БИЛЕТ. Операционная система. Базовые понятия, определения.
Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающий контроль за существованием, распределением и использованием ресурсов ВС.
Любая ОС оперирует некоторым набором базовых сущностей (понятий) на основе которых строится логика функционирования системы. Например, подобными базовыми понятиями могут быть задача, задание, процесс, набор данных, файл, объект.
Одним из наиболее распространенных базовых понятий ОС является процесс.
Интуитивно определение процесса достаточно просто, но определить процесс строго, формально, достаточно сложно. Поэтому существует целый ряд определений процесса, многие из которых системно-ориентированы.
Процесс – это совокупность машинных команд и данных, исполняющаяся в рамках ВС и обладающая правами на владение некоторым набором ресурсов. Эти права могут быть эксклюзивными, когда ресурс принадлежит только этому процессу. Некоторые из ресурсов могут разделяться, т. е. одновременно принадлежать двум и более процессам, в этом случае мы говорим о разделяемых ресурсах.
Возможно два варианта выделения ресурсов процессу: предварительная декларация использования тех или иных ресурсов; Динамическое пополнение списка принадлежащих процессу ресурсов по ходу выполнения процесса при непосредственном обращении к ресурсу.
Реальная схема зависит от конкретной ОС. На практике возможно использование комбинации этих вариантов. Для простоты изложения будем считать, что модельная ОС имеет возможность предварительной декларации ресурсов, которые будут использованы процессом.
|
|
|
Любая ОС должна удовлетворять следующим свойствам: надежность, защита, эффективность, предсказуемость.
Типовая структура ОС.
Ядро – резидентная часть ОС, работающая в режиме супервизора. 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, ОЗУ. Обычно ядро работает в режиме физической адресации.
Следующие уровни структуры – 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.
Можно выделить следующие основные логические функции ОС: управление процессами; управление ОП; планирование; управление устройствами и ФС.
БИЛЕТ. Типы операционных систем
Пакетная ОС
Пусть имеется пакет программ - некоторая совокупность программ, обладающих общим свойством – для выполнения каждой из программ необходимо значительное время работы ЦП. Необходимо обработать все программы пакета за минимальное время. Для этой цели используются специализированные пакетные ОС. Для данных ОС не является важным порядок в котором будут выполнены программы пакета и время за которое была выполнена та или иная программа пакета. Критерием эффективности пакетной ОС является минимизация времени, затраченного на выполнение всего пакета за счет минимизации, в свою очередь, непроизводительной работы ЦП. Основной задачей системы планирования пакетной ОС является максимальная загрузка процессора мультипрограммным выполнением программ/процессов пользователей.
|
|
|
В частности, должны быть минимизировано время работы ОС. Это достигается за счет стратегии планирования, основанной на переключении выполнения одной программы/процесса на другую только в одном из следующих случаев: завершение выполнения программы/процесса; возникновение при выполнении программы/процесса прерывания (например, обращение к ВУ); фиксация операционной системой факта зацикливания процесса.
Очевидно, что при подобной организации планирования соотношение времени работы процессора, затраченного на выполнение программ пользователей к времени, затраченному на выполнение функций ОС будет максимально.
|
|
|
Системы разделения времени
Операционные системы разделения времени. Суть функционирования подобных систем заключается в следующем. В системе определено понятие квант времени ЦП – некоторый фиксированный ОС промежуток времени работы ЦП. Планирование в системах разделения времени осуществляется исходя из следующего.
Каждому выполняющемуся в системе процессу выделяется квант времени ЦП, переключение выполнения на другой процесс осуществляется при: исчерпании процессом выделенного кванта времени; завершении выполнения программы/процесса; возникновении при выполнении программы/процесса прерывания (например, обращение к ВУ); фиксации операционной системой факта зацикливания процесса.
ОС реального времени
Существует класс задач компьютерного управления теми или иными техническими объектами. Спецификой этих задач является реакция на события, возникающие при управлении в сроки, когда эта реакция имеет смысл. В общем случае, все подобные задачи имеет фиксированный набор некоторых событий, реакция на произвольное возникновение и обработка которых должна быть осуществлена за некоторое гарантированное время (возможно для каждого события это время может быть своим). ОСявляется системой реального времени если она при функционировании может обработать возникновение любого из данных событий (прерываний) за время, не превосходящее некоторое предельное значение. Системы реального времени являются специализированными системами в которых все функции планирования ориентированы на достижение поставленной цели.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 315; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!