- •Системное программное обеспечение Учебное пособие
- •Введение
- •1.Основные понятия
- •1.1.Функции и ресурсы ос
- •1.2.Структура программного обеспечения
- •1.3.Режимы функционирования компьютера
- •1.4.Классификация ос
- •1.5.Состав ос
- •2.Управление памятью
- •2.1. Основная память
- •2.2.Регистровая память
- •2.3.Кэш память
- •2.4.Организация основной памяти
- •2.4.1.Режимы работы процессоров Intel
- •2.4.2.Преобразование логического адреса в физический в реальном режиме
- •2.4.3.Адресация памяти в защищенном режиме
- •2.5.Управление памятью
- •2.5.1.Модели памяти
- •2.5.2.Динамическое распределение памяти
- •2.5.3.Динамическое распределение памяти в windows nt
- •2.5.4.Функции ос по управлению основной памятью
- •2.6.Виртуальная память
- •2.6.1.Преобразование виртуального адреса в реальный
- •2.6.2.Страничная организация
- •2.6.3.Сегментная организация
- •2.6.4.Странично-сегментная организация
- •2.6.5.Сплошная модель памяти flat
- •2.6.6.Функции для доступа к виртуальной памяти
- •2.6.6.1Освобождение виртуальной памяти
- •2.6.6.2Фиксирование страниц основной памяти
- •2.6.7.Стратегии управления виртуальной памятью
- •2.6.7.1Определение оптимального размера страниц
- •2.6.7.2Поведение программ при подкачке страниц
- •3.Процессы и задачи. Мультипроцессорные системы
- •3.1.Управление процессами
- •3.1.1.Блок управления процессом (pcb)
- •3.1.2.Управление асинхронными параллельными процессами
- •3.2.Мультизадачность
- •3.2.1.Виды мультизадачности:
- •3.2.2.Процессы и задачи
- •3.2.3.Распределение времени между задачами
- •3.2.4.Процессовая мультизадачность
- •3.2.5.Потоковая мультизадачность
- •3.2.6. Синхронизация задач
- •3.2.6.1Ожидание завершения задачи или процесса
- •3.2.6.2Синхронизация с помощью событий
- •3.2.7.Взаимоисключение
- •3.2.7.1Критические секции в программном интерфейсе windows
- •3.2.7.2Блокирующие функции
- •3.2.8.Семафоры
- •3.3.Тупики
- •3.3.1.Условия возникновения тупика
- •3.3.2.Предотвращение тупиков
- •3.3.3. Обход тупиков
- •3.3.4.Обнаружение тупиков
- •3.3.5.Восстановление после тупика
- •3.4.Средства обеспечения мультизадачности в защищенном режиме работы процессора Intel
- •3.4.1.Переключение задач
- •3.5.Обработка прерываний
- •3.5.1.Обработка прерываний в защищенном режиме
- •3.5.2.Обработка аппаратных прерываний
- •3.6.Управление потоками заданий. Планирование заданий и загрузка процессоров
- •3.6.1.Цели планирования
- •3.6.2.Критерии планирования
- •3.6.3.Дисциплины планирования
- •3.6.4.Многоуровневые очереди с обратными связями
- •3.7.Мультипроцессорные архитектуры. Планирование загрузки ресурсов
- •3.7.1.Параллелизм
- •3.7.2.Цели мультипроцессорных систем
- •3.7.3.Автоматическое распараллеливание
- •3.7.3.1Расщепление цикла
- •3.7.3.2Редукция высоты дерева
- •3.7.4.Мультипроцессорные операционные системы
- •3.7.5.Организация мультипроцессорных операционных систем
- •3.7.6.Производительность мультипроцессорных систем
- •3.7.7.Экономическая эффективность мультипроцессорных систем
- •3.7.8.Восстановление после ошибок
- •3.7.9.Перспективы мультипроцессорных систем
- •4.Управление внешней памятью и файловые системы
- •4.1.Структура дискового тома. Таблица разделов
- •4.2.Управление данными
- •4.2.1.Организация данных
- •4.2.2.Методы доступа
- •4.3. Файловые системы
- •4.3.1.Файловая система fat
- •4.3.2.Файловая система fat32
- •4.3.3.Функции windows api для работы с директориями
- •4.3.4.Файловая система windows 95
- •4.3.5.Файловая система нpfs (os/2)
- •4.3.5.1 Структура тома
- •4.3.5.2Файлы и Fnodes
- •4.3.5.3Каталоги
- •4.3.5.4Расширенные атрибуты
- •4.3.5.5Инсталлируемые файловые системы
- •4.3.5.6Проблемы эффективности
- •4.3.5.7Отказоустойчивость
- •4.3.6.Файловая система ntfs (Windows nt)
- •4.3.6.1Главная файловая таблица
- •4.3.6.2Атрибуты файла ntfs
- •4.3.6.3Длинные и короткие имена файлов
- •4.3.6.4Потоки данных
- •4.3.6.5Согласованность с posix
- •4.4.Асинхронные операции с файлами
- •4.5.Файлы, отображаемые на память
- •4.5.1.Создание отображения файла
- •4.5.2.Выполнение отображения на память
- •5.Средства ввода информации
- •5.1.Аппаратные и программные средства ввода информации с клавиатуры
- •5.1.1.Анализ и преобразование скэн-кода
- •5.1.2.Буфер клавиатуры
- •5.1.3.Схема работы буфера
- •5.1.4.Ввод информации с клавиатуры в Windows
- •5.1.4.1Поддержка горячих клавиш (нot-key)
- •5.1.4.2Языки и локализация
- •5.2.Управление манипулятором "мышь"
- •5.2.1.Аппаратные средства манипулятора
- •5.2.2.Программная поддержка "мыши" (на примере ms dos)
- •5.2.3.Основные функции интерфейса программы с манипулятором "мышь" (int 33н)
- •5.2.4.Чтение позиции курсора и состояния кнопок "мыши"
- •5.2.5.Управление мышью в приложениях Windows
- •5.2.5.1Обработка двойного щелчка (Double-Click Messages)
- •5.2.5.2Сообщения неклиентской области
- •5.2.5.3Активизация окна
- •6.Сетевые операционные системы
- •Литература
- •Оглавление
- •Учебное издание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.Основные понятия
1.1.Функции и ресурсы ос
Современная операционная система реализует ряд основных функций:
- определяет интерфейс пользователя;
- обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между пользователями;
- дает возможность работать с общими данными в режиме коллективного пользования;
- планирует доступ пользователей к общим ресурсам;
- обеспечивает эффективное выполнение операций ввода/вывода;
- осуществляет восстановления информации и вычислительного процесса в случае ошибок.
Главное назначение ОС - управление ресурсами. Главные ресурсы - аппаратура.
В процессе работы ОС управляет следующими ресурсами:
1) процессорами;
2) памятью;
3) устройствами обмена;
4) данными.
Данные - это неаппаратный ресурс вычислительной системы, но значение этого ресурса не меньше, чем аппаратного.
Объекты, взаимодействующие с ОС – персонал, программы, аппаратные средства.
Персонал - группы людей, работающих с вычислительной системой и взаимодействующих с ОС. ОС предоставляет определенную информацию в зависимости от того, к какой группе относится то или иное лицо:
1) пользователи - категория людей, которая использует компьютер для решения задач из своей предметной области. Наименее подготовленная группа. В связи с распространением диалоговых систем ассимилируются с операторами;
2) операторы - группа персонала, осуществляющая оперативное управление вычислительным процессом: загрузку программ, подготовку внешних устройств. Владеют средствами ведения диалога с операционной системой, способны распознавать сообщения ОС о состоянии устройств и ошибках программ;
3) технический персонал - обеспечивает текущую работоспособность вычислительной системы. ОС предоставляет им информацию о состоянии узлов и блоков компьютера, а также программные средства диагностики и тестирования аппаратуры;
4) прикладные программисты. Они должны иметь информацию о размерах ресурсов вычислительной системы: памяти, дисковых накопителей и т.п., о конфигурации аппаратных и информационных ресурсов, об установленном программном обеспечении и т.д. Эта информация используется для подготовки оптимальных прикладных программ;
5) системные программисты. Наиболее квалифицированная категория персонала. В совершенстве знают операционную систему и программные средства управления всеми ресурсами вычислительной системы. Способны настроить конфигурацию ресурсов компьютера, обеспечивающую оптимальное соотношение быстродействия и расходования ресурсов, прежде всего памяти. Разрабатывают сервисные компоненты, отсутствующие в ОС. Осуществляют поиск и подключение системных компонент, улучшающих рабочие характеристики вычислительного процесса;
6) системный администратор - это человек, в обязанности которого входит обеспечение бесперебойной работы вычислительной системы, распределение ресурсов между пользователями, установка первоначальных приоритетов, решение вопросов, связанных с конфликтами программ и данных. Должен быть осведомлен о возможностях ОС в максимальной степени;
7) административный персонал (менеджеры, директоры и т.д.). ОС предоставляет статистическую информацию о работе вычислительного комплекса, которая поможет в принятии управленческих решений: покупке нового оборудования, модернизации, смене политики приоритетов и т.п.
Кроме людей ОС взаимодействует с программными и аппаратными средствами.