Верхний - утилиты, обрабатывающие программы и приложения.
Каждый слой может непосредственно взаимодействовать только со смежным.
Это означает, что приложение пользователя может взаимодействовать с аппаратурой при посредничестве ядра через межслойный интерфейс, реализуемый в виде набора функций.
В более развернутом виде архитектуру современной ОС можно представить в виде совокупности следующих слоев.
Это разделение на слои носит условный характер.
Каждый слой обслуживает вышестоящий с помощью набора функций.
Более верхний слой использует более сложные функции, которые в свою очередь используют более простые функции нижестоящего слоя.
Внутри слоя взаимодействие программных модулей может быть непосредственным без применения межслойного интерфейса.
Аппаратура
Аппаратура включает аппаратную поддержку и реализацию функций ОС.
Средства аппаратной поддержки ОС
Современные процессоры имеют следующие типовые средства аппаратной поддержки ОС:
1. Средства поддержки привилегированного режима:
К ним относится системный регистр слова состояния процессора (FLAGS).
Он содержит признаки режима работы процессора, включая привилегии (0-3 в Intel), которые позволяют проверку допустимости выполнения активной программы команды при текущем уровне привилегий.
Средство трансляции адресов.
Указатели таблиц преобразования адресов (регистры LDTR, GDTR, IDTR).
Сегментные регистры.
|
|
|
Системные регистры, доступные только ОС (CR0-CR4) .
Средства переключения процессов.
Указатель контекстной таблицы (TR для TSS).
Системный таймер.
Средства защиты областей памяти.
Вышеуказанные регистры – указатели таблиц преобразования адресов (и средства контроля уровня привилегий).
Средства прерываний.
Прямой доступ к памяти.
Привилегированные команды (команды для изменения содержимого привилегированных регистров).
Процессор Intel (Pentium) поддерживает 4 уровня привилегий (0-3).
Между аппаратными уровнями привилегий и программными нет прямого
соответствия.
OS/2 реализовала 3 уровня , Windows NT и Unix – два уровня (ядра -0 и
пользователя -3).
2. Машинно – зависимый слой.
Машинно – зависимый слой делает все вышестоящие слои машинно -независимым.
Одной из целей создания ОС – возможность работы на различных
аппаратныхплатформах ПК.
Для этой цели существует слой ОС с машинно - зависимыми модулями.
Это уровень HAL – hardware abstraction level (библиотека ядра hal.dll).
Реализует низкоуровневый интерфейс с аппаратурой.
Основные сложности реализации этого интерфейса вызваны
существенными различиями архитектур процессоров, в том числе:
|
|
|
- разные системы прерываний и их число;
- различие систем прямого доступа к памяти;
- разныйсостав регистров общего назначения;
- разный формат таблиц дескрипторов;
- разный состав системных регистров;
- различие интерфейсов подключения УВВ;
- различие средств объединения в сети и др.
Базовые компоненты ядра.
В многозадачных операционных системах приходится решать задачи распределения аппаратных и других ресурсов вычислительной системы между приложениями.
Приложению выделяется собственный набор изолированных друг от друга ресурсов.
При одновременном исполнении приложений, они не могут изменить данные друг друга, включая данные операционной системы.
Непосредственная передача сообщений между приложениями невозможна, так как их адресные пространства изолированы друг от друга.
Для выполнения таких функций ОС должна иметь привилегии по отношению к приложениям.
С этой целью современные процессоры должны поддерживать как минимум два режима работы:
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 415; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!