Меню

Типы операционной среды windows

Операционная среда

Операционная среда

Операционная среда — совокупность компьютерных программ, обеспечивающая оператору возможность управлять вычислительными процессами и файлами.

Стандартом на операционные системы (ОС) определены синтаксис и семантика языка оболочки и утилит, составляющих операционную среду компьютера, работающего под управлением такой ОС.

Есть операционные среды, позволяющие управлять вычислительными процессами и файлами в стандартной операционной системе посредством графического пользовательского интерфейса, такие как Enlightenment, GNOME, KDE и пр.

Существуют также операционные среды, предназначенные для работы под альтернативными операционными системами (например, GEOS, Microsoft Windows 1.0-3.x, 95, 98 и ME на базе MS-DOS), причем сама ОС может включаться в поставку операционной среды, а некоторые альтернативные ОС (например, Windows NT, Mac OS), наоборот, включают графические операционные среды в свой состав.

Проявляется тенденция включать в операционные среды также нетрадиционные средства ввода-вывода данных (голосовой ввод, синтез голоса, распознавание рукописного ввода и др.).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Операционная среда» в других словарях:

Операционная среда — комплекс программного обеспечения, предоставляющего средства разработки и выполнения прикладных программ. Операционная среда включает операционную систему, интерфейсы прикладных программ, прикладные программы, сетевые службы, базы данных и языки… … Финансовый словарь

Операционная среда — Операционная среда: комплекс программных и технических средств, обеспечивающих выполнение прикладных программ. Источник: СИНТЕЗАТОРЫ РЕЧИ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ РАБОЧИХ МЕСТ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ ПО ЗРЕНИЮ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. ГОСТ Р 52873… … Официальная терминология

операционная среда — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN environment … Справочник технического переводчика

Операционная среда — Совокупность операционной системы инструментальной ЭВМ, аппаратных средств и систем управления базами данных Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

операционная среда (пользователя) — условия эксплуатации абонентского оборудования например, MS Windows для IBM PC, Finder для ПЭВМ типа Macintosh — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии … Справочник технического переводчика

ориентированная на работу с окнами Windows операционная среда — Ориентированная на работу с окнами Windows операционная среда, разработанная фирмой Microsoft Corp (для ПЭВМ семейства PS/2). [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные… … Справочник технического переводчика

среда — [окружение] сущ., ж., употр. часто Морфология: (нет) чего? среды, чему? среде, (вижу) что? среду, чем? средой, о чём? о среде; мн. что? среды, (нет) чего? сред, чему? средам, (вижу) что? среды, чем? средами, о чём? о средах 1. Средой называется… … Толковый словарь Дмитриева

Среда открытой системы — операционная среда: синтезируемая на базе различных операционных систем; и обеспечивающая погружение одних и тех же прикладных программ в операционные системы, предлагаемые разными разработчиками. По английски: Open System Environment Синонимы… … Финансовый словарь

Среда окружения — (англ. Environment) в информатике совокупность значений системных переменных, путей, открытых файловых хэндлов и других ресурсов операционной системы, передаваемые процессу (программе) при его запуске. В различных операционных системах… … Википедия

Операционная система — У этого термина существуют и другие значения, см. Операционная система (значения). Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) комплекс управляющих и… … Википедия

Операционная среда

Из множества человеко-машинных систем мы более подробно рассмотрим так называемые операционные среды (или операционные системы) — системы общего назначения, предоставляющие пользователю возможность решать самые разнообразные задачи . Термин » операционная система (ОС)» обычно возникает в рассмотрении системы с точки зрения разработчика ; нас же интересует прежде всего точка зрения пользователя, поэтому мы будем употреблять менее распространенный термин » операционная среда (ОС) «. В проективной системе нет принципиальной разницы между этими двумя «ОС», но есть разница количественная: нас будет интересовать устройство прежде всего тех инструментов, которыми предстоит пользоваться (включая саму систему, разумеется). Знания устройства частей системы, которые работают «сами по себе», можно почерпнуть из документации и из книг, посвященных операционным системам (см. [ 38 ] , [ 35 ] , [ 37 ] , [ 25 ] , [ 41 ] и т. п.).

Операционная среда — это совокупность инструментов, методов их интеграции и приемов работы с ними, позволяющая решать любые задачи в инструментальной области и большинство задач в прикладных областях. Отличие операционной среды от специализированной (например, статистического пакета SPSS) состоит в том, что, во-первых, в операционной среде есть средства решения задач во многих прикладных областях (а не в одной), а во-вторых, если инструмента решения какой-то задачи нет, то средствами операционной среды его всегда можно создать. Здесь мы окончательно отождествляем машину и компьютер , причем не просто микропроцессор , а компьютер общего назначения, обладающий развитой системой ввода, вывода, хранения и переработки информации. Только такой мощный инструмент, как компьютер , может служить платформой для построения системы, способной выполнять задачи из различных сфер деятельности человека.

Ресурсы и задачи

Основное назначение операционной среды — управлять ресурсами компьютера . Различают системные (инструментальные) и пользовательские (прикладные) ресурсы . Системные ресурсы — низкоуровневые, это та «расходная статья», которую согласовывают система и машина. Время работы процессора, оперативная память, память на постоянных носителях, возможности разнообразных внешних устройств и время их работы — все это система должна предоставлять пользователям, если потребуется, и про себя не забывать! Причем пользователи в своих решениях часто оперируют высокоуровневым, прикладным понятием ресурса . Пользовательские ресурсы — это требования к системе, выраженные в терминах объектов или функциональностей прикладной области. Это может быть файл или таблица, окно для рисования в графической системе, документ в системе печати, мелодия в динамике, запущенное задание, массив в памяти и т. п. В проективной системе пользователь должен понимать, в какие системные ресурсы преобразуются его прикладные запросы, чтобы оптимально проектировать их.

Часто бывает, что для представления пользовательского ресурса подходит системный (например, файл в качестве хранилища данных). Однако в общем случае каждому пользовательскому ресурсу должна соответствовать определенная системная модель , объединяющая несколько системных ресурсов и задающая правила их использования. Чем сложнее и дальше от системы такая модель, тем больше так называемая паразитная нагрузка на систему ( overhead ). Если решение спроектировано так, что паразитная нагрузка изначально больше полезной ( payload ), то при усложнении или увеличении мощности проекта ресурсопотребление может превзойти все нормы. Предположим, программа перекодировки написана так, что весь перекодируемый файл целиком размещается в оперативной памяти. Тогда с небольшими файлами такая программа будет работать очень быстро, потому что количество операций чтения/записи на диск будет минимальным, а вот с такими, размер которых сопоставим с объемом всей оперативной памяти, замысел пользователя пойдет насмарку. Когда общий объем данных превысит определенный порог, система организует интенсивную выгрузку и подгрузку страниц памяти все на тот же диск .

Задача в ОС — это объект системы, выполняющий системные или прикладные функции и потребляющий системные ресурсы ; чаще всего считается, что задачи принадлежат какому-нибудь пользователю системы или ей самой. В зависимости от важности для ОС , задаче может быть выделено определенное количество ресурсов каждого вида. Иными словами, управление ресурсами рассматривается как их закономерное распределение между задачами и самой системой. (Не следует смешивать «важность для системы» и «важность для компьютера». Первое означает, что важная задача помогает системе производить качественный продукт, а второе вообще ничего не означает, потому что компьютеру все безразлично). ОС не имеет понятия о том, какими именно пользовательскими ресурсами оборачиваются те или иные запросы на выделение системных ресурсов . Зато известно обратное: какими системными ресурсами представлен объект . Предсказывать загруженность системы — дело пользователя, а точнее — разработчика модели прикладного ресурса . Например, почтовый ящик можно представлять в виде одного файла, в виде каталога с файлами-письмами, в виде нескольких каталогов с файлами-письмами, файлами-заголовками и т. д.; система отлично справится с любым представлением, но у каждого из них есть свои особенности.

Читайте также:  Windows 10 не открывается панель быстрого доступа

Прежде всего необходимо, чтобы одинаковые для пользователя и системы, но разные с точки зрения реализации ресурсы управлялись бы одинаково. Например, системе должно быть безразлично, жесткий диск какой именно марки используется для создания файловой системы, какая именно структура файловой системы используется для хранения конфигурационного файла, а если он уже открыт и надо считать из него очередной блок — как именно он назывался и в какой файловой системе находился. Пользовательскому приложению не обязательно знать, как работать с регистрами различных графических или звуковых карт, если всего-то и нужно, что попищать и нарисовать квадратик. Значит, ОС нужно обеспечить унификацию интерфейса (способа обращения) к ресурсам и отделить интерфейс от реализации этого обращения.

Если выясняется, что некоторым ресурсом системы (например, файлами в файловой системе) пользоваться удобно, никто не хочет упускать такую возможность. Поэтому вторая функция ОС — разделение ресурсов . Системе необходимо сделать так, чтобы несколько задач могли пользоваться любым ресурсом , не мешая друг другу. Интерфейс ресурса определяется особой политикой разделения . Действовать в обход этой политики — значит использовать внесистемные средства доступа, что в идеальных ОС невозможно.

Операционная среда

Операционная среда

Операционная среда — совокупность компьютерных программ, обеспечивающая оператору возможность управлять вычислительными процессами и файлами.

Стандартом на операционные системы (ОС) определены синтаксис и семантика языка оболочки и утилит, составляющих операционную среду компьютера, работающего под управлением такой ОС.

Есть операционные среды, позволяющие управлять вычислительными процессами и файлами в стандартной операционной системе посредством графического пользовательского интерфейса, такие как Enlightenment, GNOME, KDE и пр.

Существуют также операционные среды, предназначенные для работы под альтернативными операционными системами (например, GEOS, Microsoft Windows 1.0-3.x, 95, 98 и ME на базе MS-DOS), причем сама ОС может включаться в поставку операционной среды, а некоторые альтернативные ОС (например, Windows NT, Mac OS), наоборот, включают графические операционные среды в свой состав.

Проявляется тенденция включать в операционные среды также нетрадиционные средства ввода-вывода данных (голосовой ввод, синтез голоса, распознавание рукописного ввода и др.).

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Операционная среда» в других словарях:

Операционная среда — комплекс программного обеспечения, предоставляющего средства разработки и выполнения прикладных программ. Операционная среда включает операционную систему, интерфейсы прикладных программ, прикладные программы, сетевые службы, базы данных и языки… … Финансовый словарь

Операционная среда — Операционная среда: комплекс программных и технических средств, обеспечивающих выполнение прикладных программ. Источник: СИНТЕЗАТОРЫ РЕЧИ ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ РАБОЧИХ МЕСТ ДЛЯ ИНВАЛИДОВ ПО ЗРЕНИЮ. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. ГОСТ Р 52873… … Официальная терминология

операционная среда — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN environment … Справочник технического переводчика

Операционная среда — Совокупность операционной системы инструментальной ЭВМ, аппаратных средств и систем управления базами данных Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

операционная среда (пользователя) — условия эксплуатации абонентского оборудования например, MS Windows для IBM PC, Finder для ПЭВМ типа Macintosh — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии … Справочник технического переводчика

ориентированная на работу с окнами Windows операционная среда — Ориентированная на работу с окнами Windows операционная среда, разработанная фирмой Microsoft Corp (для ПЭВМ семейства PS/2). [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные… … Справочник технического переводчика

среда — [окружение] сущ., ж., употр. часто Морфология: (нет) чего? среды, чему? среде, (вижу) что? среду, чем? средой, о чём? о среде; мн. что? среды, (нет) чего? сред, чему? средам, (вижу) что? среды, чем? средами, о чём? о средах 1. Средой называется… … Толковый словарь Дмитриева

Среда открытой системы — операционная среда: синтезируемая на базе различных операционных систем; и обеспечивающая погружение одних и тех же прикладных программ в операционные системы, предлагаемые разными разработчиками. По английски: Open System Environment Синонимы… … Финансовый словарь

Среда окружения — (англ. Environment) в информатике совокупность значений системных переменных, путей, открытых файловых хэндлов и других ресурсов операционной системы, передаваемые процессу (программе) при его запуске. В различных операционных системах… … Википедия

Операционная система — У этого термина существуют и другие значения, см. Операционная система (значения). Запрос «OS» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) комплекс управляющих и… … Википедия

Типы операционной среды windows

Обзорная лекция № 34

для студентов специальности

«Программное обеспечение информационных технологий»

доцента кафедры ИВТ, к.т.н. Ливак Е.Н.

Основные понятия, факты

Основные функции ОС. Классификация ОС. Принципы построения ОС. Архитектура ОС. Микроядерные и монолитные ОС. Технология микроядра. Тенденции в проектировании ОС. Сетевые ОС.

Восстановление работы компьютера после аварии (в том числе загрузка операционной системы). Разработка системных модулей в составе ОС. Основы проектирования ОС.

Назначение и функции операционной системы

ОС управляет всеми устройствами компьютерной системы (процессорами, оперативной памятью, дисками, клавиатурой, монитором, принтерами, сетевыми устройствами и др.) и обеспечивает пользователя удобным интерфейсом для работы с аппаратурой.

Обычно ОС определяется через ее функции —

под ОС понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой — предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Другими словами, две основные функции (назначение) ОС :

1) предоставлять пользователю некую расширенную виртуальную машину, с которой легче работать (легче программировать), чем непосредственно с аппаратурой реального компьютера или реальной сети;

Для пользователя (приложения) работа с различными ресурсами (процессор, память, диски, периферийные устройства) выглядит так, как будто эти ресурсы находятся в его полном распоряжениии, при этом в одной системе может выполняться одновременно несколько приложений, каждое со своим собственным набором ресурсов. В этом смысле говорят, что ОС реализует виртуальную машину, предоставляя приложениям средства многозадачности.

2) управлять ресурсами вычислительной системы.

Поэтому в специальной литературе ОС представляется всегда двояко:

как расширенная виртуальная машина и

как система управления ресурсами .

· прием от пользователя (оператора) заданий или команд, сформулированных на соответствующих языках, и их обработка;

· загрузка в ОП программ и их исполнение;

· инициация программы (передача ей управления);

· прием и исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ; организация взаимодействия между задачами;

Читайте также:  Установить dev c для windows 10

· идентификация всех программ и данных;

· обеспечение работы системы управления файлами и/или систем управления БД;

· обеспечение режима мультипрограммирования (многозадачности);

· планирование и диспетчеризация задач;

· обеспечение функций по организации и управлению операциями ввода/вывода;

· удовлетворение жестким ограничениям на время ответа в режиме реального времени (для соответствующих ОС);

· управление памятью, организация виртуальной памяти;

· организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами;

· защита одной программы от влияния другой; обеспечение сохранности данных;

· аутентификация, авторизация и другие средства обеспечения безопасности;

· предоставление услуг на случай частичного сбоя системы;

· обеспечение работы систем программирования;

· параллельное исполнение нескольких задач.

Функции ОС автономного компьютера обычно группируются в соответствии с типами локальных ресурсов, которыми управляет ОС. Такие группы называют подсистемами.

Наиболее важные из них

ü подсистема управления процессами,

ü подсистема управления памятью,

ü подсистема управления файлами,

ü подсистема управления внешними устройствами,

ü подсистема пользовательского интерфейса,

ü подсистема защиты данных и администрирования.

Замечание. Часто под ОС понимается то ПО, которое запускается в режиме ядра (привилегированном режиме, режиме супервизора).

Классификация операционных систем

Операционные системы различаются

ü особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами),

ü особенностями использованных методов проектирования,

ü типами аппаратных платформ,

ü критериями эффективности,

ü особенностями реализации сетевых решений

ü и многими другими свойствами.

Особенности алгоритмов управления ресурсами

От эффективности алгоритмов управления ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом. Поэтому, характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами

По режиму обработки задач различают ОС, обеспечивающие однопрограммный или мультипрограммный режим работы.

Однопрограммные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины, делая более простым и удобным процесс взаимодействия пользователя с компьютером.

Они включают средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователем.

Мультипрограммные ОС, кроме функций однопрограммных ОС, управляют разделением совместно используемых ресурсов, таких как процессор, оперативная память, файлы и внешние устройства.

По числу одновременно работающих пользователей ОС делятся на:

  • однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
  • многопользовательские (UNIX, Windows NT).

Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

. Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.

Важнейшим разделяемым ресурсом является процессорное время. Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами (или нитями) во многом определяет специфику ОС. Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:

  • невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
  • вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

При невытесняющей многозадачности активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс.

При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса на другой принимается операционной системой, а не самим активным процессом.

Важным свойством операционных систем является возможность распараллеливания вычислений в рамках одной задачи.

ОС подразделяются на поддерживающие и неподдерживающие многонитевость.

Многонитевая ОС разделяет процессорное время не между задачами, а между их отдельными ветвями (нитями).

Еще одним важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработкимультипроцессирование.

Мультипроцессорная обработка – это способ организации вычислительного процесса в системах с несколькими процессорами, при котором несколько задач (процессов, потоков) могут одновременно выполняться на разных процессорах системы.

Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.

В современных ОС введены функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса в системе с многопроцессорной архитектурой: асимметричные ОС и симметричные ОС.

Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам.

Симметричная ОС полностью децентрализована и использует все процессоры, разделяя их между системными и прикладными задачами.

Особенности аппаратных платформ

На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована.

По типу аппаратуры различают операционные системы

Наряду с ОС, ориентированными на совершенно определенный тип аппаратной платформы, существуют операционные системы, специально разработанные таким образом, чтобы они могли быть легко перенесены с компьютера одного типа на компьютер другого типа, так называемые мобильные ОС (аппаратно-независимые). Наиболее ярким примером такой ОС является популярная система UNIX.

В зависимости от выбранного критерия эффективности операционные системы делятся на:

§ системы пакетной обработки (например, OC EC),

§ системы разделения времени (UNIX, VMS),

§ системы реального времени (QNX, RT/11).

Системы пакетной обработки служат для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.

Главной целью и критерием эффективности таких систем является максимальная пропускная способность, то есть решение максимального числа задач в единицу времени.

Схема функционирования систем пакетной обработки данных :

ü в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам;

ü из этого пакета заданий формируется мультипрограммная смесь, то есть множество одновременно выполняемых задач. Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась сбалансированная загрузка всех устройств вычислительной машины; (в мультипрограммной смеси желательно одновременное присутствие вычислительных задач и задач с интенсивным вводом-выводом).

Таким образом, выбор нового задания из пакета заданий зависит от внутренней ситуации, складывающейся в системе, то есть выбирается «выгодное» задание.

Þ таких ОС невозможно гарантировать выполнение того или иного задания в течение определенного периода времени.

В системах пакетной обработки переключение процессора с выполнения одной задачи на выполнение другой происходит только в случае, если активная задача сама отказывается от процессора, например, из-за необходимости выполнить операцию ввода-вывода. Поэтому одна задача может надолго занять процессор, что делает невозможным выполнение интерактивных задач.

Þ взаимодействие пользователя с вычислительной машиной, на которой установлена система пакетной обработки, сводится к тому, что он приносит задание, отдает его диспетчеру-оператору, а в конце дня после выполнения всего пакета заданий получает результат. Очевидно, что такой порядок снижает эффективность работы пользователя.

Основной недостаток систем пакетной обработки — изоляция пользователя-программиста от процесса выполнения его задач.

Системы разделения времени призваны исправить недостаток систем пакетной обработки данных.

Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой.

Каждой задаче выделяется только квант процессорного времени,

Þ ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым.

Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину.

Системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как

1) на выполнение принимается каждая запущенная пользователем задача, а не та, которая «выгодна» системе,

2) увеличивается время работы, так как выполняется более частое переключение процессора с задачи на задачу.

Читайте также:  Как заменить системные шрифты windows

Таким образом, критерием эффективности систем разделения времени является не максимальная пропускная способность, а удобство и эффективность работы пользователя.

Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п.

Существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена та или иная программа, управляющая объектом, в противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны, толщина гальванического покрытия не будет соответствовать норме.

Таким образом, критерием эффективности для систем реального времени является их способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия).

Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы — реактивностью.

Для этих систем мультипрограммная смесь представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется исходя из текущего состояния объекта или в соответствии с расписанием плановых работ.

Замечание. Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач может выполняться в режиме пакетной обработки, а часть — в режиме реального времени или в режиме разделения времени. В таких случаях режим пакетной обработки часто называют фоновым режимом.

Особенности архитектуры ОС

При описании операционной системы часто указываются основные концепции, положенные в ее основу.

К базовым концепциям относятся:

· способы построения ядра ОС;

· построение на базе ООПодхода;

· наличие нескольких прикладных сред;

· распределенная организация ОС.

По способам построения ядра ОС подразделяются на

· монолитные ( Windows , Linux – можем сами собрать ядро, включив в него модули и драйверы, которые считаем целесообразным включить);

Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот.

Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС — серверы, работающие в пользовательском режиме.

Недостаток — ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским.

Достоинство — ОС более гибкая — ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.

Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно:

· аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования,

· хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне,

· структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС.

Многие современные операционные системы поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора. Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра.

Распределенная организация операционной системы позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах.

В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера.

Архитектура (структура) операционной системы

Напомним, необходимые основные моменты.

Микропроцессоры Intel x 86/ Pentium аппаратно поддерживают 4 уровня привилегий (режима): 0..3.

Большинство ОС поддерживают двухуровневую систему привилегий: привилегированный режим (режим ядра, пространство ядра) и пользовательский режим (пространство пользователя). (Например, Windows NT, UNIX)

В режиме ядра ( kernel mode ) выполняются все разрешенные инструкции, в ходе выполнения доступна вся оперативная память и любые регистры. На время выполнения кода ОС микропроцессор переключается в режим ядра.

В пользовательском режиме ( user mode ) доступ к регистрам и памяти ограничен. Приложению не будет позволено работать с памятью за пределами набора адресов, установленного ОС, или обращаться напрямую к регистрам устройств.

Под архитектурой ОС обычно понимают структурную организацию ОС на основе программных модулей.

Современные ОС представляют собой хорошо структурированные модульные системы.

Единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Наиболее общим подходом к структуризации ОС является подразделение модулей две группы:

Þ модули, выполняющие основные функции ОС — ядро ОС;

Þ модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

Модули ядра выполняют базовые функции ОС

· управление устройствами ввода-вывода.

Функции модулей ядра — наиболее часто используемые функции ОС Þ Скорость выполнения этих функций определяет производительность всей системы в целом Þ Все (большинство) модули ядра являются резидентными.

Вспомогательные модули ОС

Остальные модули ОС выполняют полезные, но менее обязательные функции. Например, к таким вспомогательным модулям могут быть отнесены программы архивирования, дефрагментации диска и т.п. Вспомогательные модули ОС оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотек процедур и фугкций.

Обычно вспомогательные модули подразделяются на следующие группы:

· утилиты — программы, которые решают отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы (сжатие, дефрагментация и т.п. );

· библиотеки процедур и функций различного назначения (библиотека математических функций, библиотека функций ввода-вывода и т.д.);

· программы предоставления пользователю дополнительных услуг — специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, некоторые игры);

· системные обрабатывающие программы — текстовые и графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики (Замечание. Чаще эти программы являются частью систем программирования).

Обратим внимание, вспомогательные модули ОС обращаются к функциям ядра, как и обычные приложения, посредством системных вызовов.

Вспомогательные модули, в отличие от модулей ядра, являются транзитными.

Обратим внимание на то, что многие модули ОС оформлены как обычные приложения. Решение о том, является ли какая-либо программа частью ОС или нет, принимает производитель ОС. Некоторая программа может су щ ествовать определенное время как пользовательское приложение, а потом стать частью ОС (например, Web -браузер компании Microsoft — сначала поставлялся как отдельное приложение, затем стал частью ОС Windows , затем, по решению, суда снова превратился в самостоятельное приложение).

Для того, чтобы многозадачная ОС могла выполнять функции защиты приложений от влияния друг друга и защиты самой себя от приложений, для нее на аппаратном уровне обеспечиваются определенные привилегии. Подразумевается, что ОС или некоторые ее части работают в привилегированном режиме, а приложения — в пользовательском режиме.

Привилегии ОС обеспечиваюся тем, что выполнение некоторых инструкций в пользовательском режиме запрещается. Например, выполнение инструкции доступа к памяти для приложения разрешается, если происходит обращение к области памяти, отведенной данному приложению, и запрещается при обращении к областям памяти, занимаемым ОС или другими приложениями.

Так как ядро выполняет все основные функции ОС, то чаще всего именно ядро — та, часть ОС, которая работает в привилегированном режиме.

Adblock
detector