3. Призначення та склад операційних систем.

В залежності від режиму виконання запиту користувача, операційні системи поділяються на:

1. ОС пакетної обробки – це система, яка обробляє пакет завдань, які підготовлені одним або декількома користувачами. Пакет завдань поступає на обробку з периферійних пристроїв, взаємодія користувача зі своїм завданням під час обробки неможлива. Обчислювальні системи під керуванням ОС пакетної обробки можуть працювати в одно та багатопрограмних режимах.

2. ОС розподілу часу – забезпечують одночасне обслуговування багатьох користувачів, дозволяючи при цьому кожному з них взаємодіяти зі своїм завданням в режимі діалогу. Ефект одночасного обслуговування досягається розподілом процесорного часу та інших ресурсів обчислювальної системи між кількома обчислювальними процесами, які відповідають окремим завданням користувачів. ОС надає ресурс комп’ютера кожному обчислювальному процесу на певний невеликий проміжок часу (квант часу). Якщо обчислювальний процес не закінчив своє виконання до кінця свого певного кванту часу, його виконання переривається і він заноситься в чергу процесів віддавши ресурси ЕОМ іншому процесу. ОС розподілу часу працюють як правило, як правило, в багатопрограмному режимі.

3. ОС реального часу – повинні гарантувати виконання запитів користувачів за певний заданий відрізок часу. Запити в таких системах надходять як від користувачів, так і від зовнішніх пристроїв і при цьому швидкість виконання обчислювальних процесів повинна бути узгоджена зі швидкістю процесів, які виконуються поза обчислювальною системамою, що керує ними. Час відповіді на запит не повинен перевищувати певних заданих значень реального часу (сек., хв., год.). Необхідний час відповіді системи визначається властивостями об’єктів які вона обслуговує. Обчислювальні системи під керівництвом таких ОС, як правило, працюють у багатозадачному режимі.

4. Діалогові ОС – отримали широке розповсюдження для ПК. Їхньою метою є забезпечення зручної форми діалогу з користувачем. Для виконання частовиконуваних задач вони мають можливість пакетної обробки під керуванням діалогової ОС, коли може працювати в одному з 3-х вище перелічених режимів. Операційна система в загальному випадку складається з ядра та набору системних програм і даних. Ядро здійснює організацію взаємодій користувачів з обчислювальними системами, керування розподілів ресурсів та забезпечення необхідного режиму функціонування ЕОМ, завантаження і контроль виконання програм, обмін даними з периферійними пристроями та керування файлами. Системні програми обслуговують зовнішні пристрої, здійснюють безпосередні файлові операції, підготовку та ввід вхідної інформації, вивід результатів обчислень, а також зберігання і виконання програм.

4. Основні принципи розробки системного програмного забезпечення.

Розглянемо 10 принципів побудови системних програм:

1. Частотний принцип.

Базується на розділенні програм і даних по частоті використання. Для операцій які часто використовуються створюються умови їх швидкого виконання. Найбільш часто виконувані операції створюються найкоротшими. До найбільш часто виконуваних даних забезпечується найшвидший доступ.

2. Принцип модульності.

Модуль – це функціональний елемент певної системи, який має певне оформлення, закінчення та наповнення в рамках даної системи, а також засоби взаємозв’язку з аналогічними модулями, з модулями більш високого рівня, або з модулями іншої системи. По своєму визначенню модуль вказує на легкий спосіб його заміни іншим при наявності певних програмних інтерфейсів. Системні програми розділяються на модулі по функціональному призначенню. Як правило, модулі впорядковані ієрархічно, що дозволяє значно спростити експлуатацію та розробку програм, зменшити кількість проектних та інших помилок.

3. Принцип функціональної вибраності.

Є логічним продовження попередніх двох принципів. Частина важливих модулів повинна бути постійно в активному стані з метою ефективної реалізації обчислювального процесу. Така частина модулів системної програми називається ядром. При формуванні ядра повинні бути забезпечені дві протилежності: з однієї сторони в склад ядра мають входити програми які використовуються найчастіше, з іншої сторони – розмір ядра повинен бути мінімальний.

4. Принцип генерованості.

Дозволяє настроювати системні програми, виходячи з конкретної апаратної конфігурації обчислювальної системи та певного кола вирішуваних задач. Цей принцип реалізується окремою програмою чи утилітою, в результаті чого отримається повна версія системної програми.

5. Принцип функціональної надлишковості.

Системна програма повинна мати можливість виконувати одну і ту ж саму дію різними способами.

6. Принцип по замовчуванню.

Полягає у зберіганні в складі системної програми певних базових описів модулів, конфігурацій, даних які визначають прогнозовані параметри апаратного та програмного забезпечення.

7. Принцип переміщуваності.

Полягає в проектуванні модулів системної програми таким чином, що їх виконання незалежить від їх розміщення в ОЗП. Налаштування модуля на конкретне розміщення в ОЗП відбувається перед виконанням програми і полягає у визначенні фактичних адрес команд програми, в залежності від типу використовуваної обчислювальної системи та моделі пам’яті.

8. Принцип захисту.

Визначається необхідністю розробки засобів, які захищають програми і дані користувача від ушкоджень та будь – якого впливу інших користувачів або інших програм. Програми повинні бути захищені як на етапі виконання, так і під час зберігання. Цей принцип в тій чи іншій мірі реалізований в кожній мультипрограмній ОС.

9. Принцип незалежності програм від зовнішніх пристроїв.

Дозволяє здійснювати управління та обмін даними із зовнішніми пристроями, незалежно від їх конкретних фізичних характеристик. Цей принцип в багатьох сучасних системах реалізований за допомогою механізму драйверів.

10. Принцип відкритості і нарощуваності.

Відкрита системна програма доступна для аналізу спеціаліста. Нарощувана програма дозволяє виконувати не лише принцип генерованості, але й дозволяє вводити в склад системи нові модулі і нарощувати існуючі.