ОБЗОР АРХИТЕКТУРЫ ЯДРА презентация, доклад

Слайд 1ОБЗОР АРХИТЕКТУРЫ ЯДРА
Мустафина Б.М.

mustafa_bm@mail.ru
(Электронная почта преподавателя )

М И Н И

С Т Е Р С Т В О

О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Компьютерная и программная инженерия (кафедра) ОС Mac OS Apple (дисциплина)

Лекция № 2
1 академический час

ОБЗОР АРХИТЕКТУРЫ ЯДРАМустафина Б.М.mustafa_bm@mail.ru(Электронная почта преподавателя )М И Н И С Т Е Р С Т В

Слайд 2ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Архитектура ядра
2. Darwin
3. Архитектура ядра OS X
4. Mach
5.

BSD
6. Networking

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Архитектура ядра2. Darwin3. Архитектура ядра OS X4. Mach5. BSD6. Networking М И

Слайд 3
1. Архитектура ядра
OS X обеспечивает множество преимуществ для пользователей Macintosh

и разработчиков. Эти преимущества включают
улучшенную надежность и производи-тельность,
расширенные сетевые функции,

объектно-ориентированный программный интерфейс системы
усиление поддержки отраслевых стандартов.

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

1. Архитектура ядра OS X обеспечивает множество преимуществ для пользователей Macintosh и разработчиков. Эти преимущества включаютулучшенную надежность и

Слайд 4Архитектура OS X

1. Архитектура ядра

М И Н И С Т

Е Р С Т В О О Б

Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Архитектура OS X1. Архитектура ядра М И Н И С Т Е Р С Т В О

Слайд 5
1. Архитектура ядра
Classic – среда выполнения приложений в операционных системах

(Mac OS 8 и Mac OS 9). Этот термин используется

для обозначения приложений, предназначенных для выполнения в ОС, предшествовавших системе Mac OS X. Система Mac OS X Lion не поддерживает приложения Classic, в отличие от версий системы Mac OS X, предшествовавших версииSnow Leopard.

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

1. Архитектура ядра Classic – среда выполнения приложений в операционных системах (Mac OS 8 и Mac OS

Слайд 6
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Carbon – технология компании Apple, позволяющая разработчикам создавать приложения, которые могут выполняться под управлением Mac OS 9 и Mac OS X под видом “родных” приложений для обеих операционных систем.

1. Архитектура ядра М И Н И С Т Е Р С Т В О

Слайд 7
Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р С

Т В О О Б Р А З

О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Cocoa – приложения, специально разработанные для системы Mac OS X. Они не совместимы с более старыми ОС, такими как Mac OS 9. Приложения Cocoa обладают всеми современными возможностями, предоставляемыми системой Mac OS X, такими как расширенная памяти, вытесняющая многозадачность и интерфейс Aqua.

Архитектура ядра М И Н И С Т Е Р С Т В О О

Слайд 8
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Java (JDK) – язык програм-мирования, разработанный компанией Sun Microsystems.
Язык Java является платформенно – независимым, что позволяет приложе-ниям функционировать на любой платформе, на которой установлена Java-машина.

Слайд 9
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

BSD (Berkeley Software Distribution)
– существует много разных версий или стилей операционной системы Unix, включая дистрибутивы Linux, Solaris и AIX.

“BSD” – это название стиля системы Unix, разработанного в Калифорнийском университете в Беркли (University of California at Berkeley). Система Mac OS X основана именно на этой версии системы Unix.

Слайд 10
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

QuickTime – лицензионный кроссплатформенный механизм авториза-ции и распространения компании Apple. Термин “QuickTime” относится и к формату файла, и к набору приложений. В системе Mac OS X Snow Leopard и более поздних версиях соответствующий механизм называется QuickTime X.

Слайд 11
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ядро предоставляет множество улучшений для OS X. К ним относятся
preemption - вытесняюшее планирование,
защита памяти,
повышение производительности,
улучшение сетевых средств,
поддержку как для Macintosh (расширенный и стандартный ), так и для не Macintosh (UFS , ISO 9660 , и так далее ) файловых систем,
объектно-ориентированных API, и многое другое.
Две из этих возможностей, вытесняющее планирование и защита памяти, приводят к более надежной среде.

Слайд 12
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Classic OS 9

В Mac OS 9 приложения сотрудничают в сфере разделения процессорного времени. Аналогичным образом, все приложения разделяют память компьютера между собой.
Mac OS 9 является кооперативной многозадачной средой. Взаимодействие всех процессов находится под угрозой, если хотя бы одно приложение не будет сотрудничать. С другой стороны, приложения реального времени, такие как мультимедийные должны быть уверенны в предсказуемости, критичности во времени, поведении системы.

Слайд 13
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Mac OS X

В противоположность этому, OS X является вытесняющей многозадачной средой.
В OS X , ядро обеспечивает сотрудничество, планирование процессов для разделения времени (преимущественного).
Это поддерживается в реальном времени поведением в приложениях, которые требуют этого.

Слайд 14
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

В OS X, процессы обычно не разделяют память.
Вместо этого, ядро присваивает каждому процессу собственное адресное пространство, контролируя доступ к этим адресным пространствам.
Такой контроль гарантирует, что ни одно приложение не может случайно получить доступ или измененить память другого приложения ( защита). Размер не является проблемой; с виртуальной памятью, включенные в OS X , каждое приложение имеет доступ к собственному 4 ГБ адресному пространству.

Слайд 15
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Хотя пользовательские процессы не разделяют памяти по умолчанию, как в Mac OS 9, коммуникации (и даже совместное использование памяти) между приложениями все же возможны.

Например, ядро предлагает богатый набор примитивов, чтобы позволить некоторый обмен информацией между процессами.

Слайд 16
1. Архитектура ядра

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Примитивы включают
разделяемые библиотеки,
cтруктуры
разделяемую память POSIX.

Обмен сообщениями Маch обеспечивает другой подход, передавая память от одного процесса к другому.
В отличие от Mac OS 9, однако, совместное использование памяти не может происходить без явных действий со стороны программиста.

Слайд 17
2. Darwin

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ядро OS X является проектом с открытым исходным кодом. Ядро вместе с другими частями ядра OS X использует общий термин - Darwin.
Darwin является полной операционной системой на основе многих технологий, которые лежат в основе OS X.
Тем не менее, Darwin не включает, собственную графику или слои приложений Apple, такие как Quartz, QuickTime, Cocoa, Carbon, или OpenGL.

Слайд 18
2. Darwin

Darwin и OS X

М И Н И С

Т Е Р С Т В О О

Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

2. Darwin Darwin и OS X М И Н И С Т Е Р С Т В О

Слайд 19
2. Darwin

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Both build upon the same kernel, but OS X adds Core Services, Application Services and QuickTime, as well as the Classic, Carbon, Cocoa, and Java (JDK) application environments.

Both Darwin and OS X include the BSD command-line application environment; however, in OS X, use of environment is not required, and thus it is hidden from the user unless they choose to access it.

Слайд 20
2. Darwin

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Darwin is based on proven technology from many sources. A large portion of this technology is derived from FreeBSD, a version of 4.4BSD that offers advanced networking, performance, security, and compatibility features.
Other parts of the system software, such as Mach, are based on technology previously used in Apple’s MkLinux project, in OS X Server, and in technology acquired from NeXT.
Much of the code is platform-independent. All of the core operating-system code is available in source form.

Слайд 21
3. Архитектура ядра OS X

М И Н И С Т

Е Р С Т В О О Б

Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

3. Архитектура ядра OS X М И Н И С Т Е Р С Т В О

Слайд 22
4. Mach

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Компоненты Mach

untyped interprocess communication (IPC)
remote procedure calls (RPC)
scheduler support for symmetric multiprocessing
(SMP) support for real-time services
virtual memory support
support for pagers
modular architecture

Слайд 23
5. BSD

М И Н И С Т Е Р

С Т В О О Б Р А

З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Компоненты BSD

file systems
networking (except for the hardware device level)
UNIX security model
syscall support
the BSD process model, including process IDs and signals
FreeBSD kernel APIs
many of the POSIX APIs
kernel support for pthreads (POSIX threads)

Слайд 24
6. Networking

М И Н И С Т Е

Р С Т В О О Б Р

А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Компоненты Networking

4.4BSD TCP/IP stack and socket APIs
support for both IP and DDP (AppleTalk transport)
multihoming
Routing
multicast support
server tuning
packet filtering
Mac OS Classic support (through filters)

Слайд 25Вопросы для самоподготовки:

1. Назовите компоненты архитектуры OS X.
2. Назначение компоненты

Classic 3. Компоненты Mach
4. Компоненты BSD
5. Компоненты Networking
М И

Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Вопросы для самоподготовки:1. Назовите компоненты архитектуры OS X.2. Назначение компоненты Classic 3. Компоненты Mach4. Компоненты BSD5.

Слайд 26
Литература и ссылки на интернет ресурсы: 1. Уайт К. М., Дэвиссон

Г. Администрирование OS
X Mountain Lion. Серия “Apple Pro

Training”.
Пер. с англ. – М.: ЭКОМ Паблишерз, 2013. 2. Леонов В. Самоучитель Mac OS X Lion. – M.:
Эксмо, 2012. – 384 с.
3. Груман Гален. Mac OS X Lion. Библия
пользователя. : Пер. с англ. – М.: ООО “И.Д.
Вильямс”, 2012.
4. Скрылина С. Н. Самоучитель работы на
Macintosh. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.:
БХВ-Петербург, 2012.
5. http://developer.apple.com

М И Н И С Т Е Р С Т В О О Б Р А З О В А Н И Я И Н А У К И Р Е С П У Б Л И К И К А З А Х С Т А Н
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К.И. САТПАЕВА
ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ