Основные функции подсистемы управления процессами

· создание и уничтожение процессов (т.е. структур данных, связанных с процессами)

· поддержание очередей заявок процессов на ресурсы

· защита ресурсов, выделенных данному процессу, от остальных процессов организовывать совместное использование ресурсов

· обеспечивать прерывание и возобновление некоторого процесса

· функции синхронизации процессов, позволяющие процессу приостанавливать свое выполнение до наступления какого-либо события в системе

· предоставить средства межпроцессного взаимодействия

Подсистема управления памятью (основные функции)

· распределение имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе в данный момент процессами (выделение и освобождение памяти)

· загрузка кодов и данных процессов в отведенные им области памяти

· настройка адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области

· защита областей памяти каждого процесса (избирательная способность предохранять выполняемую задачу от записи или чтения памяти, выделенной другой задаче)

Подсистема управления файлами и внешними устройствами

Основные определения:

· Файл - простая неструктурированная последовательность байтов, имеющей символьное имя.

· Драйвер - программа, управляющая конкретной моделью внешнего устройства и учитывающая все его особенности

Файловая система ОС выполняет:

· преобразование символьных имен файлов, с которыми работает пользователь или прикладной программист, в физические адреса данных на диске,

· организует совместный доступ к файлам,

· защищает их от несанкционированного доступа.

 

Подсистемы защиты данных

Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается:

· средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения

· средствами защиты от несанкционированного доступа (ОС защищает данные от ошибочного или злонамеренного поведения пользователей системы).

 

Отказоустойчивость

Поддержка отказоустойчивости реализуется операционной системой, как правило, на основе:

· резервирования

· использования отказоустойчивых дисковых систем

· использования восстанавливаемых ФС

 

Подсистема пользовательского интерфейса

Возможности операционной системы доступны прикладному программисту в виде набора функций, называющегося интерфейсом прикладного программирования (Аррlication Programming Interface, АРI).

API- функции используются:

· когда для выполнения тех или иных действий им требуется особый статус, которым обладает только операционная система

· помимо этих функций прикладной программист может воспользоваться набором сервисных функций ОС, которые упрощают написание приложений.

Архитектура ОС. Классическая схема построения ОС. Достоинства и недостатки

Функциональная сложность операционной системы => сложность ее архитектуры

Обычный состав ОС

· исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов

· библиотеки разных типов

· модули исходного текста программ

· программные модули специального формата (например, загрузчик ОС, драйверы ввода-вывода)

· конфигурационные файлы

· файлы документации

· модули справочной системы

· др. файлы

 

Обычный принцип построения ОС

Разделение всех ее модулей на две группы:

· ядро – модули, выполняющие основные функции ОС;

· модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

 

Функции ядра

· решающие внутрисистемные задачи организации вычислительного процесса (такие как переключение контекстов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний), эти функции недоступны для приложений

· другой класс функций ядра служит для поддержки приложений, функции ядра, которые могут вызываться приложениями, образуют интерфейс прикладного программирования – АРI

Вспомогательные модули ОС

Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:

· утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы работы с дисками (архиваторы, дефрагментаторы, программы разметки диска ит.д.), архивирования данных на магнитную ленту;

· системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

· программы предоставления пользователю дополнительных услуг – специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;

· библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например, библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.