Типы и свойства операционных систем.

Типы:

-ОС для ЭВМ общего назначения.

-ОС реального времени – управление датчиками, широкий спектр устройств ввода/вывода, упрощённые алгоритмы обработки.

-ОС портативных ЭВМ.

-ОС ЭВМ специального назначения.

Наименование	Netware 4.1	Windows NT Server 4.0	Unix
Многозадачность	кооперативная	вытесняющая	вытесняющая
Защита памяти отдельного процесса	нет	есть	есть
Многопоточность	есть	есть	есть
Сертификация по C2	есть	рабочая станция по C2	разные варианты для версий
Поддержка алфавитно-цифрового терминала	нет	нет (?)	есть
Сетевой графический интерфейс	нет	у независимых разработчиков	есть
Логическая организация ресурсов	служба каталогов	домены	домены NIS
Быстродействие сетевой файловой системы	отличное	очень хорошее	низкое

Свойства ОС:

-Надёжность - ОС должна быть также надёжна, как и аппаратура, на которой она работает. Средства определения, диагностирования и исправления ошибок.

-Защита (внутренняя) от взаимного влияния пользователей друг на друга - минимизация порчи программ и данных.

-Предсказуемость – реакция ОС на запросы пользователя должна быть предсказуемой и не варьироваться слишком сильно.

-Удобство – ОС должна облегчать работу пользователя и проектироваться с учётом факторов человеческой психологии.

-Эффективность – эффективное распределение системных ресурсов.

-Общие системные услуги – должны быть такими, чтобы пользователь при решении задач как можно реже обращался к дополнительным возможностямсистемных услуг.

-Гибкость – при определении (установке) ресурсов для пользователя, гибкость при настройке системных операций для конкретного пользователя.

-Расширяемость – возможность добавления новых модулей.

-Ясность (прозрачность) – пользователь должен иметь возможность знать об ОС всё, что он захочет.

8. Структура операционной системы на примере MS-DOS. Назначение основных модулей.

 

 

 

BIOS - находится в ПЗУ и может считаться компонентом ОС. Содержит драйверы стандартных перифирийных устройств, некоторые программы аппаратуры. Осуществляет инициализацию векторов прерываний нижнего уровня и считывает в память NSB.

NSB – Non-System Bootstrap, внесистемный загрузчик. Стартовый сектор физического жёсткого диска, является вторичным загрузчиком, считывает в память SB.

SB – стартовый сектор каждого логического диска, считывает в память EM BIOS, BM DOS и запускает EM BIOS.

EM BIOS – Extension Module BIOS. По существу, это файл «io.sys». Осуществляет определение состояния оборудования, конфигурацию DOS по «config.sys», инициализацию и переустановку некоторых веторов прерываний нижнего уровня. Запускает BM DOS.

BM DOS – Basic Module. Центральный компонент DOS, реализующий управление ресурсами и программой. Основу составляют обработчики прерываний верхнего уровня. Модуль сичтывает в память и запускает интерпретатор команд.

Внешний драйверы устройств – отдельные файлы для управления периферийными устройствами.

CI – интерпретатор команд. Файл «command.com». Отвечает за поддержку пользовательского интерфейса, осуществляет выполнение файла «autoexec.bat», состоит из двух модулей: резидентный (обработчики прерываний и код подгрузки транзитного модуля) и транзитный (может перекрываться в оперативной памяти выполняемыми подпрограммами, содержит исполнитель внутренних комманд и загрузчик программы в оперативную память для выполнения).

Утилиты – обслуж. программы,предоставляющие пользователю сервисные услуги.Бывают диалог. и недиалоговыми.

MS-DOS Shell – оболочка. Надстройка над CI, внешне напоминающая Windows.

Инструментальные средства – включают систему программирования MS-DOS (Qbasic, отладчик для тестирования и отладки исполнимых файлов)

9. Структура операционной системы на примере Windows NT. Назначение основных модулей.

		Аппаратура

 

Структура Windows NT состоит из двух частей:

v Защищённые подсистемы (серверы)

Ø Сервер – отдельный процесс, память которого защищена от других процессов с помощью системы виртуальной памяти исполнительной системы (ядра). Серверы предоставляют исполнительной системе пользовательский и программный интерфейсы, обеспечивает среду для выполнения приложений различных типов. Сервер подразумевает, что каждая функция подсистемы обеспечивает API-интерфейс (набор процедур, которые вызываются прикладной программой для осуществления низкоуровневых операций, выполняемых ОС). API реализуется на отдельном сервере для Win32, OS/2, POSIX и др. Это позволяет устранить конфликты и дублирования в исполнительной системе.

Ø Подсистема Win32 предоставляет прикладным программам API Win32, реализует графический интерфейс и управляет вводом/выводом. Остальные подсистемы имеют свои API, но используют для получения пользовательского ввода и отображения результатов подсистему Win32. В подсистеме Win32 сохраняется базовая структура 16-тиразрядной Windows, но в NT для повышения производительности были перенесены диспетчер окон, интерфейс и драйверы графических устройств из пользовательского режима в режим ядра. Это позволило избавиться от большого числа сложных участков кода. Подсистема защиты регистрирует правила контроля доступа на локальный компьютер, ведёт базу данных учётных записей пользователя.

v Исполнительная система – сама по себе является законченной ОС и выполняет функции ОС низкого уровня. Имеет два набора функций: системные сервисы и внутренние процедуры. Компоненты исполнительной системы поддерживают поддерживают независимость друг от друга.

Ø Диспетчер объектов – создаёт, поддерживает и уничтожает объекты.

Ø Справочный монитор защиты – оберегает ресурсы ОС, обеспечивает защиту объектов и ведёт аудит во время выполнения.

Ø Диспетчер процессов – создаёт, завершает и выводит информацию о процессах и потоках.

Ø Средства локального вызова процедур (LPC) – передаёт сообщения между клиентскими и серверными процессами, расположенными на одном компьютере.

Ø Диспетчер виртуальной памяти – выделяет и управляет виртуальной памятью и осуществляет подкачку страниц. Каждому процессу предоставляется собственное адресное пространство.

Ø Ядро – реагирует на прерывания, направляет потоки на выполнение, осуществляет межпроцессорную синхронизацию, скрывает различия процессорной и остальной части системы.

Ø Диспетчер ввода/вывода – реализует средства ввода/вывода независимо от типа устройства.

Ø Файловая система – драйверы, принимающие запросы файлового ввода/вывода конкретного устройства.

Ø Сетевой редиректор – драйверы, принимающие запросы ввода/вывода для удалённых файлов, и пересылающие запросы сетевому серверу на другую машину.

Ø Драйверы устройств – низкоуровненвые драйверы, напрямую работающие с оборудованием, в том числе и с сетевым.

Ø Диспетчер кэша – использует средства подкачки страниц диспетчера виртуальной памяти для автоматической записи информациина диск в фоновом режиме (асинхронная запись на диск). Это повышает производительность фалового ввода/вывода.

Ø Слой, абстрагированный от оборудования (HAL) – динамически подключаемая библиотека (DDL). Она изолирует исполнительную систему от особенностей аппаратных платформ разных производителей.

В WINDOWS 2000 – новшества по структуре:

Распространяются не на ядро и не на пользовательский интерфейс, а на многочисленные важные подсистемы и службы.

В WINDOWS 2003 – новшества касаются в основном подсистемы защиты.

10. ОС реального времени. Особенности, примеры.

Особенности:

1) логическая корректность всех необходимых процессов (вычислений) за определенный интервал времени.
2) быстродействие должно быть адекватно скорости протекания физического процесса на объектах контроля
3) тесное взаимодействие с аппаратурой

4) сложные и распределенные системы
5) проблемы и сложности при тестировании
Требования:

1) требования по времени

2) возможность параллельного выполнения нескольких задач
3) непредсказуемость
4) максимальное время отклика на событие
5) особые требования к вопросам безопасности
6) безотказная работа втечение длительного времени

ОС РВ различают:

Системы жесткого РВ – неспособность выдать результат обработки события в заданное время приравнивается к отказу.

Системы мягкого РВ – система может не успевать всё делать в заданное время.

Проблема – определение критериев успешности.

Все СРВ являются многозадачными.

Четкой границы между ядром и основной частью нет.

Важной частью является планировщик, это связано с тем, что необходимо четко следить за моментом времени выполнения задач.

Примеры ОС РВ:

Гибрид 16/32 битовой ос, которую пользователь может фигурировать по своему усмотрению.

FLEET

Fault-tollerance – отказоустойчивость

Load balancing – регулирующая нагрузку

Efficient – эффективная

Extensible – расширяемая

Transparent – прозрачная

OS-9

LINUX реального времени