Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Архитектура компьютеров
Содержание
- 1. Архитектура компьютеров
- 2. Система аттестации
- 3. ЛекцияСистемное программное обеспечение компьютеров
- 4. Назначение ОСОперационная система представляет собой программный компонент,
- 5. Назначение ОСРазработчики операционных систем преследуют две цели:
- 6. Иерархическая организация вычислительной системыАппаратные и программные средства,
- 7. Иерархическая организация вычислительной системы
- 8. Иерархическая организация вычислительной системыПриложения (прикладные задачи) формулируется
- 9. УтилитыОблегчить участь программиста может комплекс специализированных программ,
- 10. Операционная система скрывает от прикладного программиста
- 11. Операционная системаОперационная система играет роль посредника между
- 12. Типовые процедуры и служебные функции операционной системы
- 13. Типовые процедуры (2) 2. Выполнение прикладной
- 14. Типовые процедуры (3) 3 Доступ
- 15. Типовые процедуры (4) 4. Управление доступом
- 16. Типовые процедуры (5)5 Доступ к вычислительной системеЕсли
- 17. Типовые процедуры (6)6. Обнаружение и обработка ошибок
- 18. Типовые процедуры (6)Довольно часто ОС ограничивается тем,
- 19. Типовые процедуры (7) 7 Оценка работы комплекса
- 20. Операционная система в роли менеджера ресурсовКомпьютер можно
- 21. Особенности функций управления ОС 1 ОС является
- 22. Особенности функций управления ОСКлючевым фактором, отличающим ОС
- 23. Операционная система в роли менеджера ресурсов
- 24. Операционная система в роли менеджера ресурсовЧасть программ
- 25. Операционная система в роли менеджера ресурсовОстальная часть
- 26. Операционная система в роли менеджера ресурсовОС также
- 27. Классификации операционных системПо дисциплине обслуживания программ:
- 28. Интерактивный режим Обеспечивает непосредственное взаимодействие пользователей
- 29. Интерактивный режимПосле запуска задания пользователь может передавать
- 30. Слайд 30
- 31. Режим пакетной обработкиВсе приложения и данные, необходимые
- 32. Слайд 32
- 33. Однопрограммные и мультипрограммные ОСВ однопрограммных ОС все
- 34. Операционные системы для пакетного режима Операционная система, реализующая режим пакетной обработки, получила называние монитор
- 35. Распределение оперативной памяти в пакетном режиме
- 36. Функции монитораМонитор должен постоянно присутствовать в оперативной
- 37. Функции монитораМонитор последовательно считывал задания из устройства
- 38. Аппаратные средства и реализация режима ПОЗащита памяти Таймер Привилегированные команды Прерывания
- 39. Защита памяти Во время выполнения прикладной программы
- 40. Таймер Таймер в системе применяется для того,
- 41. Привилегированные команды Определенным машинным командам можно придать
- 42. Привилегированные командыЕсли процессор обнаруживает, что такую команду
- 43. Прерывания Аппаратная поддержка такой функции обеспечивает необходимую
- 44. Операционные системы для пакетного режимаВремя работы процессора
- 45. Мультипрограммный пакетный режимВариант пакетного режима с последовательным
- 46. Однопрограммный пакетный режим
- 47. Однопрограммный пакетный режимЧтобы снизить простои процессора, необходимо
- 48. Мультипрограммный пакетный режим
- 49. Мультипрограммный пакетный режим (3)
- 50. Мультипрограммный пакетный режимМультипрограммная операционная система имеет гораздо
- 51. Мультипрограммный пакетный режимКроме того, если несколько программ
- 52. Эффективность мультипрограммной операционной системы Преимущество: повышается
- 53. Системы с разделением времениПроблема интерактивного доступа была
- 54. Система разделения времени
- 55. Сравнительные характеристики
- 56. Скачать презентанцию
Система аттестации
Слайды и текст этой презентации
Слайд 4Назначение ОС
Операционная система представляет собой программный компонент, контролирующий выполнение других
Слайд 5Назначение ОС
Разработчики операционных систем преследуют две цели:
-
обеспечить удобство пользования системой,
- эффективность ее работы.
Операционная
система обеспечивает максимальную реализацию потенциальных возможностей ресурсов системы 
Слайд 6Иерархическая организация вычислительной системы
Аппаратные и программные средства, обеспечивающие решение некоторой
прикладной задачи, можно представить как иерархически организованный комплекс, имеющий несколько
уровней
Слайд 8Иерархическая организация вычислительной системы
Приложения (прикладные задачи) формулируется прикладным программистом на
языке программирования
Если используется язык программирования, являющийся почти "зеркальной" копией набора
машинных команд, то прикладному программисту придется взять на себя всю ответственность за управление аппаратными средствами компьютера в процессе решения прикладной задачи 
Слайд 9Утилиты
Облегчить участь программиста может комплекс специализированных программ, которые принято называть
системными
На часть из этих программ — утилит — возлагается
выполнение часто встречающихся процедур, помогающих в разработке прикладной программы, реализующих управление файлами и внешними устройствами 
Слайд 10Операционная система
скрывает от прикладного программиста детали функционирования
аппаратных средств того вычислительного комплекса, на котором выполняется прикладная программа,
и обеспечивает пользователя удобными средствами интерфейса с системой
Слайд 11Операционная система
Операционная система играет роль посредника между программистом и прикладной
программой, с одной стороны, и вычислительным комплексом — с другой,
предоставляя как программисту, так и конечному пользователю возможность пользоваться заранее подготовленными служебными функциями
Слайд 12Типовые процедуры и служебные функции операционной системы
Формирование программы
Операционная
система обеспечивает программисту доступ к разнообразным средствам подготовки текста программы
и ее отладкиХотя сами средства подготовки и отладки прикладных программ относят к классу программ поддержки конкретных языков программирования, которые не входят в состав операционной системы, последняя обеспечивает программисту доступ к этим утилитам.
Слайд 13Типовые процедуры (2)
2. Выполнение прикладной программы
В процессе выполнения
программы всегда возникает необходимость в рутинных процедурах, общих для любых
прикладных программК ним относятся процедуры загрузки команд и данных программы в оперативную память, инициализации файлов и внешних устройств, подготовки к использованию других ресурсов системы
Все эти задачи выполняются компонентами операционной системы по "заказу" конечного пользователя и прикладной программы.
Слайд 14Типовые процедуры (3)
3 Доступ к устройствам ввода-вывода
Для обращения к каждому типу внешних устройств необходима своя последовательность
машинных команд или управляющих сигналовОперационная система берет на себя все детали процесса управления внешними устройствами, подключенными к системе, что позволяет программисту формулировать задачу обращения к ним в терминах обобщенных функций запуска/прекращения работы, чтения и записи
Слайд 15Типовые процедуры (4)
4. Управление доступом к файлам.
Процедуры
обращения к файлам должны учитывать не только тип устройства, на
котором хранятся требуемые файлы (УВПМД, компакт-диск, УВПМЛ), но и особенности формата файлов на разных носителяхВсе эти детали скрываются от прикладной программы компонентами операционной системы
Более того, если с вычислительным комплексом одновременно работает несколько пользователей, операционная система обеспечивает функционирование механизма защиты файлов одних пользователей от несанкционированного доступа других пользователей
Слайд 16Типовые процедуры (5)
5 Доступ к вычислительной системе
Если вычислительный комплекс функционирует
в режиме общедоступной системы, операционная система контролирует как доступ к
комплексу в целом, так и доступ к отдельным его ресурсамПри этом, во-первых, комплекс защищается от несанкционированного доступа, а во-вторых, разрешаются конфликты между отдельными пользователями при попытке одновременного обращения к одному и тому же ресурсу.
Слайд 17Типовые процедуры (6)
6. Обнаружение и обработка ошибок
Операционная система должна
обнаружить ошибочную ситуацию и адекватно на нее отреагировать, причинив при
этом минимальный вред выполняющимся приложениямВарианты реакции операционной системы могут быть самыми разными — от прекращения выполнения программы, в которой возникла ошибка, до попытки повторно выполнить операцию
Слайд 18Типовые процедуры (6)
Довольно часто ОС ограничивается тем, что выводит сообщение
пользователю о сложившейся ситуации и предоставляет ему право решать, что
же делать дальшеНо и в этом случае ОС должна предоставить пользователю всю необходимую для принятия решения информацию
Слайд 19Типовые процедуры (7)
7 Оценка работы комплекса
Большинство современных операционных
систем выполняет сбор разнообразной статистики и мониторинг параметров, характеризующих эффективность
работы вычислительного комплекса, в частности время реакции на запросЭта информация используется обслуживающим персоналом для настройки комплекса с целью повышения его производительности или для принятия решения о модернизации комплекса
Слайд 20Операционная система в роли менеджера ресурсов
Компьютер можно рассматривать как совокупность
ресурсов, осуществляющих перемещение, сохранение и обработку данных и управление этими
функциямиОбеспечение рационального использования этих ресурсов возлагается на ОС
Слайд 21Особенности функций управления ОС
1 ОС является такой же программой,
как и все прочие, т.е. состоит из таких же команд,
которые выполняются тем же процессором и хранятся в той же ОП2 У операционной системы часто отбирается управление и от процессора зависит, когда она вновь это право получит
Слайд 22Особенности функций управления ОС
Ключевым фактором, отличающим ОС от прочих программ,
является назначение
ОС нацеливает процессор на использование других системных ресурсов и
синхронизирует их предоставление другим программам При этом процессор должен прекратить выполнение программ ОС и переключиться на одну из прикладных программ
Слайд 24Операционная система в роли менеджера ресурсов
Часть программ ОС находится в
оперативной памяти
Эта часть включает ядро (kernel), состоящее из функций, наиболее
часто использующихся ОС, и программы, которые нужны в конкретной ситуации, сложившейся в данный момент 
Слайд 25Операционная система в роли менеджера ресурсов
Остальная часть ОП может быть
предоставлена в распоряжение одной или нескольких прикладных программ
В ней хранятся
команды этих программ и часть необходимых для них данныхРаспределением этого ресурса (ОП) занимаются совместно ОС и аппаратные средства управления памятью, которые входят в состав процессора
Слайд 26Операционная система в роли менеджера ресурсов
ОС также решает, когда устройство
ввода-вывода может быть предоставлено выполняемой прикладной программе, и управляет доступом
к нему и файламПроцессор сам по себе также является ресурсом, а потому ОС должна контролировать, какую часть общего времени процессора предоставить каждой отдельной прикладной программе
В том случае, когда в составе комплекса имеется несколько процессоров, это решение следует принимать в отношении каждого из них.
Слайд 27Классификации операционных систем
По дисциплине обслуживания программ:
- интерактивный режим;
– пакетный режим.
По количеству одновременно обслуживаемых пользователей:
- однопрограммные;- мультипрограммные.
Слайд 28Интерактивный режим
Обеспечивает непосредственное взаимодействие пользователей (одного или нескольких) с
приложениями
В качестве средства взаимодействия чаще всего выступает терминал (клавиатура и
дисплей) Пользователь может запросить выполнение определенного задания или транзакции
Слайд 29Интерактивный режим
После запуска задания пользователь может передавать ему данные, получать
информацию о промежуточных результатах, управлять логикой выполнения приложения
Слайд 31Режим пакетной обработки
Все приложения и данные, необходимые для текущего сеанса,
собираются в единый пакет и передаются оператору комплекса
Оператор запускает пакет
на выполнение без всякого участия конечных пользователейРезультаты выполнения каждого задания фиксируются в распечатке принтера и передаются пользователям
Слайд 33Однопрограммные и мультипрограммные ОС
В однопрограммных ОС все системные ресурсы полностью
предоставлены в распоряжение одного пользователя
В мультипрограммных ОС все системные ресурсы
могут использоваться несколькими пользователями одновременно
Слайд 34Операционные системы для пакетного режима
Операционная система, реализующая режим пакетной
обработки, получила называние монитор
Слайд 36Функции монитора
Монитор должен постоянно присутствовать в оперативной памяти, чтобы доступ
к нему был открыт в любой момент времени
Остальные компоненты
операционной системы — утилиты и функции общего применения — загружались как подпрограммы конкретного задания перед его выполнением 
Слайд 37Функции монитора
Монитор последовательно считывал задания из устройства ввода и помещал
текущее задание в область ОП, отведенную для прикладных программ, а
затем управление переходило к загруженной прикладной программеКогда выполнение текущего задания завершалось, управление возвращалось монитору, который немедленно загружал следующее задание
Слайд 38Аппаратные средства и реализация режима ПО
Защита памяти
Таймер
Привилегированные команды
Прерывания
Слайд 39Защита памяти
Во время выполнения прикладной программы должны блокироваться любые
попытки изменить содержимое области оперативной памяти, в которой размещен резидентный
монитор
Слайд 40Таймер
Таймер в системе применяется для того, чтобы предотвратить монопольный
захват ее одним заданием
В начале выполнения каждого задания в
таймере устанавливается максимальное время, отпущенное этому заданию Если выполнение задания не завершено по истечении этого времени, вырабатывается сигнал прерывания и управление передается монитору
Слайд 41Привилегированные команды
Определенным машинным командам можно придать особый статус —
их принято называть привилегированными — в том смысле, что содержать
эти команды может только программа операционной системы.В число привилегированных команд включаются и команды ввода-вывода, поскольку право управления всеми устройствами ввода-вывода в пакетном режиме предоставляется исключительно операционной системе.
Слайд 42Привилегированные команды
Если процессор обнаруживает, что такую команду пытается выполнить прикладная
программа, это трактуется как ошибочная ситуация со всеми вытекающими отсюда
последствиямиПри необходимости ввести или вывести данные прикладная программа должна обращаться с запросом к операционной системе, которая и передаст соответствующие команды внешним устройствам
Слайд 43Прерывания
Аппаратная поддержка такой функции обеспечивает необходимую гибкость в работе
операционной системы, которая по прерыванию может реагировать на те или
иные ситуации, возникающие в процессе функционирования комплекса, перехватывая управление у прикладной программы
Слайд 44Операционные системы для пакетного режима
Время работы процессора делится между выполнением
прикладных программ и программ операционной системы
Негативным следствием этого является то,
что часть оперативной памяти приходится отводить для резидентных программ операционной системы, и часть машинного времени расходуется на выполнение программ операционной системыНо даже с учетом этих накладных расходов эффективность комплекса в пакетном режиме была выше, чем в режиме ручного распределения машинного времени
Слайд 45Мультипрограммный пакетный режим
Вариант пакетного режима с последовательным выполнением заданий не
исключал простоев процессора
Основным источником простоев были операции ввода-вывода, когда
процессор ожидал завершения обмена данными со сравнительно медленно работающим внешним устройством 
Слайд 47Однопрограммный пакетный режим
Чтобы снизить простои процессора, необходимо в ОП разместить,
помимо резидентного монитора, две или более прикладных программ
Тогда, как
только в процессе выполнения первого задания встретится операция ввода-вывода, можно запустить ее, а процессор переключить на выполнение второго задания 
Слайд 50Мультипрограммный пакетный режим
Мультипрограммная операционная система имеет гораздо более сложную структуру
по сравнению с однопрограммной
Для того, чтобы несколько прикладных программ
одновременно размещались в оперативной памяти, в составе операционной системы должен быть специальный компонент управления распределением памяти
Слайд 51Мультипрограммный пакетный режим
Кроме того, если несколько программ готовы к выполнению,
операционной системе предстоит решить, какой из них отдать предпочтение, а
для этого в ее составе должен быть планировщик заданий
Слайд 52Эффективность мультипрограммной операционной системы
Преимущество:
повышается производительность процессора (примерно
в два раза).
Недостатки:
- требует дополнительных аппаратных средств (прямого
доступа к памяти, обработки прерываний);- требует более сложной ОС.
Слайд 53Системы с разделением времени
Проблема интерактивного доступа была решена с помощью
дисциплины разделения времени вычислительной системы.
Применяется принцип мультипрограммной работы.
Операционная система по
очереди выделяла для выполнения программы каждого пользователя, работающего за собственным терминалом, короткий отрезок времени — квант. 
