При описании ОС часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу

К таким базовым концепциям относятся:

· Способы построения ядра системы - монолитное ядро или микроядерный подход. Большинство ОС использует монолитное ядро, которое компонуется как одна программа, работающая в привилегированном режиме и использующая быстрые переходы с одной процедуры на другую, не требующие переключения из привилегированного режима в пользовательский и наоборот. Альтернативой является построение ОС на базе микроядра, работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой, в то время как функции ОС более высокого уровня выполняют специализированные компоненты ОС - серверы, работающие в пользовательском режиме. При таком построении ОС работает более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным режимом и пользовательским, зато система получается более гибкой - ее функции можно наращивать, модифицировать или сужать, добавляя, модифицируя или исключая серверы пользовательского режима. Кроме того, серверы хорошо защищены друг от друга, как и любые пользовательские процессы.

· Построение ОС на базе объектно-ориентированного подхода дает возможность использовать все его достоинства, хорошо зарекомендовавшие себя на уровне приложений, внутри операционной системы, а именно: аккумуляцию удачных решений в форме стандартных объектов, возможность создания новых объектов на базе имеющихся с помощью механизма наследования, хорошую защиту данных за счет их инкапсуляции во внутренние структуры объекта, что делает данные недоступными для несанкционированного использования извне, структуризованность системы, состоящей из набора хорошо определенных объектов.

· Наличие нескольких прикладных сред дает возможность в рамках одной ОС одновременно выполнять приложения, разработанные для нескольких ОС.

 Многие современные ОС поддерживают одновременно прикладные среды MS-DOS, Windows, UNIX (POSIX), OS/2 или хотя бы некоторого подмножества из этого популярного набора.

Концепция множественных прикладных сред наиболее просто реализуется в ОС на базе микроядра, над которым работают различные серверы, часть которых реализуют прикладную среду той или иной операционной системы.

· Распределенная организация ОС позволяет упростить работу пользователей и программистов в сетевых средах.

 В распределенной ОС реализованы механизмы, которые дают возможность пользователю представлять и воспринимать сеть в виде традиционного однопроцессорного компьютера. Характерными признаками распределенной организации ОС являются: наличие единой справочной службы разделяемых ресурсов, единой службы времени, использование механизма вызова удаленных процедур (RPC) для прозрачного распределения программных процедур по машинам, многонитевой обработки, позволяющей распараллеливать вычисления в рамках одной задачи и выполнять эту задачу сразу на нескольких компьютерах сети, а также наличие других распределенных служб.

Развитие ЭВМ и их программного обеспечения в последнее время происходит особенно интенсивно. Важнейшей частью программного обеспечения являются операционные системы (ОС), которые также изменяются очень быстро.

Основные функции ОС:

- ввод задачи пользователя в ЭВМ,

- управление ходом ее решения,

- обработка аварийных ситуаций,

- распределение ресурсов ЭВМ между задачами пользователей,

- защита программ и данных, принадлежащим различным пользователям, от взаимного влияния.

 

Существующие в настоящее время ОС отличаются очень большим разнообразием возможностей, степенью универсальности, структурой организации, алгоритмами функционирования.

ОС не может предоставить всего всем. Т.о. атрибуты ОС выводятся из обозрения требований пользователя.

Атрибуты ОС:

1. Надежность - ОС должна быть также надежна, как и аппаратура, на которой она работает. Должна производить определение и диагностирование ошибок, а также восстановление после большинства характерных ошибок, происшедших по вине пользователя. Защита от собственных ошибок пользователя.

2. Защита. ОС должна защищать выполняющие задачи пользователя от взаимного влияния друг на друга. Минимизация возможного вреда, оказанного одним пользователем на другого. Защита самой себя и пользователей от возможных ошибок, сделанных другими пользователями.

3. Предсказуемость. Система должна отвечать на запросы пользователей предсказуемым образом. Результат выполнения команд пользователя должен быть одним и тем же вне зависимости от последовательности, в которой эти команды посылаются на исполнение (при соблюдении установленных в ОС правил).

4. Удобство. ОС должна намного облегчать работу пользователя. Берет на себя обязанности по распределению и управлению ресурсами.

5. Эффективность. При распределении ресурсов ОС должна быть в достаточной степени эффективной. ОС должна максимально повысить использование системных ресурсов пользователями. Сама ОС не должна использовать слишком много ресурсов.

6. Общие системные услуги. ОС обеспечивает пользователя именно тем обслуживанием, которое ему нужно.

 

Терминология ОС

Задание - совокупность действий, необходимых для выполнения требуемой работы.

Процесс или задача - вычисление, которое может быть выполнено параллельно с другими вычислениями.

Мультипрограммирование - термин, относящийся к системе, которая может иметь несколько процессов в состоянии выполнения одновременно.

Аппаратные средства защиты используются для управления доступа у областям памяти, н-р, ОС может защищать некоторые области памяти от записи, т.о. программы ОС могут быть защищены от разрушения со стороны программ-пользователя.

Аппаратные средства прерываний позволяют ОС координировать операции, протекающие одновременно; они служат также для изменения последовательного порядка выполнения программ.

Прерывание - механизм, который принуждает процессор обратить внимание на некоторое событие.

ОС - набор программ (алгоритмов), созданных для управления ресурсами системы.

Задача ОС - обеспечить эффективное использование ресурсов системы (память, процессор, устройство и информация) и разрешать конфликты, возникающие в результате конкуренции между различными пользователями.

Каждый компонент управления конкретным ресурсом должен выполнять следующие действия:

1) Отслеживание состояния ресурса;