Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Єдиної архітектури ОС не існує, але існують універсальні підходи до структуризації ОС.
Ядро та додаткові модулі ОС.
Найзагальнішим підходом до структуризації ОС є ділення всіх її модулів на 2 групи:
- ядро (виконує основні функції ОС);
- модулі, які виконують допоміжні функції ОС.
Інший клас функцій ядра служить для підтримки додатків, створюючи для них прикладне програмне середовище. Програма користувача звертається до ядра із запитами – системними викликами. Ці запити можуть бути виконанням тих чи інших дій, відкриттям/закриттям файлів і т.д.
Функції ядра, які може викликати програма користувача, створюють інтерфейс прикладних програм.
Функції, що виконуються модулем ядра, є такими, що найчастіше викликаються програмами користувача. А, отже, швидкість їх виконання визначає швидкість роботи всієї ОС.
Для забезпечення високої швидкодії всі модулі ядра ОС або значна їх частина завжди знаходяться в ОП, тобто вони являються резидентними.
Ядро є рушійною силою всіх обчислювальних процесів у системі, а, отже, збій ядра може привести до збою системи в цілому.
Розподіл ОС на ядро та додаткові модулі забезпечує досить легкий процес розширення ОС. Щоб додати нову високорівневу функцію обробити програму і не модифікувати ядро. Внесення змін у функціональність ядра може виявитись складним і вимагатиме повної перекомплектації ядра.
ОС або деякі її частини працюють в режимі ядра, а програми в режимі користувача.
Програми ставляться у підлегле положення за рахунок заборони виконання деяких критичних команд, що пов’язані з перемиканням процесора з задачі на задачу, управлінням пристроїв вводу/виводу, доступом до механізму захисту пам’яті.
Використання деяких функцій в режимі користувача забороняється без умов, а інші забороняються при виконанні деяких умов.
Між кількістю рівнів привілеїв, які реалізуються апаратно, та кількістю рівнів, які реалізує ОС, немає прямого співвідношення. Якщо апаратура підтримує хоча б 2 рівні привілеїв, то ОС може на основі цих рівнів створити будь-яку систему захисту.
Підвищення стійкості ОС, що забезпечується переходом ядра в привілейований режим досягається за рахунок деякого сповільнення виконання системних запитів. Системний запит до ядра ініціює перехід процесора із режиму користувача, а при поверненні до програми перемикання з привілейованого режиму користувача. Тому виникають затримки. ОС MS-DOS працює в режимі користувача і не захищає ресурси. Тому будь-яка некоректно працююча програма може призвести до краху ОС.
Багатошарова структура ОС. Обчислювальну систему, яка працює на основі ОС з використанням ядра, можна розглядати як систему, яка складається з трьох ієрархічно складених шарів.
Нижній шар формує апаратура, другий – ядро, а третій – програми користувача.
Багатошаровий підхід є універсальним, тобто він є ефективним способом для складних систем.
Кожен шар обслуговує вище розміщений шар, виконуючи для нього деякий набір функцій, що формують міжшаровий інтерфейс. Кожен шар забезпечує свій набір функцій і чим вище він розміщений, тим вищим є даний набір.
Така організація суттєво спрощує розробку систем так як дозволяє спочатку виділення функцій кожного шару методом зверху вниз, а потім при детальній реалізації......
Тому можна змінювати модулі кожного шару без необхідності проводити зміни у шарах.
Ядро – складний багатофункціональний комплекс. Тому на нього розповсюджується багатошаровий підхід. Шари ядра:
1. засоби апаратної підтримки ОС – це апаратні засоби підтримки привілейованого режиму системи переривань.
2. машинно-занесені компоненти ОС – цей шар формує програмні модулі, в яких відображається специфіка компонент моделі.
3. базові механізми ядра – забезпечує найпримітивніші операції ядра – програмне перемикання процесів, диспетчеризація програм; не приймає рішень про розподілення ресурсів.
4. менеджер ресурсів.
5. інтерфейс системних викликів – найвищий шар ядра, що взаємодіє безпосередньо з програмами та утилітами, формуючи прикладний програмний інтерфейс.
Приведений спосіб розбиття ядра ОС є досить умовним. Спосіб взаємодії шарів може відрізнятись від описаної схеми.
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 5251 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!