Архитектура операционной системы

Современные ОС имеют сложную архитектуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

Ядро включает модули, выполняющие основные функции ОС: управление процессами (выполняемая программа, которой принадлежат адресное пространство и выделенные ресурсы), управление памятью, управление вводом-выводом и файловой системой, обеспечение интерфейса прикладного программирования API (Application Program Interface) для поддержки обращений к ядру из приложений.

Для обеспечения высокой скорости работы ОС модули ядра (все или большая часть), являются резидентными, т.е. постоянно находятся в оперативной памяти.

Ядро:

· Командный процессор, выполняющий команды пользователя. Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия: обращаться к каталогу; выполнять разметку внешних носителей; запускать программы;... другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы (command.com).

· Программные модули, управляющие файловой системой.

· Драйверы устройств – программы, управляющие работой различных устройств (дисководы, монитор, клавиатура, мышь, принтер). Драйверы стандартных устройств (клавиатура, мышь, монитор) образуют BIOS.

· Программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс.

· Системный реестр - иерархическая база данных, в которой хранится информация о программной и аппаратной конфигурации локального компьютера: сведения об оборудовании системы, установленных программах и параметрах настройки. Редактор реестра – программа regedir.exe. Реестр – древовидная иерархическая база данных, хранится в двух файлах: USER.DAT – настройки для пользователя и SYSTEM.DAT – настройки для компьютера. Узел иерархического дерева называется ключом. Любой ключ может содержать вложенные ключи. В ключе хранится произвольное число значений данного типа, каждое значение называется элементом реестра.

Список ключей:

- HKEY_CLASSES_ROOT – сведения о встраивании и связывании объектов и ассоциации файлов с приложениями;

- HKEY_LOCAL_MACHINE – спецификации рабочей станции, драйверов и другие системные настройки;

- HKEY_CURRENT_CONFIG – информация о текущей конфигурации компьютера;

- HKEY_USERS – информация обо всех пользователях данной рабочей станции;

- HKEY_CURRENT_USER – настройки системы и программ, относящиеся к текущему пользователю;

- HKEY_DYN_FATA – динамическая информация о состоянии различных устройств.

Вспомогательные модули:

· Утилиты – программы, выполняющие действия обслуживающего характера.

Утилиты: программы по архивации данных, программы восстановления системы, дефрагментации диска, очистка диска. Работа в компьютерных сетях (мастер настройки сети, мастер беспроводной сети, мастер новых подключений).

· Справочная система – позволяет оперативно получить необходимую информацию о функционировании ОС в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

· Системные обрабатывающие программы: компиляторы, редакторы связей (компоновщики), отладчики.

· Библиотеки процедур различного назначения для разработки приложений (функции ввода-вывода, математические функции).

· Программы, предоставляющие дополнительные услуги (калькулятор, блокнот, WordPad, игры).

По способу оформления эти модули представляют собой либо приложения, т.е. самостоятельные программы (утилиты, системные программы и программы дополнительных услуг), либо процедуры библиотек, вызываемые из приложений.

Вспомогательные модули ОС загружаются в оперативную память только на время выполнения (транзитные модули).