Особливості побудови архітектури ОС. Монолитне ядро.

машини.
Микроядерна архітектура. Змішані системи.
Загальні поняття з теорії побудови ОС.




Операційні

системи
доц. Сінельнікова Т.Ф.

операційної системи є не самостійними модулями, а складовими частинами однієї

великої програми, така структура операційної системи називається монолитним ядром (monolithic kernel).

(Technishe Hogeschool Eindhoven) в 1968 р.
Операційні системи. Кафедра Інформатики. E-mail:

informatika@kture.kharkov.ua

Кафедра Інформатики. E-mail: informatika@kture.kharkov.ua

(кільце 0) - це найбільш привілейований режим. Програмне забезпечення, що

виконується в режимі ядра, має прямий доступ до апаратного забезпечення і до всієї пам'яті комп'ютера. Воно не може бути витіснене в сторінковий файл на жорсткому диску і виконується з більшим пріоритетом, ніж процеси режиму користувача.
У кільці 0 виконується код ядра операційної системи. Не слід запускати в цьому кільці які завгодно програми, оскільки компоненти цього режиму мають доступ до всієї системи і якщо програмний компонент в режимі ядра буде працювати з помилками, то це може зруйнувати всю систему.

надає менше привілеїв, ніж режим ядра. Цей режим не забезпечує

прямий доступ до апаратури. Код, що виконується в кільці 3, обмежений виділеним йому адресним простором, а для виклику системних сервісів використовується інтерфейс прикладного програмування (API - Application Programming Interface). Процеси режиму користувача мають такі особливості:
не мають прямого доступу до апаратури;
обмежені виділеним їм адресним простором;
процесу виділяється певна область адрес і він не може виходити за цю область;
можуть бути витіснені з фізичної пам'яті у віртуальну пам'ять на жорсткому диску;
виконуються з меншим пріоритетом, ніж компоненти режиму ядра.

ОС Windows додаток складається з одного або більше процесів.

Процес - це виконувана програма. Йому належать адресний простір і виділені ресурси, а також один або більше потоків, що виконуються в його контексті.
Потік - це основна одиниця, якою операційна система виділяє процесорний час, і мінімальна частина коду - «квант» коду, який може бути запланований для виконання. Крім того, це частина процесу, що виконується в кожен момент часу. Потік працює в адресному просторі процесу і використовує ресурси, виділені процесу.

Будь-який процес містить хоча б один потік. Кожен процес 16-розрядного Windows-програми або програми MS-DOS має тільки один потік, тоді як процеси 32-розрядних Windows-додатків можуть включати їх декілька.

системи сімейства Windows є багатозадачними операційними системами.
Багатозадачність - здатність операційної

системи виконувати більше однієї програми (завдання) одночасно. Протилежний підхід - однозадачность, коли один процес має бути завершений перш, ніж зможе розпочатися другий. MS-DOS - приклад однозадачной середовища, Windows 98, Windows NT, 2000, Me, XP - багатозадачні середовища. Існують два типи багатозадачності: не витісняюча (кооперативна) і витісняюча.

Windows діляться на два класи:

реального часу (пріоритети від

16 до 31) - використовується для виконання основних функцій операційної системи і зазвичай не застосовується для додатків;

змінного пріоритету (пріоритет від 0 до 15) - визначає процесорний пріоритет додатків.

Пріоритет 0 може використовуватися тільки для системного потоку, який використовується для обнулення вільних сторінок в оперативній пам'яті при відсутності інших планованих потоків.

такі базові рівні пріоритетів:
низький (idle) - запускає програми

з рівнем пріоритету 4;
звичайний (normal) - запускає програми з рівнем пріоритету 7;
високий (high) - запускає програми з рівнем пріоритету 13;
реального часу (real-time) - запускає програми з рівнем пріоритету 24.
У Windows NT є два додаткових рівня пріоритетів:
«Вище звичайного» і знаходяться між звичайним і високим класами
«Нижче звичайного» і знаходиться між звичайним і низьким класами пріоритетів.