- •Понятие и роль операционной системы
- •Операционные системы, их модули и машинные команды
- •Функции операционной системы
- •Поколения операционных систем
- •Задачи, процессы и ресурсы
- •Диаграмма состояния процесса
- •Виды процессов
- •Ресурсы
- •Структуризация операционных систем
- •Операционные и программные среды
- •Очередь и стек
- •Машинная команда и способы адресации
- •Система прерываний
- •Обработка прерывания в простых операционных системах
- •Обработка прерывания в сложных операционных системах
- •Источники прерывания
- •Дисциплины обслуживания
- •Приоритеты прерываний
- •Режимы работы операционной системы
- •Управление памятью
- •Задачи управления памятью
- •Память и отображение адресов
- •Память и отображения адресов
- •Способы распределения памяти
- •Простое непрерывное распределение памяти
- •Сегментно-страничное распределение памяти
- •Свопинг сегментов и страниц
- •Жесткий диск Устройство накопителя на жестком диске
- •Адресация секторов
- •Логическая структура диска
- •«Проблема четвертого раздела» и ее решение
- •Файловые системы операционных систем Файлы и каталоги
- •Файлы и атрибуты
- •Понятие файловой системы
- •Понятие системы управления файлами
- •Взаимодействия системы управления файлами и операционной системы
- •Монтируемые системы управления файлами
- •Обзор файловых систем
- •Файловые системы fat16, vfat и fat32
- •Файловая система ntfs
- •Реализация процессов в операционной системе
- •Дисциплины диспетчеризации процессов
- •Тупики Сеть Петри: понятие
- •Сеть Петри: графическое представление
- •Условия возникновения тупиков
- •Обход тупика
- •Установка операционной системы
- •Настройка профиля пользователя
- •Настройка меню «Пуск»
- •Обслуживание диска
- •Подключение к сети. Обеспечение безопасности
- •Подключение через маршрутизатор
- •Безопасность операционных систем
- •Системные службы
- •Виртуальная машина
Структуризация операционных систем
ОС
РЕЗИДЕНТНЫЕ
МОДУЛИ НЕРЕЗИДЕНТНЫЕ
МОДУЛИ
ОЗУ
Резидентными называются модули, которые находятся в операционной системе все время, пока работает компьютер. Часть из них активна в течение всего времени работы, а часть может находится вне активного состояния и ожидать какого-то события. Часть резидентных модулей являются непереносимыми, т.е. должны находиться в четко определенном месте жесткого диска и загружаются в определенную область ОЗУ.
Резидентные модули образуют ядро операционной системы. Кроме того, существуют монолитные ядра.
В многослойном ядре выделяются следующие слои:
-
Hardware (модули работающие непосредственно с аппаратной частью)
-
Супервизоры (привилегированные модули с самым высоким приоритетом, занимается управлением всего и вся)
-
Планирования задач и процессов
-
Управления памятью
-
Доступ ко всем этим слоям обеспечивает слой интерфейс пользователя
-
Драйверы (они могут входить в состав комплекта поставки, а могут включаться в ОС)
Вне ядра находятся непривилегированные модули системы и программы пользователя.
Операционные и программные среды
Программы пользователя нуждаются в системных функциях (сервисах) и ресурсах (процессорное время, память, дисковое пространство). Все это поставляется супервизором.
Супервизор Программы
пользователя
Системные запросы
Системная
функция или сервис Системные
запросы + Системные
функции Системные
сервисы
Ресурсы (процессорное
время, память, дисковое пространство
и т.д.) Системные
функции + Системные
сервисы Правила
работы с ними
Системные запросы/функции/сервисы образуют интерфейс прикладного программирования API
Системные функции/сервисы и правила работы с ними образуют операционную среду
Для того чтобы программы работала в той или иной операционной системе, необходимо, чтобы операционная система поддерживала ту или иную операционную среду.
Для обеспечения совместимости программ с разными операционными системами в операционную систему встраиваются разные программы-посредники, которые образуют универсальную операционную среду.
Очередь и стек
Очередь – это способ организации памяти, организованный по принципу FIFO (первый пришел – первый ушел). Широко используется при диспетчеризации процессов. Её параметрами являются адрес начала очереди А1 и её длина L (или адрес конца А2). Данные Д, поступающие в очередь по команде PUSH, становятся в её конец, а находящиеся в голове очереди извлекаются по команде POP.
Стек – способ организации памяти, организованный по принципу LIFO (последний пришёл – первый ушел). Его параметром является адрес А вершины стека. Возможно задание и длины стека, то не всегда исключает возможность его переполнения.
В операционной системе стек может использоваться хранения адресов возврата из подпрограмм, процедур и функций. В этом случае его переполнения может вызвать крах операционной системы.