2015-06-04
1532
В общем случае операционная система состоит из нескольких «слоев», каждый из которых выполняет свой набор функций. Рис 3.1
Практически все современные процессоры поддерживают как минимум два режима выполнения программного кода:
• «привилегированный режим» (или «режим супервизора», или «режим ядра», или «kernel mode», или «защищенный режим»);
• «непривилегированный режим» (или «режим приложений»).
Основное отличие между ними заключается в том, что программы, работающие в режиме супервизора, имеют непосредственный доступ ко всем ресурсам ЭВМ - ко внешним устройствам, к оперативной памяти по физическим адресам и пр.; программы же режима приложений работают в виртуальной среде, сформированной программами режима супервизора.
Различают два больших класса архитектур операционных систем: «монолитная» и «микроядерная».
Все компоненты «монолитной» ОС работают в режиме супервизора в едином адресном пространстве. Главное достоинство таких ОС – высокая производительность. Главный недостаток – невозможность внесения каких- либо изменений в структуру операционной системы в процессе ее эксплуатации, т.е. плохая масштабируемость. Другой недостаток – невысокая реактивность системы, т.к. если внешнее событие, требующее немедленной реакции, происходит во время выполнения задач уровня ядра, то обработка этого события задерживается до возвращения на уровень приложений. Особенность «микроядерных» ОС – наличие компактного и быстродействующего «микроядра», работающего в режиме супервизора, а все остальные компоненты операционной системы, включая менеджеры ресурсов, при этом работают в непривилегированном режиме. «Микроядерный» подход обеспечивает хорошую гибкость и масштабируемость операционной системы, малое время реакции на внешние события. С другой стороны, «микроядерные» операционные системы отличаются относительно невысокой производительностью, т.к. при работе происходят частые переключения из режима в режим.
