2

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский государственный университет

Муромский институт (филиал)

Операционные системы

Учебное пособие

Составители: А.В. Яковлев, С.В. Кошелев

Муром 2004

УДК 681.3.06

Я

Рецензенты:

Кафедра

Информационных систем и информационного менеджмента

Владимирского государственного университета

Яковлев А.В., Кошелев С.В.

Операционные системы: Учеб. пособие. – Муром: Изд-полигра-фический центр МИ ВлГУ, 2004. – 128 с., 33 ил., 3 табл., библиогр. 10 назв.

ISBN

В учебном пособии изложены основные принципы построения и функционирования операционных систем. Рассмотрены общие понятия операционных систем, приведены функции операционных систем, дано понятие ресурса вычислительной системы и рассмотрены основные методы управления локальными ресурсами такими как процессорное время, память, ввод-вывод и т.д. В пособии также рассматривается организация и функционирование основных подсистем современной операционной системы на примере ОС Microsoft Windows NT.

Учебное пособие включает курс из четырех лабораторных работ по дисциплине «Операционные системы».

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений специальности 071900 «Информационные системы и технологии» и студентов смежных специальностей. Оно также будет полезно всем, кто желает самостоятельно ознакомиться с основами построения и функционирования операционных систем.

УДК 681.3.06

ISBN © Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета, 2004

© Яковлев А.В., Кошелев С.В., 2004

Оглавление

Владимирского государственного университета 2

Введение 5

1 Операционные системы. Общие понятия 5

1.1 Понятие и функции операционной системы 5

1.1.1 ОС как расширенная машина 5

1.2 Этапы развития ОС 6

1.3 Классификация ОС 7

1.3.1 Особенности алгоритмов управления ресурсами 8

Поддержка многозадачности 8

Поддержка многопользовательского режима 8

Вытесняющая и невытесняющая многозадачность 8

Поддержка многонитевости 8

Многопроцессорная обработка 9

1.3.2 Особенности аппаратных платформ 9

1.3.3 Особенности областей использования 9

1.3.4 Особенности методов построения 11

2 Однопользовательские операционные системы 11

2.1 Структура однозадачной операционной системы 12

2.2 Структура многозадачной операционной системы 12

3 Сетевые операционные системы 13

3.1 Структура сетевой операционной системы 13

3.2 Одноранговые сетевые ОС и ОС выделенных серверов 16

4 Управление локальными ресурсами 17

4.1 Понятие ресурса 17

4.1.1 Свойства и классификация ресурсов 17

4.1.2 Действия над ресурсами 18

4.2 Управление процессами 18

4.2.1 Состояние процессов 19

4.2.2 Алгоритмы планирования процессов 19

4.2.3 Вытесняющая и невытесняющая многозадачность 21

4.2.4 Нити 21

4.2.5 Взаимодействие процессов 22

Разделяемая память 22

Программные каналы 22

Системы, управляемые событиями 23

4.2.6 Средства синхронизации процессов 23

Проблема синхронизации 23

Критическая секция 24

4.3 Управление памятью 26

4.3.1 Типы адресов 26

4.3.2 Методы распределения памяти без использования дискового пространства 27

Распределение памяти фиксированными разделами 27

Распределение памяти разделами переменной величины 28

Перемещаемые разделы 28

4.3.3 Методы распределения памяти с использованием дискового пространства 28

Понятие виртуальной памяти 28

Страничное распределение 29

Сегментное распределение 31

Странично-сегментное распределение 32

Свопинг 33

4.3.4 Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных 33

4.4 Управление вводом-выводом 34

4.4.1 Физическая организация устройств ввода-вывода 34

4.4.2 Организация программного обеспечения ввода-вывода 35

Обработка прерываний 36

Драйверы устройств 36

Независимый от устройств, слой операционной системы 36

Пользовательский слой программного обеспечения 37

4.5 Файловая система 37

4.5.1 Имена файлов 37

4.5.2 Типы файлов 37

4.5.3 Логическая организация файла 38

4.5.4 Физическая организация и адрес файла 39

4.5.5 Права доступа к файлу 40

4.5.6 Общая модель файловой системы 41

4.5.7 Отображаемые в память файлы 42

4.5.8 Современная архитектура файловой системы 42