Структура операционной системы

Введение.

Определение операционной системы.

Физические ресурсы компьютера

· Физическими или аппаратными ресурсами компьютера называются физические устройства, из которых состоит компьютер.

· К таким устройствам относятся, например, центральный процессор, оперативная память, шины передачи данных и различные устройства ввода-вывода информации.

Логические ресурсы компьютера

· Логическими или информационными ресурсами компьютера называются данные и программы, которые хранятся в нем.

Ресурсы компьютера

· Все ресурсы компьютера, включая как физические, так и логические ресурсы, обычно называют ресурсами компьютера или системными ресурсами.

Определение операционной системы

· Операционная система – это комплекс программ, которые выполняет следующие функции:

– обеспечивает пользователей программными средствами для доступа к ресурсам компьютера;

– обеспечивает эффективное разделение ресурсов компьютера между пользователями.

· Другими словами, операционная система – это администратор и менеджер ресурсов компьютера.

Пользовательские программы и приложения.

· Все программы, которые работают на компьютере под управлением ОС, называются пользовательскими программами.

· Совокупность пользовательских программ, которые предназначены для решения определенной задачи, называются приложением.

Структура операционной системы

Уровни рабочих пространств компьютерной системы

Пространство пользователя		Прикладная программа
↓
Интерфейс доступа к ядру ОС (Win32 API)
		↓
Пространство ядра ОС		Интерфейс ядра(System Call Interface)
↓
Ядро ОС
		↓ ↓
Аппаратное обеспечение		Процессор Физич. устр-ва

 

Пространство пользователя

· В верхнем уровне исполняются пользовательские программы. Для обращения к ядру ОС за сервисом программа пользователя использует специальные функции, которые составляют интерфейс для доступа к ОС.

· Например, в ОС Windows множество функций, предназначенных для доступа к сервисам ОС, содержится в интерфейсе Win32API.

Пространство ядра ОС

· На уровне ядра ОС функции вызываются, используя внутренний интерфейс ядра ОС.

· Например, в ОС Linux для вызова функций ядра ОС предназначен интерфейс SCI (System Call Interface)

Уровень аппаратных средств компьютера

· На нижнем уровне работают физические устройства компьютера. Управляет работой физических устройств ядро ОС.

Структура ядра ОС Linux

System Call Interface (SCI)
Process Management (PM)	Virtual File System (VFS)
Memory Management (MM)	Network stack
Arch	Device Drivers (DD)

 

ü System Call Interface – интерфейс для доступа к функциям ядра на уровне ядра;

ü Process Management – модуль управления процессами и потоками;

ü Virtual File System – модуль управления виртуальной памятью;

ü Network stack – модуль управления сетью;

ü Arch – часть ядра, зависимая от архитектуры компьютера (процессор и устройства);

ü Device Drivers – драйверы устройств.

 

Типы операционных систем

Однопрограммные и многопрограммные операционные системы

· Если операционная система одновременно может исполнять только одну пользовательскую программу, то она называется однопрограммной, однопользовательской или однозадачной.

· Если под управлением операционной системы могут одновременно выполняться несколько пользовательских программ, то такая ОС называется мультипрограммной, многопользовательской или многозадачной.

Однопроцессорные и мультипроцессорные ОС

· Если ОС может работать только на компьютере с одним процессором, то такая ОС называется однопроцессорной.

· Если ОС может работать на компьютере с несколькими процессорами, то такая ОС называется мультипроцессорной.

Операционные системы реального времени

· Следует делать различие между компьютерами, предназначенными для обработки данных, и компьютерами, предназначенными для управления объектами при помощи компьютера в реальном времени (робот, самолет). ОС последних называется ОС реального времени.

· Главное отличие между ОС обычными и реального времени – последние должны быстро реагировать на внешние события и быть очень надежными.