Иерархический принцип построения ОС. Простая и расширенная машины

При проектировании ОС удобно выделять несколько уровней иерархии. В основе иерархии лежит аппаратура компьютера. На сле­дующем уровне иерархии находится ядро ОС. Над ядром в иерархии находятся различные процессы ОС, которые обеспечивают поддерж­ку процессов пользователя (например, процессы управления внеш­ними устройствами). На вершине иерархии располагаются сами про­цессы пользователей.

Иногда несколько уровней иерархии выделяют и внутри самого ядра ОС. Например, могут быть выделены уровни диспетчера про­цессов, менеджера памяти, супервизора ввода-вывода и т. п.

Выделяют два типа иерархических схем:

- строгие — из данного уровня иерархии возможно обращение только к рядом лежащим уровням. При необходимости обратиться к более глубоко лежащим уровням иерархии используются специаль­ные вызовы, ретранслируемые с уровня на уровень;

- прозрачные — из данного уровня иерархии возможно обраще­ние к любому уровню иерархии.

Иерархическое построение ОС позволяет строго описать интер­фейсы каждого уровня иерархии, что позволяет в свою очередь со­здавать и отлаживать эти уровни независимо друг от друга. Их могут даже разрабатывать параллельно разные программисты, что позволяет сократить время разработки.

Полезно различать понятия реальной и расширенной машины.

Реальная машина — набор аппаратных средств самой ЭВМ, предоставляющий, в частности набор команд процессора, регистров ввода-вывода периферийных устройств и т. п.

Расширенная машина — набор стандартных подпрограмм, пре­доставляемых операционной системой прикладным программам в ка­честве стандартных средств по выполнению различных системных функций (распределение памяти, организация ввода-вывода и др.). При этом средства расширенной машины значительно проще в ис­пользовании и менее подвержены ошибкам, поскольку в них учтено множество нюансов выполнения соответствующих операций.