Классическая архитектура операционной системы

Для надежной и безопасной работы ОС ее ядро должно иметь более высокие привилегии по сравнению со вспомогательными модулями самой ОС и пользовательскими приложениями (рис. 3.7). Иначе некорректно работающее приложение может вмешаться в работу ОС и, например, разрушить часть ее кодов. Операционная система должна обладать исключительными полномочиями также для того, чтобы играть роль арбитра в споре приложений за ресурсы компьютера в мультипрограммном режиме. Ни одно приложение не должно иметь возможности без ведома ОС получать дополнительную область памяти или занимать процессор дольше разрешенного операционной системой времени.

Привилегии ядра обеспечиваются средствами аппаратной поддержки процессора, который должен поддерживать как минимум два режима работы:

- пользовательский режим (user mode);

- привилегированный режим ядра (kernel mode).

Рис. 3.7. Ядро ОС в привилегированном режиме

При обращении к ядру происходит переход из пользовательского режима работы в привилегированный, что требует дополнительных временных затрат (рис. 3.8). Т.е. повышение устойчивости ОС обходится некоторым замедлением работы, чем при вызове без смены режима.

Рис. 3.8. Смена режимов при выполнении системного вызова к привилегированному ядру

Недостатком классической архитектуры является то, что все основные функции ОС сосредоточены в ядре, объем кода которого достигает больших размеров. Это значительно затрудняет разработку качественного и надежного программного обеспечения, реализацию дополнительных требований к ОС, вызов функций одного приложения из другого приложения.