует работу компьютера: управляет размещением программ и данных в оперативной памяти компьютера, интерпретирует команды, управляет периферийными устройствами (в том числе вводом-выводом) и распределяет аппаратные ресурсы.

Когда выполняется любая программа, она использует ресурсыкомпьютера, такие как процессорное время, пространство оперативной памяти, пространство ввода-вывода.Процессорное время– это период, во время которого регистры и исполнительные блоки процессора заняты обработкой и исполнением машинного кода, относящегося к 1 программе.Пространство оперативной (основной) памяти– это адресуемые ячейки памяти, в которые помещается код программы и её данные до и во время её исполнения. Кпространству ввода-выводаотносятся, прежде всего, адресуемые регистры контроллеров, через которые и происходит передача.

Управление различными ресурсами ЭВМ – одна из основных задач ОС.

Оболочкиоперационных систем обеспечивают удобный интерфейс (способ общения) для пользователя, программиста и компьютера с его программами между собой.

Основные компоненты ОС– управляющие и обрабатывающие программы.Управляющиепрограммыуправляют работой ВМ. Они определяют порядок выполнения обрабатывающих программ и обеспечивают их необходимым набором услуг для их выполнения. То есть они в первую очередь обеспечивают автоматическую смену заданий для поддержания непрерывного режима работы ЭВМ при переходе от одной программы к другой без вмешательства оператора. То есть ОС и прикладные программы функционируют до того момента пока системный исполняемый код в правильной последовательности подаётся на процессор.

Все управляющие программы можно подразделить на 3 разновидности:

1. Программы управления задачами– считывают входные потоки задач (код разных программ, который будет исполняться в определенной последовательности), обрабатывают их в зависимости от приоритета, инициируют одновременное выполнение нескольких заданий, вызывают процедуры, ведут системный журнал.

2. Программы управления данными– обеспечивают способы хранения, идентификации и выборки обрабатываемых данных. Они управляют вводом-выводом данных, объединением данных в блоки для записи и хранения.

3. Программы управления восстановлением – обрабатывают прерывания от систем контроля, регистрируют сбои, анализируют возможность завершения затронутой сбоем задачи и переводят систему в состояние ожидания, если завершение задачи невозможно.

Обрабатывающие программы обращаются к управляющим для того, чтобы те им предоставили определенные ресурсы компьютера (например, место в оперативной памяти или процессорное время для исполнения задания), то есть они пользуются услугами или сервисами ОС, делая запросы к ним.

Таким образом, ОС – это также программа, но состоящая из модулей.

Поясним несколько часто встречающихся терминов.

Задача (задание)– программный код, который необходимо исполнить. Исполнение кода занимается центральный процессор (ЦПУ,CPU). Поскольку он может исполнять только машинные двоичные инструкции (команды), перед тем, как использовать программу, написанную на языке высокого уровня, «понятный» процессору.

В рамках одного задания рождается процесс, который будет исполняться процессором. Каждый процесс может породитьпотоки,то есть части кода программы, исполняемые параллельно.

Ядро ОС– постоянная (резидентная) часть ОС, которая постоянно находится в оперативной памяти после запуска ОС и управляет работой других модулей, подсистем и управляющих программ ОС.