Управление виртуальной памятью.

Виртуальным (virtual) называется ресурс, который пользовательской программе представляется обладающим свойствами отличными от тех, что он в действительности имеет.

Программе разрешено использовать большую виртуальную память, называемую иногда виртуальным адресным пространством. Его объем может даже превосходить всю доступную реальную память на ЭВМ. Содержимое виртуальной памяти, используемой программой, храниться на некотором внешнем устройстве (внешней памяти). По необходимости части этой виртуальной памяти отображаются в реальную память. Ни о внешней памяти, ни о ее отображении в реальную память программа ничего не знает. Она написана так, как будто бы виртуальная память существует в действительности.

Машинно-независимые свойства операционных систем.

Работа с файлами.

Функция управления файлами, осуществляемая операционной системой, является промежуточным звеном между программой пользователя и супервизором ввода-вывода.

Программа пользователя на логическом уровне с помощью имен файлов, ключей и т.п. делает запросы, например, “прочитать следующую запись из файла F”. Программа управления файлами реализует метод доступа транслируя логические запросы в физические запросы на ввод-вывод (т.е. канальные программы), и передает их супервизору, действующему при управлении операцией ввода-вывода.

Чтобы перевести логические программные запросы в канальные программы, система управления файлами должна иметь информацию о расположении и структуре файлов. Эту информацию она получает из структуры данных, называемой каталогом, и файловых информационных таблиц. В действительности термины, используемые для обозначения подобных структур, также как и их форматы и содержание, в разных операционных системах различны. Каталог устанавливает соответствие логических имен файлов с их физическим местонахождением и может предоставить о файлах некоторую общую информацию. В файловой информационной таблице содержится дополнительная информация, например, об организации файлов, длине записи и форматах, о способе индексирования если оно имеется. Чтобы начать работу с файлом, система просматривает каталог и определяет местонахождение соответствующей файловой информационной таблицы. Система также может содержать буфера для размещения в них блоков файлов, которые будут прочитаны или записаны. Эта процедура называется открытием файла. После окончания работы с файлом, буферные и другие рабочие области и указатели уничтожаются. Такая процедура называется закрытием файла. Одной из наиболее важных функций управления файлами является автоматическое выполнение операций буферизации и объединения в блоки читаемых и записываемых файлов. Программы управления файлами выполняют также много других функций: распределение пространства на внешних запоминающих устройствах, реализацию правил управления доступом файлам и их использованием.

Планирование заданий.

Планирование заданий – это выбор заданий пользователей для выполнения. В однопрограммной системе оно сводится к определению порядка выполнения заданий. В мультипрограммной системе планировщик определяет порядок входа заданий в решение.

Двухуровневая процедура вводится в целях ограничения уровня мультипрограммирования, то есть, числа заданий пользователей, между которыми происходит разделение центрального процессора и других системных ресурсов. Это необходимо для поддержания эффективной работы мультипрогаммной системы.

Вся система планирования обычно базируется на системе приоритетов, предназначенных для достижения определенных целей. Первой целью может быть, например, получение максимальной пропускной способности системы, то есть выполнение наибольшей вычислительной работы за кратчайшее время. Другая задача – получение наименьшего времени прохождения, то есть времени между загрузкой задания пользователем и завершением его выполнения.

Как правило, чаще всего используется две стратегии планирования заданий: первып пришел – первым обслужен (FCFS – First Come-First Served) и кратчайшее задание – первым (SJF – Shortest Job First). Стратегия FCFS стремится обслужить все задания одинаково, минимизируя тем самым время прохождения; SJF обеспечивает снижение среднего времени прохождения, так как короткие задания могут вынужденно ожидать обслуживания в течении долгого времени.

Распределение ресурсов.

Операционная система может управлять такими ресурсами, как центральная память, каналы ввода-вывода и центральный процессор. Эти ресурсы используются всеми заданиями пользователей; распределение осуществляется системой автоматически.

Операционная система в ответ на запрос управления ресурсом проверяет назначен ли он какому-нибудь другому процессу или нет. Если ресурс свободен, то управление передается запрашивающему процессу. Если ресурс занят, то система переводит запрашивающий процесс в заблокированное состояние, в котором он находится до тех пор, пока ресурс не станет доступным.