Содержание
- 2. Введение в операционные системы Назначение ОС
- 3. Определение ОС Операционная система (ОС) – комплекс системных программ, обеспечивающий оптимальное управление ресурсами вычислительной системы в
- 4. Уровни ВС Расположение ОС в общей структуре компьютера показано на рисунке.
- 5. Уровни ВС Внизу находится аппаратное обеспечение, которое во многих случаях само состоит из двух или более
- 6. Микроархитектура Выше (у некоторых машин) расположен микроархитектурный уровень - примитивная программная прослойка, напрямую работающая с оборудованием
- 7. Машинный язык Микропрограмма действует просто как интерпретатор, который получает машинные команды, такие как MOVE, JUMP или
- 8. Системное и прикладное ПО Операционная система предназначена для тот, чтобы скрыть от пользователя все эти сложности.
- 9. Основная функция ОС Основной функцией ОС является управление аппаратными ресурсами ВС и включает решение следующих, не
- 10. Основные ресурсы ВС Процессорное время (процессор) Адресное пространство (оперативная память) Файлы (накопители данных) Внешние устройства ввода/вывода
- 11. Дополнительная функция ОС Кроме основной функции управления ресурсами ВС, от ОС зачастую требуется решение еще одной
- 12. Введение в операционные системы Базовые концепции и термины
- 13. Мультипрограммирование Мультипрограммирование (многозадачность и многопоточность), метод “одновременного” выполнения на одной ЭВМ нескольких программ или различных ветвей
- 14. Процессы и потоки Процесс – абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для ОС процесс представляет собой единицу работы,
- 15. Варианты мультипрограммирования Три однопоточных процесса Один процесс с тремя потоками
- 16. Пример многопоточного приложения: текстовый процессор с 3-мя нитями
- 17. Пример многопоточного приложения: Web-сервер
- 18. Состояния процессов и потоков Выделяют 3 основных дискретных состояния процесса (потока): Готов к выполнению – ждет
- 19. Состояния процессов и потоков Вытеснение и постановка на выполнение происходит на основе выбранной дисциплины обслуживания.
- 20. Введение в операционные системы Классификация ОС
- 21. Признаки классификации ОС могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера, особенностями использованных методов
- 22. Классификация ОС Особенности алгоритмов управления ресурсами
- 23. Поддержка многозадачности По числу одновременно выполняемых задач ОС могут быть разделены на два класса: однозадачные (например,
- 24. Многозадачность Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе задачами (процессами или потоками) в
- 25. Вытесняющая и не вытесняющая многозадачность При невытесняющей многозадачности активный процесс (поток) выполняется до тех пор, пока
- 26. Классификация дисциплин обслуживания
- 27. Дисциплины обслуживания Бесприоритетные дисциплины – выбор из очереди производится без учета относительной важности задач и времени
- 28. Приоритетное обслуживание Каждому процессу присваивается приоритет, и управление передается процессу с самым высоким приоритетом. Приоритетное обслуживание
- 29. Динамический приоритет Динамический приоритет может устанавливаться так: П=1/Т, где Т- часть использованного в последний раз кванта
- 30. Поддержка многопользовательского режима По числу “одновременно” работающих пользователей ОС делятся на: однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, Windows
- 31. Многопроцессорная обработка Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки.
- 32. Виды мультипроцессирования Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по
- 33. Состояния процессов и потоков при мультипроцессировании Несколько состояний “Выполняется” (по одному на каждый CPU) Одно или
- 34. Особенности алгоритмов управления ресурсами Выше были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов
- 35. Классификация ОС Особенности областей использования
- 36. Типы многозадачных ОС Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке
- 37. Системы пакетной обработки Системы пакетной обработки (batch processing) предназначались для решения задач в основном вычислительного характера,
- 38. Системы пакетной обработки
- 39. Системы пакетной обработки Для одновременного выполнения выбираются задачи, предъявляющие отличающиеся требования к ресурсам, так, чтобы обеспечивалась
- 40. Системы разделения времени Системы разделения времени (time sharing) призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки –
- 41. Системы разделения времени Системы разделения времени обладают меньшей пропускной способностью, чем системы пакетной обработки, так как
- 42. Системы реального времени Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, (станок, научная экспериментальная
- 43. Гибридные системы Некоторые операционные системы могут совмещать в себе свойства систем разных типов, например, часть задач
- 44. Операционные системы Структурная организация операционных систем
- 45. Структурная организация При описании операционной системы часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные
- 46. Монолитная структура Наиболее простым и распространенным способом построения ОС является монолитная структура, когда ОС компонуется как
- 47. Многоуровневая структура Развитием монолитного подхода является многоуровневый, когда ОС реализуется как иерархии уровней. Уровни образуются группами
- 48. Многоуровневая структура Первой многоуровневой ОС считают систему THE. ОС THE была создана в Technische Hogeschool Eindhoven
- 49. Понятие ядра Развитием многоуровневой концепции стала ядерная архитектура. В общем случае уровни ОС представляют собой серию
- 50. Уровни привилегий (защиты) Для обеспечения привилегий ОС необходима соответствующая аппаратная поддержка. Между числом уровней привилегий, поддерживаемых
- 51. Ядро в привилегированном (защищенном) режиме Повышение устойчивости ОС обеспечиваемое рабой ядра в привилегированном режиме достигается за
- 52. Ядро в привилегированном (защищенном) режиме Системный вызов привилегированного ядра инициирует переключение процессора из пользовательского режима в
- 53. Пример ядра в непривилегированном режиме В некоторых случаях разработчики ОС отступают от этого классического варианта архитектуры,
- 54. Монолитное ядро Наиболее распространенным и классическим вариантом реализации ядерного подхода является моноли́тное ядро́. Монолитность ядер усложняет
- 55. Модульное ядро Cовременная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер ОС. В отличие от «классических» монолитных ядер, считающихся
- 56. Микроядро Развитием ядерного подхода явилась архитектура на основе микроядра. Микроядро работает в привилегированном режиме и выполняет
- 57. Реализация системного вызова в микроядерной архитектуре
- 58. Смена режимов при выполнении системного вызова к микроядру
- 59. Достоинства и недостатки микроядра При микроядерном построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы
- 60. Микроядро Mach Mach – это микроядро ОС, разработанное в Carnegie Mellon University в исследовательских целях для
- 61. Модификации ядерного и микроядерного подходов Большинство современных проектов коммерческих ОС используют различные комбинации подходов на основе
- 62. Гибридное ядро Гибридное ядро (Hybrid kernel) — модифицированные микроядра, позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части
- 63. Наноядро Наноядро – архитектура ядра ОС компьютеров, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет
- 64. Наноядро Наиболее часто в современных компьютерах наноядра используются для виртуализации аппаратного обеспечения реальных компьютеров или для
- 65. Поддержка виртуализации Виртуализация серверов, говоря обобщенно, позволяет взять одно физическое устройство и установить на нем (и
- 66. Типы виртуализации VMM – монитор виртуальных машин В архитектуре VMM типа 1, уровень VMM работает прямо
- 67. Гипервизор Гипервизор — программа или аппаратная схема, обеспечивающая или позволяющая одновременное, параллельное выполнение нескольких операционных систем
- 68. Виртуализация на базе гипервизора
- 69. Монолитный Hypervisor/Гипервизор VM 1 (Admin) VM 2 VM 3 Сервер Drivers Drivers Drivers Сервер Hypervisor/Гипервизор VM
- 70. Монолитная модель гипервизора Монолитный подход размещает гипервизор/VMM в едином уровне, который также включает большинство требуемых компонентов,
- 71. Микроядерная модель гипервизора Микроядерный подход использует очень тонкий, специализированный гипервизор, выполняющий лишь основные задачи обеспечения изоляции
- 72. Объектно-ориентированный подход Развитием технологии расширяемых модульных систем является объектно-ориентированный подход, при котором каждый программный компонент ОС
- 73. ООП: достоинства и недостатки Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода имеет следующие достоинства: аккумуляция удачных решений
- 74. Классификация ОС Особенности аппаратных платформ
- 75. Особенности аппаратных платформ На свойства ОС непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По
- 76. Примеры специализированных систем
- 77. Высокопроизводительные системы Логические процессоры (hyperthreading) – многопоточность в рамках одного ядра Многоядерные процессоры SMP-системы (оперативная память
- 78. Планы Intel В начале 21-века компания Intel прогнозировала появление к 2010 году процессоров с частотой 20
- 79. Многоядерные процессоры SUN (Niagara 2 – 8 ядер с 8-мя потоками каждое, Sun Rock – 4
- 80. Перспективы многоядерных процессоров Intel – гомогенные структуры AMD – гетерогенные структуры
- 81. NUMA Процессоры группируются в узлы (Nodes). В каждом узле несколько CPU и память (SMP-система, но за
- 82. Сетевые операционные системы Операционная система компьютерной сети во многом аналогична ОС автономного компьютера – она также
- 83. Сетевые операционные системы сетевые средства, в свою очередь, можно разделить на три компонента: средства предоставления локальных
- 84. Операционные системы Эволюция операционных систем
- 85. Появление ОС Так как ОС появились и развивались в процессе конструирования компьютеров, то эти события исторически
- 86. Появление ОС Это была чисто механическая машина, а технологии того времени не были достаточно развиты для
- 87. Первый “баг” По легенде, 9 сентября 1945 года учёные Гарвардского университета, тестировавшие вычислительную машину Mark II
- 88. Этапы эволюции 1 этап (1940-60) системный монитор, ранние пакетные системы 2 этап (1965-75) мультипрограммирование, пакетные ОС
- 89. 1 этап (1940-60) Середина 40-х XX-века – первые ламповые вычислительные устройства. ОС еще не появились, все
- 90. 1 этап (1940-60) Программные мониторы предоставляли пакетный режим обслуживания на базе язык управления заданиями, с помощью
- 91. Ранние системы пакетной обработки (1 этап) (a) Программист приносит перфокарты к устройству ввода 1401. (b) Устройство
- 92. Ранние системы пакетной обработки (1 этап) Ранние системы пакетной обработки значительно сократили затраты времени на вспомогательные
- 93. 2 этап (1965-75) 1965-1975 годы переход к ИС, новое поколение ЭВМ – IBM/360, многопроцессорная ЭВМ для
- 94. 2 этап – многотерминальные системы Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию.
- 95. 2 этап – разделение времени Желание сократить время ожидания ответа привело к разработке режима разделения времени,
- 96. 2 этап – многотерминальные системы Многотерминальный режим использовался не только в системах разделения времени, но и
- 97. 3 этап (1970-80) Начало 70-х годов – первые сетевые ОС, которые в отличие от многотерминальных ОС
- 98. 3 этап – объединение удаленных мэйнфреймов с помощью SNA 1974 год – создание компанией IBM сетевой
- 99. 4 этап (1980-90) Постоянное развитие версий ОС UNIX для ЭВМ различных архитектур. Начало 80-х годов –
- 100. 4 этап – мини-ЭВМ и ЛВС
- 101. 5 этап (1990 – …) 90-е годы – практически все ОС стали сетевыми. Сетевые функции встраиваются
- 102. 5 этап – сетевые и распределенные ОС Сетевые ОС несущественно отличаются от однопроцессорных операционных систем. Ясно,
- 103. 5 этап – сетевые и распределенные ОС Распределенная операционная система, напротив, представляется пользователям традиционной однопроцессорной системой,
- 104. 5 этап – сетевые и распределенные ОС Чтобы создать настоящую распределенную операционную систему, недостаточно просто добавить
- 105. 5 этап – сетевые и распределенные ОС К настоящему времени достаточно явно определилась тройка лидеров в
- 106. Три эпохи программирования
- 107. Операционные системы История Unix и Linux
- 108. Предшественники В 1957 году в Bell Labs была начата работа по созданию операционной системы для собственных
- 109. Разработчики Первоначально UNIX была разработана в конце 1960-х годов сотрудниками Bell Labs, в первую очередь Кеном
- 110. Unix «UNIX прост. Но надо быть гением, чтобы понять его простоту» Деннис Ритчи «UNIX не был
- 111. Первые версии UNIX В 1969 году Кен Томпсон, стремясь реализовать идеи, что были положены в основу
- 112. Раскол В начале 1980-х компания AT&T, которой принадлежали Bell Labs, осознала ценность UNIX и начала создание
- 113. Современность После разделения компании AT&TПосле разделения компании AT&T, товарный знакПосле разделения компании AT&T, товарный знак UNIX
- 114. Свободные UNIX системы GNU/Hurd GNU/Linux BSD Open Solaris
- 115. Свободные UNIX системы В результате урегулирования юридического дела, возбуждённого UNIX Systems Laboratories против университета Беркли и
- 116. Свободные UNIX системы В 1983 году Ричард Столлмэн объявил о создании проекта GNU — попытки создания
- 117. Свободные UNIX системы Open Solaris – операционная система, ставшая продолжением развития Sun Solaris и на сегодня
- 118. Mac OS X Mac OS X значительно отличается от предыдущих версий Mac OS. Основа системы –
- 120. Скачать презентацию