- •Введение
- •1. Основные понятия системного программного обеспечения
- •1.1. Понятия прикладного и системного программного обеспечения
- •1.2. Состав системного программного обеспечения
- •2. Состав и архитектура операционных систем
- •2.1. Состав операционных систем
- •2.2. Архитектура ос
- •3. Процессы и потоки
- •3.1. Концепция процессов и потоков
- •3.2. Многозадачность. Формы программной работы
- •3.3. Подсистема управления процессами и потоками
- •3.4. Роль процессов, потоков и волокон в многозадачности
- •3.5. Создание процессов
- •3.6. Потоки и их модели
- •3.7. Планирование и синхронизация процессов и потоков
- •3.7.1. Виды планирования
- •3.7.2. Алгоритмы планирования потоков
- •3.7.3. Алгоритмы приоритетного планирования
- •3.7.4. Взаимоисключения
- •3.7.5. Семафоры
- •3.7.6. Тупики
- •4. Управление памятью
- •4.1. Функции ос по управлению памятью
- •4.2. Классификация методов распределения памяти
- •4.3. Распределение памяти без использования внешней памяти
- •4.4. Методы структуризации виртуальной памяти
- •4.4.1. Страничная организация виртуальной памяти
- •4.4.2. Сегментная организация виртуальной памяти
- •4.4.3. Странично-сегментная организация памяти
- •5. Файловые системы
- •5.1. Цели и задачи файловой системы
- •5.2. Организация файлов и доступ к ним
- •5.3. Логическая организация файла
- •5.4. Каталоговые системы
- •5.5. Основные возможности файловой системы ntfs
- •5.6. Структура тома с файловой системой ntfs
- •5.7. Возможности ntfs по ограничению доступа к файлам и каталогам
- •6. Управление вводом-выводом
- •6.1. Физическая организация устройств ввода-вывода
- •6.2. Организация программного обеспечения ввода-вывода
- •6.3. Обработка прерываний
- •6.4. Драйверы устройств
- •6.5. Независимый от устройств слой ос
- •6.6. Пользовательский слой программного обеспечения
- •7. Построение операционных систем
- •7.1. Принципы построения операционных систем
- •7.1.1. Принцип модульности
- •7.1.2. Принцип функциональной избирательности
- •7.1.3. Принцип генерируемости ос
- •7.1.4. Принцип функциональной избыточности
- •7.1.5. Принцип виртуализации
- •7.1.6. Принцип независимости программ от внешних устройств
- •7.1.7. Принцип совместимости
- •7.1.8. Принцип открытой и наращиваемой ос
- •7.1.9. Принцип мобильности
- •7.1.10. Принцип обеспечения безопасности вычислений
- •7.2. Построение интерфейсов операционных систем
- •7.3. Интерфейс прикладного программирования
- •7.3.1. Реализация функций api на уровне ос
- •7.3.2. Реализация функций api на уровне системы программирования
- •7.3.3. Реализация функций api с помощью внешних библиотек
- •7.4. Классификация системных вызовов
- •7.5. Интерфейс пользователя
- •7.6. Пользовательский интерфейс приложений
- •7.7. Архитектура, управляемая событиями
- •8. Семейство операционных систем unix
- •8.1. Основные понятия системы unix
- •8.1.1. Виртуальная машина
- •8.1.2. Пользователь
- •8.1.3. Интерфейс пользователя
- •8.1.4. Привилегированный пользователь
- •8.1.5. Команды
- •8.1.6. Процессы
- •8.1.7. Выполнение процессов
- •8.1.8. Структура файловой системы
- •8.2. Операционная система Linux
- •9.1.2. Определение компилятора. Отличие компилятора от транслятора
- •9.1.3. Определение интерпретатора. Разница между интерпретаторами и трансляторами
- •9.1.4. Этапы трансляции. Общая схема работы транслятора
- •9.1.5. Понятие прохода. Многопроходные и однопроходные компиляторы
- •9.2. Таблицы идентификаторов. Организация таблиц идентификаторов
- •9.2.1. Назначение таблиц идентификаторов
- •9.2.2. Принципы организации таблиц идентификаторов
- •9.2.3. Простейшие методы построения таблиц идентификаторов
- •9.2.4. Построение таблиц идентификаторов по методу бинарного дерева
- •9.2.8. Комбинированные способы построения таблиц идентификаторов
- •9.3. Лексические анализаторы
- •9.3.1. Назначение лексического анализатора
- •9.3.2. Принципы построения лексических анализаторов
- •9.3.3. Определение границ лексем
- •9.3.4. Выполнение действий, связанных с лексемами
- •9.4. Формальные языки и грамматики
- •9.4.1. Первичные понятия
- •9.4.2. Примеры, иллюстрирующие первичные понятия
- •9.4.3. Типы формальных языков и грамматик
- •9.4.3.1. Грамматики типа 0
- •9.4.3.2. Грамматики типа 1
- •9.4.3.3. Грамматики типа 2
- •9.4.3.4. Грамматики типа 3
- •9.4.3.5. Вывод в кс-грамматиках и правила построения дерева вывода
- •9.4.3.6. Синтаксический разбор
- •9.4.3.7. Левый и правый выводы
- •9.4.3.8. Неоднозначные и эквивалентные грамматики
- •9.4.4. Способы задания схем грамматик
- •9.4.4.1. Форма Наура-Бэкуса
- •9.4.4.2. Итерационная форма
- •9.4.4.3. Синтаксические диаграммы
- •9.4.5. Построение грамматик и грамматики, описывающие основные конструкции языков программирования
- •9.4.5.1. Рекомендации по построению грамматик
- •9.4.5.2. Описание списков
- •9.4.5.3. Пример построения грамматик
- •9.4.5.4. Грамматики, описывающие целые числа без знака и идентификаторы
- •9.4.5.5. Грамматики для арифметических выражений
- •9.4.5.6. Грамматика для описаний
- •9.4.5.7. Грамматика, задающая последовательность операторов присваивания
- •9.4.5.8. Грамматики, описывающие условные операторы и операторы цикла
- •9.4.5.9. Бесскобочные выражения
- •9.4.5.10. Префиксная польская запись
- •9.4.5.11. Вычисление префиксных польских записей
- •9.4.5.12. Постфиксная польская запись
- •9.4.5.13. Вычисление постфиксных записей
- •9.5. Конечные автоматы и регулярные грамматики
- •9.6. Макроязыки и макрогенерация
- •9.6.1. Определения макрокоманд и макрогенерации
- •9.6.2. Примеры макрокоманд
- •9.6.3. Макроязыки и препроцессоры
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
7.1.2. Принцип функциональной избирательности
В ОС выделяется некоторая часть важных модулей, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти для более эффективной организации вычислительного процесса. Эту часть в ОС называют ядром, так как это действительно основа системы. При формировании состава ядра требуется учитывать два противоречивых требования:
– в состав ядра должны войти наиболее часто используемые системные модули;
– количество модулей должно быть таковым, чтобы объем памяти, занимаемый ядром, был бы не слишком большим.
В состав ядра, как правило, входят модули по управлению системой прерываний, средства по переводу программ из состояния счета в состояние ожидания, готовности и обратно, средства по распределению таких основных ресурсов, как оперативная память и процессор. Помимо программных модулей, входящих в состав ядра и постоянно располагающихся в оперативной памяти, может быть много других системных программных модулей, которые получают название транзитных. Транзитные программные модули загружаются в оперативную память только при необходимости и в случае отсутствия свободного пространства могут быть замещены другими транзитными модулями.
7.1.3. Принцип генерируемости ос
Основное положение этого принципа определяет такой способ исходного представления центральной системной управляющей программы ОС (ее ядра и основных компонентов, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти), который позволял бы настраивать эту системную супервизорную часть, исходя из конкретной конфигурации конкретного вычислительного комплекса и круга решаемых задач. Эта процедура проводится редко, перед достаточно протяженным периодом эксплуатации ОС. Процесс генерации осуществляется с помощью специальной программы-генератора и соответствующего входного языка для этой программы, позволяющего описывать программные возможности системы и конфигурацию машины. В результате генерации получается полная версия ОС. Сгенерированная версия ОС представляет собой совокупность системных наборов модулей и данных.
Упомянутый раньше принцип модульности положительно проявляется при генерации ОС. Он существенно упрощает настройку ОС на требуемую конфигурацию вычислительной системы. В наши дни при использовании персональных компьютеров с принципом генерируемости ОС можно столкнуться разве что только при работе с Linux. В этой UNIX-системе имеется возможность не только использовать какое-либо готовое ядро ОС, но и самому сгенерировать (скомпилировать) такое ядро, которое будет оптимальным для данного конкретного персонального компьютера и решаемых на нем задач. Кроме генерации ядра в Linux имеется возможность указать и набор подгружаемых драйверов и служб, то есть часть функций может реализовываться модулями, непосредственно входящими в ядро системы, а часть – модулями, имеющими статус подгружаемых, транзитных.
В остальных современных распространенных ОС для персональных компьютеров конфигурирование ОС под соответствующий состав оборудования осуществляется на этапе инсталляции, а потом состав драйверов и изменение некоторых параметров ОС может быть осуществлено посредством редактирования конфигурационного файла.