Структура ос.

Резидентная – постоянно находящаяся в памяти

Ядро (kernel) – резидентная часть ОС, работающая в режиме супервизора. («обычно» работает в режиме физической адресации).

API – набор функций, предоставляемых системному программисту, разрабатывающему прикладные программы, и ориентированные на организацию взаимодействия результирующей программы и вычислительной системы.

В ядре размещаются программы обработки прерываний и драйверы наиболее «ответственных» устройств. Это могут быть и физические, и виртуальные устройства. Например, в ядре могут располагаться драйверы файловой системы.

Динамически подгружаемые драйверы физических и виртуальных устройств- это драйверы, добавление которых в систему возможно «на ходу» без перекомпоновки программ ОС. Они могут являться резидентными и нерезидентными, а также могут работать как в режиме супервизора, так и в пользовательском режиме.

Системный вызов средство ОС, обеспечивающее возможность процессов обращаться к ОС за теми или иными функциями. Пример: создание/завершение процесса, создание канала взаимодействия между процессами и т.д.

При системном вызове основной исполняемый код – часть кода ядра. Вызов подпрограммы – исполняемый код не в ядре.Обычно системный вызов заменяется на специальное прерывание и потом управление передается ОС.

Монолитное ядро – ядро, которое включает в себя все возможности операционной системы, запускаются как единый процесс. Все функциональные компоненты ядра, имеют доступ ко всем внутренним файлам системы. При внесении изменений в монолитную систему все программы перекомпановываются и система перезагружается. Подсистема управления процессами: распределение памяти, планирование, взаимодействие процессов. Файловая подсистема: доступ к файлам.

Можно разделить систему на два уровня: пользовательский уровень, на котором есть штатное средство взаимодействия пользователя с системой для Unix’a. Соответственно внутри реализовано монолитное ядро. Т.е. ядро ОС Unix – это достаточно большой компонент, который собирается из разных частей (компонентов) и он включает в себя разные подсистемы: обеспечение взаимодействия процессами, управление памятью, планирование, файловую подсистему, драйверы разных устройств и т.д. и т.п. И все это является как одно единое целое, и какие-то изменения в этом монолитном большом ядре бывают достаточно трудоемки, как минимум для этого надо выполнять операцию пересборки ядра.

Микроядерная архитектура

Существует стационарное микроядро, которое обеспечивает минимальные функции ОС.

Функции микроядра: работа с адресным пространством, взаимодействие процессов, планирование.

Достоинства микроядерной архитектуры:

Единообразные интерфейсы, расширяемость, гибкость, переносимость, надежность, поддержка распределенных систем.

 

Недостаток – много накладных расходов, связанных с «перемещением»запроса до адресата.

Логические функции ОС

управление процессами

распределение времени ЦП, распределение ресурсов между процессами, создание и удаление процессов, межпроцессные связи, синхронизация процессов

управление ОП

ОС может реализовать различные стратегии управления ОП. Либо стратегия выделения фиксированного количества ОП под процесс, либо динамическое выделения памяти. Должен быть, соответствующий аппарат распределения памяти. Также должен быть аппарат защиты памяти.

В функции ОС также входит: размещение прикладных процессов, реализация виртуальной памяти, изоляция процессов, автоматическое размещение программ по памяти, средства для организации долгосрочного хранения информации.

планирование

Распределение квантов времени на работу с ЦП, внешними устройствами и т.п. между процессами при многопроцессном использовании

управление устройствами и ФС

Унификация способов доступа к информации, контроль доступа, управление редактированием файлов.