Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Операционные системы, среды и оболочки - файл операционные системы .doc


Лекции - Операционные системы, среды и оболочки
скачать (437.1 kb.)

Доступные файлы (1):

операционные системы .doc1115kb.12.09.2006 01:37скачать

содержание

операционные системы .doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16




Модуль1.Эволюция операционных систем


Тема 1. История развития операционных систем. Типы операционных систем.


Введение

1. Понятие и эволюция операционных систем

1.1. Определение операционной системы

1.2. История развития операционных систем



Введение

Нарастающие темпы компьютеризации уже приблизили время, когда в контакте с компьютерами оказываются не только относительно немногочисленные профессионалы по обработке информации, а практически все члены общества. Контакт с компьютером - это контакт с его программным обеспечением и, прежде всего, с операционной системой (ОС). Именно она формирует интерфейс между аппаратурой компьютера и человеком, причем задача создателей ОС состоит в том, чтобы сделать этот интерфейс, как теперь принято говорить, как можно более дружественным.

Свойства ОС зачастую оказываются не менее важными, чем свойства аппаратуры. Известны случаи, когда переход с одной ОС на другую на одной и той же машине приводил почти к пятикратному ускорению разработки программ.

На “голой” машине в современном мире не работает практически никто, и именно это определяет интерес к операционным системам.

В 1 модуле вводится понятие “операционная система”, приводятся факты из истории развития операционных систем и обсуждаются основные характеристики операционных систем. Модуль 2 рассматривает архитектуру вычислительной системы и выделяет обобщенный состав и функции операционной системы. В модуле 3 даются понятия процесса, перехода процесса из состояния в состояние, прерывания, переключения контекста, вводятся различные концепции, связанные с управлением процессами, и рассматривается организация прерываний в различных архитектурах ЭВМ. В модуле 4 введено понятие асинхронности. Здесь обсуждаются проблемы, возникающие в случае совместного доступа к разделяемым ресурсам, а также описаны различные способы взаимоисключения,— как аппаратные, так и программные,— обеспечивающие решение этих проблем. Рассматриваются примитивы взаимоисключения, семафоры и мониторы, и то, каким образом их можно использовать для решения классических проблем параллелизма; приведено описание задачи “читатели и писатели”, реализуемое при помощи рассмотренных средств. Здесь же объясняется, что такое тупик (дедлок), при котором выполнение различных процессов не может продолжаться - поскольку они ожидают событий, которые никогда не произойдут; представлены различные средства решения этой проблемы. В модуле 5 обсуждаются различные проблемы управления памятью в системах физической (реальной) памяти, в модуле 5 - виртуальной памяти. Прослеживается развитие систем реальной памяти - от систем, где вся память предоставлялась в распоряжение одного пользователя, до мультипрограммных систем с различными видами распределия памяти, описываются организация и управление виртуальной памятью. В модуле 5 объясняется концепция виртуальной памяти и показано, каким образом благодаря применению методов поблочного отображения, страничной организации и сегментации памяти можно уменьшить объем информации отображения. Приводится подробное описание реализации виртуальной памяти и преобразования адресов в системах со страничной организацией и сегментацией памяти и обсуждаются различные стратегии управления системами виртуальной памяти. Рассматриваются стратегии вталкивания, размещения и выталкивания данных, причем обсуждаются стратегии вталкивания по требованию и упреждающего вталкивания. Основное внимание в этой главе уделяется стратегиям выталкивания (подкачки) страниц; рассматриваются принцип оптимальности и стратегии выталкивания страниц. В модуле 6 речь идет об управлении процессорами, в частности о проблемах планирования загрузки процессоров и о мультипроцессорном режиме. Основное внимание сосредоточено на стратегиях планирования; здесь обсуждается планирование на верхнем уровне, промежуточном и нижнем уровне, цели и критерии планирования, приоритетное планирование, статические и динамические приоритеты, “заслуженные” или “купленные” приоритеты, а также планирование по предельному сроку. Представлены различные алгоритмы планирования. В модуле 7 рассматривается управление периферийными устройствами в различных архитектурах ЭВМ и организация программного обеспечения ввода-вывода.Модуль 8 посвящена подсистеме управления данными. Рассматриваются логический и физический аспекты управления файлами, способы организации и управления внешней памятью. В модуле 9 рассматриваются современные концепции и технологии проектирования операционных систем. Формулируются требования, предъявляемые к современным ОС, такие как расширяемость, переносимость, совместимость, безопасность. Большое внимание уделяется описанию различных тенденций структурного построения ОС.Модуль 10 описывает характеристики и области применения современных операционных систем UNIX и Windows NT, соответственно.

^ Понятие и эволюция операционных систем

Операционная система - неотъемлемая часть каждой современной ЭВМ и предназначена для организации и управления работой ЭВМ, в том числе:

  1. Операционная система (ОС) предназначена для обеспечения удобства управления компьютером и сокрытия от пользователей и прикладных программ множества ненужных им деталей его функционирования. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист должен использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п.

  2. Операционная система - это интерфейс между аппаратной частью и прикладными программами, с одной стороны, и пользователем ЭВМ - с другой. Это наиболее важная функция любого компьютера. (В настоящее время c помощью специальных компонентов ОС (драйверов) осуществляется управление и доступ к элементам аппаратного обеспечения компьютера). С помощью процедур ОС, обеспечивающих графический (или командный) интерфейс выполняется взаимодействие с пользователем операционной системы и прикладных программ.

ОС предоставляет пользователю некоторую расширенную или виртуальную машину, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.

^ Основные функции управления:

  • управление ресурсами ЭВМ (администрирование ресурсов) такими как процессоры (если их больше 1), оперативная память (ОП), устройства ввода вывода;

  • обеспечение вычислительных системных услуг прикладным программам (Application program interface - АРI);

  • организация эффективного вычислительного процесса на ЭВМ в различных типах ОС (системы разделения времени, системы реального времени, системы пакетной обработки).
^

1.1 Определение операционной системы


Это набор программ (обычных и микро), которые обеспечивают возможность использования аппаратуры компьютера. При этом аппаратура предоставляет сырую вычислительную мощность, а задача операционной системы состоит в предоставлении аппаратуры для пользователя в удобном для него виде.

Главные цели разработчиков операционной системы:

  1. Эффективное использование всех компьютерных ресурсов.

  2. Повышение производительности труда программистов.

  3. Простота, гибкость, эффективность и надежность организации вычислительного процесса.

  4. Обеспечение независимости прикладных программ от аппаратного обеспечения (АО).

Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах (МЛ), сетевой коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. Функцией ОС является распределение процессоров, памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы. ОС должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности может быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Таким образом, ОС реализует:

  • интерфейс пользователя (команды в MS DOS, UNIX; графический интерфейс в ОС Windows);

  • разделение аппаратных ресурсов между пользователями (в многопользовательской и многозадачной ОС);

  • работу в локальных и глобальных сетях;

  • возможность работы с общими данными в режиме коллективного пользования;

  • планирование доступа пользователей к общим ресурсам;

  • эффективное выполнение операций ввода-вывода;

  • восстановление данных и вычислительного процесса в случае ошибок.

Для реализации управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Так, например, алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, является ли ОС системой разделения времени, системой пакетной обработки или системой реального времени.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16



Скачать файл (437.1 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации