3. Содержательные аспекты основных терминов, используемых в курсе «ос и ост». Операционная система (ос). Основные задачи ос.

ОС – организованная совокупность программ (систем), которая действует как интерфейс между аппаратурой ВС и «Пользователями». ОС обеспечивает пользователей набором базовых средств для облегчения проектирования, написания, отладки и сопровождения программ. ОС управляет распределением ресурсов ВС для обеспечения эффективной работы.

Основными задачами любой операционной системы являются:

1.Управление ресурсами ВС (повышение эффективности использования ВС путем рационального управления его ресурсами в соответствии с некоторым критерием).

2.Организация интерфейса (т.е. предоставление пользователю соответствующего набора услуг).

4. Ос. Управление ресурсами.

Классификация ресурсов:

Место расположения ВС: 1.локальные

2.сетевые (удаленные)

Принадлежность ресурса: 1.аппаратное оборудование 2.информационные ресурсы

- процессоры - программы

- память - данные

- I/O устройства

Ресурсы распределяются между процессами.

Процесс (задача) – представляет собой базовое понятие современных ОС и часто кратко определяется как программа в стадии выполнения.

Программы и данные рассматриваются как файлы.

Подсистема ОС управления ресурсами: 1.Управление процессорами.

2.Управление процессами.

3.Управление памятью.

4. Управление устройствами ввода, вывода.

5.Управление файлами (файловая система).

Организация интерфейса: программа --> пользователь--> человек

конечный пользователь-->человек<--программист

5. Операционная система. Услуги ос.

Услуги ОС:1.Статические (ориентированные на человека) пользовательский интерфейс:

- уровень командной строки (концепция «вспоминай и набирай»);

- система меню (концепция «смотри и выбирай»)

--текстовый режим;

--графический режим;

2.Динамические (услуги для прикл. программ, процессов) интерфейс прикл. программ(API – Application programming interface). Инструментом исп. динамических услуг низкого уровня явл. прерывание. Прерывание в разных ВС совершенно одинак: int HX.

Прикл. программа обращ. к низкоуровневому API.

Построение API: 1. закрытые (ОС, реализованная фирмой cisco. Никто не знает, что эти услуги предоставляются)

2. открытые (Linux (unix). Все имеют доступ к коду. Могут использовать и модифицировать.)

3. API(Microsoft)

Пользователь ОС: 1. человек

- конечный пользователь

- программист (разработчик, пользователь)

2. программа (процесс) пользователя

6-8. Операционная система. Концепции ОС.

В процессе эволюции ОС возникло несколько важных концепций, которые стали неотъемлемой частью теории и практики современных операционных систем

Основные концепции: 1.Системные вызовы

2. Прерывания

3. Исключительные ситуации

4. Файлы

5. Процессы и потоки (нити)

Системные вызовы

В любой ОС поддерживается механизм, который позволяет программам обращаться к услугам ядра ОС. Например: в ОС UNIX такие средства называются системными вызовами.

Системные вызовы – это интерфейс между ОС и пользовательской программой.

Схема отработки системного вызова

-Пользовательская программа запрашивает сервис у ОС.

-Осуществляется системный вызов, имеющихся в библиотеке процедур, которые загружают в машинные регистры определенные параметры, и выполняется прерывание всех процессов.

-Управление передается обработчику данного вызова, входящему в ядро ОС и процесс переходит в привилегированный режим.

Все вышеперечисленное делает системный вызов похожим на обычный вызов подпрограмм.

Системные вызовы создают, используют и удаляют различные объекты, главными из которых являются файлы и процессы.

Основное отличие состоит в том, что при системном вызове задача или процесс переходит в привилегированный режим (режим ядра). Системные вызовы иногда называют программными прерываниями в отличие от аппаратных прерываний, которые обычно называют просто прерываниями.

Прерывания

Внешние прерывания (аппаратные)

Прерывания (hardware interrupt) –это события, генерируемые внешними (по отношению к процессору) устройством. (нажатие клавиш, зависание операции вв/выв, прерывание таймера)

Посредством аппаратных прерываний аппаратура либо информирует ЦП о том, что произошло какое-либо событие, требующее немедленной реакции.

Важный тип аппаратных прерываний – прерывания ТАЙМЕРА, которые генерируются периодически, через определённый отрезок времени - они используются Ос при планировании процессов.

Каждый тип аппаратных прерываний имеет собственный номер, однозначно определяющий источник прерывания.

Аппаратное прерывание – это асинхронное событие

Внутренние прерывания (исключительные ситуации)

Исключительная ситуация ( exception) – это событие, возникающее в результате попытки выполнения программой команды, которая по каким то причинам не может быть выполнена до конца.(деление на ноль, обращение к ресурсу без достаточных привелигий)

Попытка доступа к ресурсам при отсутствии достаточных привилегий или обращение к отсутствующим страницам памяти – это примеры exception.

Исключительные ситуации – это синхронные события

– исправимые (например: отсутствие информации в оперативной памяти)

– неисправимые (например: ошибка в программе – деление на 0)

Программные прерывания(обращение пользовательской программы к услугам ядра ОС, реализация системных вызовов) - синхронные события.