- •Методические указания
- •230100 «Информатика и вычислительная техника»
- •Задание на контрольную работу
- •1. Теоретическая часть
- •Тема 1. Понятие операционной системы
- •Тема 2. Назначение и функции операционных систем
- •Тема 3. Понятие и назначение системы управления файлами
- •Тема 4. Понятие операционной среды
- •Тема 5. Понятие вычислительного процесса и ресурса
- •Тема 6. Понятие вычислительного потока
- •Тема 7. Понятие прерывания
- •Тема 8. Управление задачами и памятью в операционных системах обучения
- •Тема 9. Файловые системы и управление вводом/выводом
- •Тема 10. Понятие файловой системы
- •Тема 11. Микроядерная и монолитная архитектуры операционные системы
- •Тема 12. Современные операционные системы
- •2. Практическая часть Задание
- •Библиографический список
- •Содержание
- •230100 «Информатика и вычислительная техника»
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Тема 10. Понятие файловой системы
Напомним, что под файлом обычно понимают набор данных, организованных в виде совокупности записей одинаковой структуры. Для управления этими данными создаются соответствующие системы управления файлами. Возможность иметь дело с логическим уровнем структуры данных и операций, выполняемых над ними в процессе их обработки, предоставляет файловая система. Таким образом, файловая система - это набор спецификаций и соответствующее им программное обеспечение, которые отвечают за создание, уничтожение, организацию, чтение, запись, модификацию и перемещение файловой информации, а также за управление доступом к файлам и за управление ресурсами, которые используются файлами. Именно файловая система определяет способ организации данных на диске или на каком-нибудь ином носителе данных. В качестве примера можно привести файловую систему FAT, реализация для которой имеется в абсолютном большинстве ОС, работающих в современных ПК.
Как правило, все современные ОС имеют соответствующие системы управления файлами. В дальнейшем постараемся различать файловую систему и систему управления файлами.
Система управления файлами является основной подсистемой в абсолютном большинстве современных операционных систем, хотя в принципе можно обходиться и без нее. Во-первых, через систему управления файлами связываются по данным все системные обрабатывающие программы. Во-вторых, с помощью этой системы решаются проблемы централизованного распределения дискового пространства и управления данными. В-третьих, благодаря использованию той или иной системы управления файлами пользователям предоставляются следующие возможности:
- создание, удаление, переименование (и другие операции) именованных наборов данных (именованных файлов) из своих программ или посредством специальных управляющих программ, реализующих функции интерфейса пользователя с его данными и активно использующих систему управления файлами;
- работа с не дисковыми периферийными устройствами как с файлами;
- обмен данными между файлами, между устройствами, между файлом и уст ройством (и наоборот);
- работа с файлами с помощью обращений к программным модулям системы управления файлами (часть API ориентирована именно на работу с файлами);
- защита файлов от несанкционированного доступа.
Тема 11. Микроядерная и монолитная архитектуры операционные системы
Микроядро - это минимальная стержневая часть операционной системы, служащая основой модульных и переносимых расширений. Микроядро является маленьким, передающим сообщения модулем системного программного обеспечения, работающим в наиболее приоритетном состоянии компьютера и поддерживающим остальную часть операционной системы, рассматриваемую как набор серверных приложений.
Созданная в университете Карнеги Меллон технология микроядра Mach служит основой для многих ОС.
Микроядро включает только те функции, которые требуются для определения набора абстрактных сред обработки для прикладных программ и для организации совместной работы приложений в обеспечении сервисов и в действии клиентами и серверами. В результате микроядро обеспечивает только пять различных типов сервисов:
- управление виртуальной памятью;
- задания и потоки;
- управление поддержкой ввода/вывода и
прерываниями;
- сервисы набора хостами процессора.
Монолитные ОС являются прямой противоположностью микроядерным ОС.
В монолитной ОС, несмотря на ее возможную сильную структуризацию, очень трудно удалить один из уровней многоуровневой модульной структуры. Добавление новых функций и изменение существующих для монолитных ОС требует очень хорошего знания всей архитектуры ОС и чрезвычайно больших усилий. Поэтому более современный подход к проектированию ОС, который может быть условно назван как «клиент-серверная» технология, позволяет в большей мере и с меньшими трудозатратами реализовать перечисленные выше принципы проектирования ОС.
Преимущество микроядерной архитектуры перед монолитной заключается в том, что каждый компонент системы представляет собой самостоятельный процесс, запуск или остановка которого не отражается на работоспособности остальных процессов.