Содержание
- 2. Введение Современный компьютер состоит из одного или нескольких процессоров, оперативной памяти, дисков, принтера, клавиатуры, мыши, дисплея,
- 3. Введение Примеры ОС: Windows, Linux или Max OS X Программы пользовательского интерфейса (программы, с которыми взаимодействуют
- 4. Место операционной системы в структуре программного обеспечения Большинство компьютеров имеют два режима работы: режим ядра и
- 5. Отличие ОС от обычного (работающего в режиме пользователя) ПО: Пользователь не может изменять программы, являющиеся частью
- 6. Операционная система в качестве менеджера ресурсов Задачи операционной системы: 1. скрыть аппаратное обеспечение и существующие программы
- 7. Управление ресурсами Управление ресурсами включает в себя мультиплексирование (распределение) ресурсов во времени и в пространстве. во
- 8. ОС выполняют две основные функции: предоставляют абстракции пользовательским программам управляют ресурсами компьютера. Взаимодействие пользовательских программ и
- 9. Понятия операционной системы
- 10. Процессы Процессом, является программа во время ее выполнения. С каждым процессом связано его адресное пространство —
- 11. Запускаем программу редактирования видео и указываем конвертирование одночасового видеофайла в какой-нибудь определенный формат (процесс займет несколько
- 12. Действия ОС Периодически принимает решения остановить работу одного процесса и запустить выполнение другого. Если процесс приостанавливается,
- 13. Во многих ОС вся информация о каждом процессе, за исключением содержимого его собственного адресного пространства, хранится
- 14. Системный вызов – обращение прикладной программы к ядру ОС для выполнения какой-либо операции. Архитектура современных процессоров
- 15. Для взаимодействия с системными ресурсами приложения используют системные вызовы, которые дают возможность операционной системе обеспечить безопасный
- 16. Главными системными вызовами, используемыми при управлении процессами, являются вызовы, связанные с созданием и завершением процессов. Пример:
- 17. Если процесс способен создавать несколько других процессов (называющихся дочерними процессами), а эти процессы в свою очередь
- 18. Каждому пользователю, которому разрешено работать с системой, системным администратором присваивается идентификатор пользователя (User IDentification (UID)). Каждый
- 19. Адресные пространства В самых простых ОС в памяти присутствует только одна программа. Для запуска второй программы
- 20. В простейшем случае максимальный объем адресного пространства, выделяемого процессу, меньше объема оперативной памяти. => процесс может
- 21. В наше время, существует технология виртуальной памяти, при которой операционная система хранит часть адресного пространства в
- 22. Файловая система Основная функция ОС — скрыть специфику дисков и других устройств ввода-вывода и предоставить программисту
- 23. Элементами каталога могут быть либо файлы, либо другие каталоги Иерархической структура файловой системы университета Иерархии файлов,
- 24. Иерархии процессов Иерархии файлов обычно не более трех уровней имеют глубину в четыре, пять и более
- 25. Каждый файл, принадлежащий иерархии каталогов, может быть обозначен своим полным именем с указанием пути к файлу,
- 26. путь к файлу CS101 /Faculty/Prof.Brown/Courses/CS101 (UNIX) \Faculty\Prof.Brown \Courses\CS101 (Windows) * первая косая черта является признаком использования
- 27. Файлы на компакт-диске: а — перед подключением недоступны; б_ после подключения становятся частью корневой файловой системы
- 28. Unix Cпециальные файлы – служат для того, чтобы устройства ввода-вывода были похожи на файлы можно проводить
- 29. Блочные специальные файлы используются для моделирования устройств, содержащих набор блоков с произвольной адресацией, таких как диски.
- 30. Каналы Каналы имеют отношение как к процессам, так и к файлам. Канал — это разновидность псевдофайла,
- 31. Чтобы по-настоящему понять, что делает ОС, рассмотрим интерфейс. Имеющиеся в интерфейсе системные вызовы варьируются в зависимости
- 32. Системные вызовы Рассмотрим системный вызов чтения — read. Read имеет три параметра: первый служит для задания
- 33. Системный вызов (и библиотечная процедура) возвращает количество фактически считанных байтов, которое сохраняется в переменной count. Обычно
- 34. 11 этапов выполнения системного вызова read(fd, buffer, nbytes) TRAP таблицы указателей на обработчики системных вызовов
- 35. Шаги выполнения системного вызова: Шаги 1-3. При подготовке вызова библиотечной процедуры read, которая фактически и осуществляет
- 36. Шаг 5. Библиотечная процедура обычно помещает номер системного вызова туда, где его ожидает операционная система, например
- 37. Шаг 7. Начавшая работу после команды TRAP часть ядра (диспетчер на рисунке) проверяет номер системного вызова,
- 38. Шаг 11. Чтобы завершить работу с процедурой read, пользовательская программа должна очистить стек, точно так же,
- 39. Системные вызовы стандарта POSIX В стандарте POSIX определено более 100 процедур, обеспечивающих обращение к системным вызовам.
- 42. В UNIX имеется практически однозначная связь между системными вызовами (например, read) и библиотечными процедурами (с той
- 43. Системные вызовы для управления процессами Системный вызов fork() (разветвление). вызов fork является единственным существующим в POSIX
- 44. системный вызов fork возвращает нулевое значение для дочернего процесса и равное идентификатору дочернего процесса или PID
- 45. Пример работы системной оболочки: Системная оболочка считывает команду с терминала, создает дочерний процесс, ожидает, пока дочерний
- 46. Системный вызов waitpid может ожидать завершения конкретного дочернего процесса или любого из запущенных дочерних процессов, если
- 47. Windows Win32 API Операционные системы Windows и UNIX фундаментально отличаются друг от друга в соответствующих моделях
- 48. Системные вызовы Windows Фактические системные вызовы и используемые для их выполнения библиотечные вызовы намеренно разделены. Корпорацией
- 49. Под Win32 будем понимать интерфейс, поддерживаемый всеми версиями Windows. Win32 обеспечивает совместимость версий Windows. Количество имеющихся
- 52. В Win32 API имеется огромное число вызовов для управления окнами, геометрическими фигурами, текстом, шрифтами, полосами прокрутки,
- 53. Структура операционной системы Выделяют шесть основных структур: монолитные системамы; многоуровневые системамы; микроядра; клиент-серверные системы; виртуальные машины;
- 54. Монолитные системы Вся ОС работает как единая программа в режиме ядра. ОС написана в виде набора
- 55. Базовая структура монолитной ОС: Основная программа, которая вызывает требуемую служебную процедуру. Набор служебных процедур, выполняющих системные
- 56. В этой модели для каждого системного вызова имеется одна ответственная за него служебная процедура, которая его
- 57. В дополнение к основной операционной системе, загружаемой во время запуска компьютера, многие операционные системы поддерживают загружаемые
- 58. Многоуровневые системы Обобщением монолитной ОС, является организация операционной системы в виде иерархии уровней, каждый из которых
- 59. Уровень 1 управлял памятью. На уровнях выше первого процессы не должны были беспокоиться о том, где
- 60. Уровень 3 управлял устройствами ввода-вывода и буферизацией информационных потоков в обоих направлениях. Над третьим уровнем каждый
- 61. Система MULTICS: вместо уровней использовались серии концентрических колец, где внутренние кольца обладали более высокими привилегиями по
- 62. Преимущества кольцеобразного механизма: данный механизм мог быть легко расширен и на структуру пользовательских подсистем. Например, профессор
- 63. Микроядра При использовании многоуровневого подхода разработчикам необходимо выбрать, где провести границу между режимами ядра и пользователя.
- 64. Цель: достижение высокой надежности за счет разбиения операционной системы на небольшие, вполне определенные модули. Только один
- 65. Упрощенная структура системы MINIX 3 MINIX 3 — это POSIX-совместимая система с открытым исходным кодом, находящаяся
- 66. Контроллер Контроллер представляет собой микросхему или набор микросхем, которые управляют устройством на физическом уровне. Он принимает
- 67. Подключение драйвера к ОС Драйвер нужно поместить в операционную систему, предоставив ему тем самым возможность работать
- 68. В каждом контроллере для связи с ним имеется небольшое количество регистров. Пример: Простейший контроллер диска может
- 69. На некоторых компьютерах регистры устройств отображаются в адресное пространство операционной системы (на те адреса, которые она
- 70. Ввод и вывод данных Способ 1: Пользовательская программа производит системный вызов, который транслируется ядром в процедуру
- 71. Ввод и вывод данных Способ 2: Драйвер запускает устройство и просит его выдать прерывание по окончании
- 72. Процесс ввода-вывода Этапы: а — запуск устройства ввода-вывода и получения прерывания; б —обработки прерывания (включает в
- 73. Процесс ввода-вывода Этап 3. Если контроллер прерываний готов принять прерывание (а он может быть и не
- 74. Как только центральный процессор решит принять прерывание, содержимое счетчика команд и слова состояния программы помещаются, как
- 75. Ввод и вывод данных Способ 3: Используется специальный контроллер прямого доступа к памяти (Direct Memory Access
- 76. Прерывания Прерывания часто происходят в очень неподходящие моменты, например во время работы обработчика другого прерывания. Поэтому
- 77. Шины
- 78. У этой системы имеется множество шин (например, шина кэш-памяти, шина памяти, а также шины PCIe, PCI,
- 79. Центральный процессор общается с памятью через быструю шину DDR3, со внешним графическим устройством — через шину
- 81. Скачать презентацию