1. Принципы построения операционных систем.

11. Принципы построения операционных систем.

1. Принцип модульности

Модуль - функционально законченный элемент системы, отвечающий тре­бованиям межмодульного интерфейса. Из определения следует, что один модуль можно заменить на другой. Способы обособления отдельных частей ОС могут различаться, но чаще всего разделение происходит по функциональному принципу.

Особенно важное значение при построении ОС имеют модули, позволяющие бо-

лее эффективно использовать ресурсы вычислительной системы:

• привилегированные;

• повторно входимые;

• реентерабельные.

В некоторых ОС реентерабельность достигается автоматически:

• при неизменяемости кодовых частей программы при исполнении;

• при автоматическом распределении регистров;

• при автоматическом отделении кодовых частей программ от данных и помещении данных в системную область памяти.

Принцип модульности отражает технологические и эксплуатационные свойства ОС. Наибольший эффект достигается при распространении принципа модульности на ОС, прикладные программы и аппаратуру.

2. Принцип функциональной избирательности

Часть модулей, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти для более эффективной организации вычислительного процесса, называется ядром ОС. При формировании состава ядра следует учитывать два противоречивых требования:

• в состав ядра должны войти наиболее часто используемые системные модули;

• количество модулей должно быть таковым, чтобы объем памяти, занимаемый ядром, не был слишком большим.

В состав ядра входят, как правило, следующие модули:

• модули по управлению системой прерываний;

• средства по переводу программ из состояния выполнения в состояние ожидания, готовности и обратно;

• средства по распределению основных ресурсов: оперативной памяти и процессор­ного времени.

Транзитные программные модули загружаются в память только при необходи­мости и в случае отсутствия свободного дискового пространства могут быть замещена другими транзитными модулями.

3. Принцип генерируемости ос

Принцип генерируемости - возможность настраивать системную супервизорную часть (ядро и основные компоненты), исходя из конкретной конфигурации вычисли тельного комплекса и класса решаемых задач. Процедура генерации производится с помощью программы-генератора и языка описания входных данных для этой програм­мы. В результате генерации получается полная версия ОС - совокупность системных на­боров модулей и данных.

Принцип модульности положительно проявляется при генерации ОС. Он упро­щает настройку ОС на требуемую конфигурацию вычислительной системы. Принцип генерируемости реализован в ОС, типа UNIX.

4. Принцип функциональной избыточности

Этот принцип дает возможность проведения одной и той же работы различными способами. В состав ОС может входить:

• несколько типов планировщиков (модулей супервизора, управляющих тем или иным видом ресурсов);

• различные средства организации связи между вычислительными процессами.

Это дает возможность пользователям:

• быстро и наиболее адекватно адаптировать ОС к определенной конфигурации вычислительной системы;

• обеспечить максимально эффективную загрузку технических средств при реше­нии конкретного класса задач;

• получить максимальную производительность при решении заданного класса задач.