Функциональная организация типовой многозадачной ОС. Базовые функциональные подсистемы. Ядро и пользовательский слой ОС

Конструктивно ОС может рассматриваться как расширение аппаратуры ПК, то есть как виртуальная машина, обеспечивающая дополнительные и более удобные средства для управления вычислительным процессам. В таком случае ОС делится на:

  1. ядро– совокупность модулей (или единый модуль) - часть ОС, которая постоянно находится в памяти.

Ядро ОС включает в себя базовые модули, обеспечивающие низкоуровневые услуги ввода – вывода, обработки прерываний, распределения ресурсов и управления памятью. На более высоком уровне находятся модули, отвечающие за управление самой ОС и интерфейс пользователя.

  1. сервисы ОС – другие модули, которые подгружаются в память по мере необходимости. Выполняют функции ОС, для которых не требуется привилегированный режим. Оформляются в формальных процессах. Они дополняют функции ядра.

АппаратураàСредства аппаратной поддержки ОСàМашинно-зависимые модулиàБазовые механизмы ядраàМенеджеры ресурсовàИнтерфейс системных вызовов

Средства аппаратной поддержки : 1.механизмы привелегий 2.механизмы переключения контекстов процессов 3.средства трансляции адресов TR-TSS 4.защита областей памяти 5.система прерываний 6.системный таймер (источник запросов прерываний)

Машинно-зависимый модуль: низкоуровневая драйверная аппаратура. HAL(hardware abstract layer)- экранирует вышележащие слои ядра от особенностей аппаратуры.(win nt)

Базовые механизмы ядра(исполнительная система). В этом слое выполняется примитивные и наиболее часто повторяющиеся операции ядра по обеспечению процесса. (программное переключение контекста процессов, страничный обмен – paging, свопинг ) Исполнительный механизм самостоятельных решений не имеет.

Менеджеры ресурсов. Общая задача учет и планирование ресурсов.

Интерфейс системных вызовов - это бункер между ядром и приложениями. В направлении к ядру он распознает запросы и передает управление в отдельную ячейку ядру. В обратном направлении возвращает сигнал.

Базовые подсистемы ядра ОС

  1. Подсистема управления процессами(потоками)

Подсистема управления процессами - главная подсист. Все остальные работают под ее управлением. Функции: 1. создание и инициализация процессов 2. распределение времени ЦП. 3. завершение процессов.

Завершение процесса: 1)Освобождение ЦП, 2)Освобождение памяти, 3)Уменьшение хранящейся информации в системе (удаление записей из таблицы процессов).

  1. Подсистема управления памятью.

Основные функции: 1)учет памяти.2)выделение памяти процессу 3)перераспределение памяти, 4)освобождение памяти после завершения процесса.5)организация и поддержка виртуальной памяти.6)свопинг – полноразмерный обмен между внешней и оперативной памятью(перемещение данных процесса с диска и наоборот).

  1. Подсистема управления вводом выводом

Назначение: обеспечение принципа независимости программы от устройства(IOCS)

Содержит интерфейс для взаимодействия пользователя, программ и устройств и буферную память.Сточки зрения доступа к устройствам подсист. упр-я i|o обращ к подсист. управлении уст-вами.

  1. Подсистема управления устройствами(драйверная подсистема)- набор прог для обслуживания устройств.

Функции: 1. Присоединение и монтирование уст-ва. 2. Инициализирование уст-ва. - приведение в работоспособн. состояние. 3. Упр-е устр-в ( идет опосредовано, драйвер упр-я устр-в через контроллер) 4.свободное перемещение данных. 5. Отсоединеие уст-ва

Система обработки прерываний нах. в теле драйверов.

Файловая подсистема (управление данными)- инструмент, для того чтобы структурировать инф. для пользователя и предоставлять некотор. набор операций для работы с этой инф. Иерархическая, пошаговая, древовидная.