Дайте определение операционной системы, ее основные функции и назначение.

Дайте определение операционной системы, ее основные функции и назначение.

ОС - совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором. Функции ОС: Управление памятью; Управление доступом к устройствам ввода-вывода; Управление файловой системой; Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов; Управление использованием ресурсов; Загрузка программ в оперативную память и их выполнение; Интерфейс с пользователем; Межмашинное взаимодействие (сеть); Защита самой системы и пользовательских данных и программ; Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы. Назначение ОС: Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

 

 

Перечислите и поясните классификацию ОС

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса: Однозадачные (MS DOS), Многозадачные (OS/2, Unix, Windows). В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа: Системы пакетной обработки (ОС ЕС) Системы с разделением времени (Unix, Linux, Windows) Системы реального времени (RT11).Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме. В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени.. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме. Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д. По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на однопользовательские (MS DOS) и многопользовательские (Windows). В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя. В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей. Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента. В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов. Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Windows NT.

Поясните структуру ОС USIX.

ядро USIX выполняет только самые необходимые функции: управле­ние памятью; планирование и взаимодействие процессов; обра­ботку системных вызовов; службу времени. Драйверы, файловая система и другие функции системы реализованы в виде специ­альных процессов-серверов.

Ядро USIX поддерживает два интерфейса:

1. Пользовательский интерфейс (POSIX/SVID - System V Interface Definition), реализованный на уровне стандартных сис­темных функций, соответствующих стандартам SVID и POSIX.

2. Внутренний интерфейс для взаимодействия ядра с систем­ными процессами, осуществляемый с помощью специальных си­стемных вызовов (usixcalls) (прежде всего используется драйвера­ми и серверами) и, дополнительно, с помощью механизма управ­ления сообщениями и объектами памяти.

Сообщения являются средством обмена данными между сис­темными компонентами ядра, а также средством синхронизации такого обмена. Сообщения также обеспечивают коммуникации между пользовательскими задачами и пользователя с ядром. Со­общения могут приниматься только из портов и посылаться в порты.

Для управления общими структурами данных используется системная структура - объект памяти, который содержит инфор­мацию о физических характеристиках (физический адрес и раз­мер объекта); об отображении и защите объекта памяти; об иден­тификации объекта памяти; о синхронизации доступа, а также спецификацию о создании и удалении объекта памяти.

Адресное пространство процесса включает совокупность объ­ектов памяти, к которым программа может иметь доступ.

Ядро USIX поддерживает следующие типы объектов памяти:

• текст программы; инициализированные данные; неинициализированные данные; модифицированные данные; стек; буфер FIFO (First In, First Out); буфер сообщений IPC; открытый файл; разделяемые данные; разделяемые библиотеки.

Идентификация объектов памяти поддерживается через структуру «регион».Регион определяет место физического размещения объекта памяти: оперативная память, файл на диске, область выгрузки. Когда создается объект памяти, струк­тура region заполняется соответствующими данными. Каждый процесс имеет возможность отобразить необходи­мый объект памяти (полностью или частично) в свое адресное пространство, установив виртуальный адрес и смещение от нача­ла региона. Такое отображение устанавливается с помощью опи­сания сегмента памяти. При этом определяются также права про­цесса относительно объекта памяти. Описания сегментов памяти индивидуальны для каждого процесса и управляются ядром. Ото­бражение объекта памяти может выполняться ядром или пользо­вателем.

Для синхронизации доступа к объекту памяти применяются различные механизмы синхронизации. Так, в случае работы с разделяемой памятью используется механизм семафоров, а для синхронизации доступа к общим внутренним структурам данных используется механизм спинлоков.

 

 

Дайте определение операционной системы, ее основные функции и назначение.

ОС - совокупность программ, управляющая основными действиями ЭВМ, ее периферийными устройствами и обеспечивающая запуск всех остальных программ, а также взаимодействие с оператором. Функции ОС: Управление памятью; Управление доступом к устройствам ввода-вывода; Управление файловой системой; Управление взаимодействием процессов, диспетчеризация процессов; Управление использованием ресурсов; Загрузка программ в оперативную память и их выполнение; Интерфейс с пользователем; Межмашинное взаимодействие (сеть); Защита самой системы и пользовательских данных и программ; Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы. Назначение ОС: Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.