Структуризация операционных систем
ОС
РЕЗИДЕНТНЫЕ
МОДУЛИ НЕРЕЗИДЕНТНЫЕ
МОДУЛИ
ОЗУ
Резидентными называются модули, которые находятся в операционной системе все время, пока работает компьютер. Часть из них активна в течение всего времени работы, а часть может находится вне активного состояния и ожидать какого-то события. Часть резидентных модулей являются непереносимыми, т.е. должны находиться в четко определенном месте жесткого диска и загружаются в определенную область ОЗУ.
Резидентные модули образуют ядро операционной системы. Кроме того, существуют монолитные ядра.
В многослойном ядре выделяются следующие слои:
-
Hardware (модули работающие непосредственно с аппаратной частью)
-
Супервизоры (привилегированные модули с самым высоким приоритетом, занимается управлением всего и вся)
-
Планирования задач и процессов
-
Управления памятью
-
Доступ ко всем этим слоям обеспечивает слой интерфейс пользователя
-
Драйверы (они могут входить в состав комплекта поставки, а могут включаться в ОС)
Вне ядра находятся непривилегированные модули системы и программы пользователя.
Операционные и программные среды
Программы пользователя нуждаются в системных функциях (сервисах) и ресурсах (процессорное время, память, дисковое пространство). Все это поставляется супервизором.
Супервизор Программы
пользователя
Системные запросы
Системная
функция или сервис Системные
запросы + Системные
функции Системные
сервисы
Ресурсы (процессорное
время, память, дисковое пространство
и т.д.) Системные
функции + Системные
сервисы Правила
работы с ними
Системные запросы/функции/сервисы образуют интерфейс прикладного программирования API
Системные функции/сервисы и правила работы с ними образуют операционную среду
Для того чтобы программы работала в той или иной операционной системе, необходимо, чтобы операционная система поддерживала ту или иную операционную среду.
Для обеспечения совместимости программ с разными операционными системами в операционную систему встраиваются разные программы-посредники, которые образуют универсальную операционную среду.
Очередь и стек
Очередь – это способ организации памяти, организованный по принципу FIFO (первый пришел – первый ушел). Широко используется при диспетчеризации процессов. Её параметрами являются адрес начала очереди А1 и её длина L (или адрес конца А2). Данные Д, поступающие в очередь по команде PUSH, становятся в её конец, а находящиеся в голове очереди извлекаются по команде POP.
Стек – способ организации памяти, организованный по принципу LIFO (последний пришёл – первый ушел). Его параметром является адрес А вершины стека. Возможно задание и длины стека, то не всегда исключает возможность его переполнения.
В операционной системе стек может использоваться хранения адресов возврата из подпрограмм, процедур и функций. В этом случае его переполнения может вызвать крах операционной системы.