- •Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
- •Часть 1. Введение в операционные системы
- •Таганрог
- •Оглавление
- •Часть 1. Введение в операционные системы 10
- •Введение Предмет, цель и задачи дисциплины
- •Структура дисциплины
- •Особенности дисциплины
- •Важнейшие моменты эволюции ос
- •Часть 1. Введение в операционные системы
- •1. Основные сведения об операционных системах
- •1.1. Основные элементы аппаратуры компьютера
- •1.2. Определения ос
- •( ( ( (Аппаратура) 1 ) 2 ) 3 ) 4 ) 5
- •1.3. Единицы работы и критерии эффективности вс, подчеркивающие роль ос
- •1.4. Режимы работы компьютеров, обеспечиваемые ос
- •1.5. Функции ос
- •1.6. Классификация ос
- •1.7. Основные принципы построения ос
- •1.8. Требования, предъявляемые к современным ос
- •1.9. Тенденции развития ос на современном этапе
- •1.10. Контрольные вопросы и задания
- •2. Концептуальные основы ос
- •2.1. Ресурс
- •2.1.1. Понятие и определения ресурса
- •2.1.2. Классификация и свойства ресурсов
- •2.2. Процесс
- •2.2.1. Понятие и определения процесса
- •2.2.2. Состояния процесса
- •2.2.3. Виды, классификация и свойства процессов
- •2.2.4. Отношения между взаимосвязанными процессами
- •2.2.5. Поток
- •2.3. Функциональные компоненты ос
- •2.3.1. Подсистема управления процессами
- •2.3.2. Подсистема управления памятью
- •2.3.3. Подсистемы управления файлами и увв
- •2.3.4. Средства защиты данных и администрирования
- •2.3.5. Интерфейс прикладного программирования
- •2.4. Концепция прерывания
- •2.4.1. Назначение и типы прерываний
- •2.4.2. Механизм прерываний
- •2.4.3. Программные прерывания
- •2.5. Концепция виртуализации
- •2.6. Дисциплины распределения ресурсов, используемые в ос
- •2.6.1. Понятия запроса, очереди, дисциплины распределения ресурса
- •2.6.2. Классические дрр
- •2.7. Средства взаимодействия пользователя с компьютером в среде ос
- •2.8. Контрольные вопросы и задания
- •Список сокращений к части 1
- •Глоссарий к части 1
- •Литература к части 1
- •Приложения Приложение 1. Описание дисциплины «Операционные системы»
- •Приложение 2. Взаимосвязь и особенности популярных ос
- •Приложение 3. Тестовые задания по дисциплине «Операционные системы». Часть 1. Введение в операционные системы
- •Основы операционных систем Учебное пособие
- •Часть 1. Введение в операционные системы
1.5. Функции ос
Существующие сегодня разнотипные ОС различаются областями применения, аппаратными платформами, методами реализации, свойствами и возможностями [1-4]. Естественно, это вызывает и функциональные различия этих ОС. Часто полный набор поддерживаемых некоторой ОС функций выявить не так просто. Например, некоторая функция, сегодня выполняемая внешним по отношению ОС компонентом, в новой версии ОС может стать ее неотъемлемой частью и наоборот. Поэтому при изучении ОС из всего многообразия их возможных функций следует уметь выделять те основные (базовые) функции, которые присущи всем или большинству ОС.
Вся совокупность основных (базовых) функций, которую выполняют ОС общего назначения, может быть представлена в виде многоуровневой схемы (рис.1.4).
Пользователи
7. Управление пользователями (администрирование) |
|
6. Управление задачами |
|
4. Управление связями |
5. Управление вводом-выво-дом (логический уровень) |
2. Управление процессами |
3. Управление ресурсами |
1. Управление оборудованием (физический уровень) |
|
Аппаратура компьютера
Рис.1.4. Основные функции ОС
Функция управления оборудованием обеспечивает самый нижний (физический) уровень управления. Основным аппаратом для работы ОС здесь является система прерываний. Используется несколько типов прерываний, для каждого из которых есть своя программа обработки.
Для взаимодействия с УВВ на физическом уровне в ОС предусмотрены специальные программы, которые:
анализируют состояние УВВ;
передают данные, если надо преобразуя их;
обрабатывают сбои УВВ;
контролируют ошибки.
Для ПК и рабочих станций такие программы называют драйверами (от слова to drive – управлять), для мэйнфреймов и суперкомпьютеров – канальными программами. Канальные программы обеспечивают работу каналов: мультиплексного (обслуживание «быстрых» УВВ – дисководов жестких дисков, CD, DVD, магнитооптики) и селекторного (обслуживание «медленных» УВВ – приводов магнитных лент, флоппи-дисководов) [10].
Управление процессами. Ниже будут рассмотрены понятие процесса в контексте ОС, состояния процесса и переходы между ними, взаимодействие процессов. Всем этим ОС должна управлять, поэтому функция управления процессами является ключевой.
Управление ресурсами. Ниже будет рассмотрено понятие ресурса в контексте ОС, виды ресурсов и особенности работы с ними. Ресурсов обычно не хватает, поэтому функция их разумного распределения является важной.
Управление связями. Организуется взаимодействие отдельных задач пользователя и программ ОС между собой с передачей данных и управления в соответствии с определенными соглашениями.
Управление вводом-выводом. Организуется работа УВВ на логическом уровне, более удобном и понятном пользователю. Здесь основная единица данных, с которой взаимодействует пользователь – файл, осуществляется поддержка файловых операций.
Управление задачами – более высокий по сравнению с процессами уровень управления. Это планирование последовательности выполнения задач. Обычно каждой задаче назначается свой приоритет, в зависимости от которого она чаще или реже получает в свое распоряжение процессор, и ОС должна выбрать из очереди готовых к решению следующую задачу для решения.
Управление пользователями (администрирование) – учет пользователей, работающих с системой, защита данных разных пользователей. Некоторые пользователи могут быть привилегированными, число пользователей может меняться.
Анализируя рис.1.4, следует обратить внимание на тесную взаимосвязь всех функций ОС и в первую очередь на такие их группы (по номерам), как (2+4+6 – многоуровневого планирования вычислений) и (1+5 – управления вводом-выводом). В рамках выделенных функций 1–7 самостоятельное значение приобрели функции эффективной поддержки интерфейсов, в том числе ГИП, а также функции защиты.
Кроме рассмотренных функций ОС могут выполнять целый ряд специальных: поддержка мультимедиа, локальных, глобальных и корпоративных сетей, intranet/internet-технологий и т.д. Сегодня практически все разрабатываемые ОС поддерживают сетевые функции, заслуживающие отдельного детального рассмотрения. Они будут изучаться в дисциплине «Сети ЭВМ и телекоммуникации».