Современные операционные системы. Лекция №1

во внутренние регистры процессора
Сохранение в памяти содержимого внутренних регистров
Копирование данных из одной области в другую
Запись в устройство ввода/вывода и чтение из устройства ввода/вывода

Арифметика с константой
Команды операций с фиксированной точкой
Команды операций с плавающей точкой
Команды очистки
Команды инкремента и декремента
Команды сравнения

Логическое И, ИЛИ, НЕ
Искл. ИЛИ (сложение по модулю 2)
Логические, арифметические, циклические сдвиги
Установка и очистка флагов регистров состояния процессора

а следовательно осуществляет доступ к этим ресурсам, управляет процессами, вводит и реализует различные абстракции, выполняет другие системные функции.

Операционная система (operating system) – комплекс программ, предоставляющий пользователю удобную среду для работы с компьютерным оборудованием.

оперативной памяти и обрабатываются процессором. Другими словами - исполнение программы.
Файлы и файловые системы - некоторая структура данных и связи между этими структурами, универсальный системный интерфейс.
Адресное пространство и память - распределение и управление памятью.
Сокеты, протоколы, устройства - интерфейсы взаимодействия.

*Интерфейс — набор правил и средств взаимодействия двух систем. Иными словами способ взаимодействия.

ресурсов группой приложений (многозадачность) — центральная функция ОС, которая является базой для разных системных архитектур
Scheduler — планировщик. Механизм управляющий процессами и реализующий многозадачность.
Memory manager — менеджер памяти. Механизм выделяющий память и управляющий ею.

2. Абстракция оборудования для удобства и переносимости
(то есть реализация единого интерфейса для разного, но схожего по функциям оборудования)

3. Изоляция ошибок приложений друг от друга (и от ядра ОС)

4. Переносимость данных между приложениями (процессами)
Inter Process Communication (IPC) — Механизм межпроцессного взаимодействия
файлы и файловая система

Управление процессами

Управление памятью

Управление устройствами

Реализация многозадачности

Пользовательская оболочка

- Устройства ввода/вывода;
Kernel space — адресное пространство ядра ОС, в котором процессы имеют привилегированный доступ к ресурсам компьютера и другим процессам.
User space — адресное пространство, отведённое для пользовательских процессов (приложений), то есть не имеющих привилегированный доступ к ресурсам.

запросы оборудования
Прерывания
3) Обрабатывает исключительные ситуации
Разного рода ошибки
4) Обеспечивает диспетчеризацию процессов
реализация многопользовательского режима доступа к ресурсам

для выполнения какой-либо операции.

Механизм системных вызовов — это интерфейс, который предоставляет ядро ОС (kernel space) пользовательским процессам (user space).

Как приложения взаимодействуют с ОС?

Системные библиотеки (system DLL – Dynamic Link Library, динамически подключаемая библиотека), преобразующие системные вызовы приложений в системные вызовы ядра

Inter Process Communication)

Управление памятью (Memory manager)

Файловая система (File system)

Пользовательские оболочки

обрабатываются процессором. Другими словами - исполнение программы в целом (не путать с потоком исполнения).

Основные абстракции

Состояние (контекст) процесса

С внешней стороны, процесс можно описать следующим:
Состояние
- Состояние памяти
- Содержимое регистров процессора
Адресное пространство — у каждого процесса своё.
Состояние исполнения — то, исполняется ли этот процесс на процессоре в данный момент или ожидает чего-либо.
CPU - величина использования процессорного времени.

поддерживаемой операционной системой для каждого процесса – PCB (Process Control Block) - Блок управления процессов.

Process ID: идентификатор каждого из процессов в ОС.
State: текущее состояние процесса.
Privileges: разрешения доступа к системным ресурсам.
Pointer: указатель на родительский процесс.
Priority: приоритет процесса и другая информация, которая требуется для планирования процесса.
Program Counter: указатель на адрес следующей команды, которая должна быть выполнена.
CPU registers: регистры процессора, необходимые для состояния исполнения.
Accounting Information: уровень нагрузки на процессор, статистика и другие данные.
I/O Information: список ресурсов, использующих чтение и запись.

он каждый квант времени передавал управление ОС.
Переключение контекста
сохранение состояния исполнения (регистров) процесса и установка на процессор контекста другого процесса.
План блокировок, при наличии нескольких CPU
Освобождение ресурсов при завершении процесса