Возможности развития ОС, требования к ОС, средства аппаратной поддержки ОС

Необходимость развития обусловлена следующими причинами:

¾ обновление и возникновение новых видов аппаратного обеспечения

¾ появление новых сервисов (для удовлетворения пользователей или нужд системных администраторов)

¾ необходимость внесения исправлений (вызвана тем, что в любой сложной системе обязательно присутствуют ошибки; часть из них «вылавливается» в ходе создания системы, но достаточно много выявляется в ходе эксплуатации)

Обычно для внесения достаточно больших исправлений и внедрения новых идей используется версионность программных продуктов.

Требования, предъявляемые к ОС:

1. Эффективность(степень соответствия своему назначению, техническое совершенство и экономическая целесообразность)

2. Надежность и отказоустойчивость

3. Предсказуемость

4. Расширяемость

5. Безопасность (защищенность)

6. Переносимость

7. Совместимость

8. Удобство

9. Масштабируемость

Под расширяемостью понимают возможность добавлять в ОС новую функциональность без изменения уже существующих компонентов системы.

Необходимость расширяемости связана с быстрым развитием аппаратных средств и технологий программирования.

Под переносимостью понимается возможность без кардинальной переработки кода переносить ОС на новые аппаратные платформы с полным сохранением имеющейся функциональности.

Для того чтобы ОС была переносимой, необходимо еще на этапе ее разработки выполнить 1 условия:

1. Выделить весь аппаратно зависимый код ОС в отдельный модуль, предоставляющий остальным компонентам ОС аппаратно независимые услуги. При это размер этого модуля и его проникновение в структуру ОС должно быть по возможности минимальным.

2. Реализовать код всех аппаратно независимых модулей ОС на ЯВУ, т.к. низкоуровневый язык (ассемблер) сам является аппаратно зависимым.

Если указанные условия выполняются, то при переносе ОС на другую аппаратную платформу достаточно будет переписать только аппаратно зависимый модуль. В то время как исходные коды остальных компонентов системы, написанные на ЯВУ, останутся неизменными и их достаточно будет только перекомпилировать.

Под совместимостью понимается способность ОС исполнять прикладные программы, ориентированные на другие ОС или на более ранние версии той же ОС.

Различают совместимость на уровне исходных кодов и двоичную совместимость.

Первый тип совместимости – это способность ОС исполнять программы, первоначально ориентированные на другую ОС, после перекомпиляции этих программ.

Второй тип совместимости – это способность ОС загружать исполняемые файлы, первоначально предназначенные для другой ОС, и нормально исполнять представленные в них программы.

Для пользователей этот вариант совместимости представляет наибольший интерес.

Вид совместимости определяется:

1. Архитектурой ЦП

2. Интерфейсом прикладного программирования (API)

3. Внутренней структурой исполняемого файла

4. Наличием соответствующих компиляторов и библиотек

Способы достижения совместимости:

1. Эмуляция двоичного кода

2. Трансляция библиотек

3. Создание множественных прикладных сред различной архитектуры

ОС – это не только набор программных средств, существует целый спектр аппаратных элементов, которые не предназначены для обработки данных (вычислений), а предназначены для поддержки работоспособности ОС, улучшение ряда ее характеристик.

К таким средствам аппаратной поддержки ОС относятся:

¾ средства поддержки привилегированного режима: системные регистры процессора, слово состояния процессора, привилегированные команды и привилегированные режимы

¾ средства трансляции адресов: буферы быстрой трансляции виртуальных адресов. регистры процессора и средства поддержки сегментно-страничных таблиц

¾ средства переключения процессов: регистры общего назначения, системные регистры, указатели и флаги операций

¾ система прерываний: регистры и флаги прерываний, регистры масок, контроллеры прерываний

¾ системный таймер и системные часы

¾ средства защиты памяти: граничные регистры и ключи