Операційні системи

і режим користувача
Монолітна архітектура
Багаторівнева архітектура
Мікроядрова архітектура
Архітектура ОС UNIX і Windows
Об'єктна

архітектура

(файлові системи)
Мережна підтримка
Безпека даних
Інтерфейс користувача

компонентів, кожний з яких відповідає за певні функції, а також

порядок взаємодії цих компонентів між собою та із зовнішнім середовищем.
Фундаментальні можливості, які надають компоненти ОС, становлять механізм (mechanism). Рішення щодо використання цих можливостей визначають політику (policy). Механізм може бути відокремленим від політики, тоді компонент, що його реалізує, називають “вільним від політики” (policy-free).
Базові компоненти ОС, які відповідають за найважливіші функції і виконуються у привілейованому режимі (і зазвичай перебувають у пам'яті постійно), називають ядром операційної системи (operating system kernel).

оперативній пам'яті
Зазвичай виконує такі функції:
Обробка переривань
Керування пам'яттю
Керування введенням/виведенням
Системне програмне забезпечення
Системні

програми (утиліти)
Командний інтерпретатор
Програми резервного копіювання та відновлення даних
Засоби діагностики та адміністрування
Системні бібліотеки

роботу будь-якої програми (наприклад, для перемикання контекстів або для розв'язання

конфліктів)
Режим користувача
Не дозволяє критичні команди (зупинка системи, перемикання контекстів, прямий доступ до пам'яті з заданими межами та до пристроїв введення-виведення)
Доступ до функцій ядра здійснюється через системні виклики


Необхідна апаратна підтримка з боку процесора

користувача
Режим користувача

Привілейований режим

режимі
Режим користувача

Привілейований режим

Завантажувані
модулі NLM
Ядро


Перевага – швидкодія
Недолік – відсутній захист
Лекція

2

/19

ієрархії компонентів
Багаторівневі системи
Компоненти утворюють ієрархію рівнів (шарів)
Кожний рівень спирається на

функції попереднього рівня
Мікроядерна архітектура
Реалізація більшості функцій винесена за межі ядра у прикладні сервери
Ядро підтримує взаємодію між компонентами

процесами
Планувальник
Міжпроцесова взаємодія
Керування пам’яттю
Буферний кеш
Підсистема введення-виведення
Засоби керування апаратурою
Апаратне забезпечення
Рівень користувача
Рівень ядра
Рівень

апаратури

Лекція 2

/19

abstraction layer, HAL)
Засоби, що реалізують базові механізми ядра
Засоби керування ресурсами

(менеджери ресурсів)
Інтерфейс системних
викликів

Устаткування

Лекція 2

/19

2
/19

процедур
Менеджер віртуальної пам’яті
Менеджер кеша Менеджер
plug-and-play
Менеджер енергоспоживання
Менеджер конфігурації
Довідковий монітор безпеки
Менеджер
введення- виведення
Віконна

і
графічна підсистеми

Драйвери
пристроїв і ФС

Графічні
драйвери

Мікроядро

Програмний інтерфейс виконавчої системи

Бібліотека системного інтерфейсу

Апаратне забезпечення

Рівень абстрагування від устаткування (HAL)

Режим ядра

Режим користувача

Бібліотека підсистеми Win32

Бібліотека підсистеми POSIX

Процес підсистеми Win32

Процес підсистеми POSIX

Програми POSIX

Програми

Win32

Службові процеси

Лекція 2

/19

POSIX (Portable Operating System Interface for uniX) — набір стандартів, які описують інтерфейси між операційною системою та прикладною програмою.

універсальний інтерфейс для доступу до системних ресурсів
Доступ до усіх об'єктів

здійснюється однаково
Після створення об'єкта, або після отримання доступу до наявного, менеджер об'єктів повертає прикладній програмі дескриптор об'єкта (object handle)
Забезпечено захист ресурсів
Кожну спробу доступу до об'єкта розглядає підсистема захисту

Об'єкт має заголовок і тіло. Структура заголовка об'єкта:
Ім'я об'єкта, його місце у просторі імен
Дескриптор захисту
Витрата квоти (ціна відкриття дескриптора об'єкта)
Список процесів, що отримали доступ до дескрипторів об'єкта