Классификация операционных систем, две роли ОС, операционная среда, структурные компоненты ОС

Классификация ОС

1. По назначению (универсальные, специализированные – управление производством, обучение)

2. По способу загрузки (загружаемые, постоянно находящиеся в памяти)

3. По особенностям алгоритмов управления ресурсами

3.1 Многозадачность: однозадачные (MSDOS), невытесняющая многозадачность (Windows 3и выше, New Ware), вытесняющая многозадачность (Windows NT, Unix)

3.2 Многопользовательский режим: отсутствие (Windows 3, MSDOS), имеется (Windows NT, Unix)

3.3 Многопроцессорная обработка: отсутствие, ассиметричные ОС, симметричные ОС

4. По базовой технологии (Юникс-подобные, Виндовс-подобные)

5. По типу лицензии (проприетарная или открытая)

6. По состоянию развития (устаревшая DOS или современная Linux, Windows)

7. Область использования и форма эксплуатации: пакетная обработка (OS/360); разделение времени; реальное время (VX Works, QNX)

Несмотря на многообразие ОС и аппаратных платформ, на которых они используются, можно выделить путем абстрагирования смысловые вещи, которые справедливы для любых ОС. В частности, 1ая роль – это интерфейс (посредник между пользователями - приложениями и пользователями - аппаратной составляющей ВС). Интерфейс между ОС и пользовательской программой реализуется с помощью системных вызовов. С их помощью можно создавать, удалять и использовать различные объекты. К числу главных таких объектов можно отнести процессы и файлы.

Пользовательская программа запрашивает сервис у ОС, осуществляющей системный вызов.

Имеются библиотеки процедур, которые загружают машинные регистры определенными параметрами и осуществляют прерывание процессора, после чего управление передается обработчику данного вызова, входящему в ядро ОС.

Цель таких библиотек – сделать системный вызов похожим на обычный вызов подпрограммы.

ОС – это набор программ и средств аппаратной поддержки ОС, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений и исполняющих роль интерфейса между: пользователями, программами, прикладными программами, системными приложениями с одной стороны и аппаратным обеспечением компьютера с другой стороны.

Этот набор сервисов и функций и представляет собой операционную среду, в которой выполняются прикладные программы.

Операционная среда – это программная среда, образуемая ОС, определяющая интерфейс прикладного программирования (API). Он как раз и представляет собой множество системных функций и сервисов (т.е.всю совокупность системных вызовов).

Именно API ограничивает все возможности прикладных программ по взаимодействию с аппаратной составляющей. Поскольку существуют необходимости работы с различными системами прикладного программирования, то ОС предусматривают несколько интерфейсов для обеспечения этих различных систем программирования.

Вторая роль. Менеджер ресурсов

ОС как менеджер ресурсов осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами.

Поскольку реально могут выполняться несколько заданий, то существует вероятность пересечения процессов, которые их сопровождают по используемым ресурсам, т.е. могут быть конфликты по ресурсам. Они могут быть как по доступу к данным, так и по доступу к периферийным устройствам.

Важным элементом при этом является недопущение попыток использования памяти ОЗУ, занятой процессом, вновь возникшим процессом.

Эти вещи в совокупности могут нарушать работоспособность системы, и поэтому контролируются и предусматриваются механизмы по их устранению.

Таким образом, можно выделить 6 основных функций, которые выполняют классические ОС:

1. Планирование заданий и использование процессора

2. Обеспечение программ средствами коммуникации и синхронизации

3. Управление памятью

4. Управление файловой системой

5. Управление вводом-выводом

6. Обеспечение безопасности

1и 2 пункты представляют по сути функционал управления процессами.