7. Архитектура ос. Привилегированный режим. Архитектура ос.

Современные ОС имеют модульную структуру, которая позволяет увеличивать их возможности развития, расширения и переноса на новые платформы. Единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структуированию ОС. Модули ОС разделяются на две группы: ядро ОС и вспомогательные модули.

Модули ядра ОС выполняют основные функции по распределению ресурсов в вычислительной системе. Они используются часто, и должны работать как можно быстрее. Поэтому, такие модули оформляются как резидентные (резидентные модули – это модули, коды которых постоянно находятся в оперативной памяти). Следовательно, при загрузке системы, ядро ОС всегда помещается в специально выделенную область оперативной памяти.

Вспомогательные модули ОС выполняют функции, не требующие частого использования (сжатие, архивирование, копирование и т. п.). Они оформляются как дискрезидентные модули (дискрезидентные модули – это модули, которые постоянно хранятся во внешней памяти и загружаются в оперативную память только на время своего выполнения).

Модули, входящие в состав ОС, можно классифицировать по кратности использования. Однократноиспользуемые модули – это модули, которые могут быть правильно выполнены только один раз, так как, при своём выполнении, они “портят” свою собственную память. Примером такого модуля является абсолютный загрузчик системы. Модулимногократного применения (повторно используемые модули) могут быть, в свою очередь,непривилегированными, привилегированнымииреентнрабельными.

Непривилегированные программные модули – это модули, которые могут быть прерваны во время своей работы, причём, промежуточные результаты их работы не сохраняются.

Привилегированные программные модули не могут быть прерваны во время своего выполнения, т. е. они работают при отключённой системе прерываний. Такие модули, начав работать, выполняются до конца.

Реентерабельные программные модули допускают повторное многократное прерывание своего выполнения и повторный их запуск, причём при каждом таком прерывании происходит запоминание промежуточных результатов в некоторой специально отведённой для этого области памяти. Такие модули обычно состоят из трёх секций. Первая секция предназначена для выделения памяти под промежуточные результаты выполнения. Вторая секция представляет собой непосредственный код программного модуля. Третья секция – это секция освобождения памяти, которая использовалась для хранения промежуточных результатов. Первая и третья секции работают как привилегированные секции, а вторая – как непривилегированная. Примерами реентерабельных модулей являются ряд драйверов из состава ОС.

Также в составе ОС существуют повторно входимыемодули. Такие модули допускают своё многократное параллельное использование, но их нельзя прерывать. Повторно входимые модули состоят из привилегированных секций, каждая из которых имеет свою собственную точку входа (начальный адрес). После выполнения очередной такой секции, управление может быть передано системой другой секции того же модуля или повторно той же самой секции.