Структура операционной системы

Общий обзор архитектуры UNIX систем.

 

Краткий обзор UNIX подобных операционных систем.

В даный момент, не существует стандартной системы UNIX, вместо этого вы столкнетесь со множеством операционных систем, имеющих свои названия и особенности. Но за этими особенностями и названиями прослеживается общая архитектура, интерфейс и среда программирования. Все эти системы так или иначе являются родственными Из-за своей простоты, ясности, легкой способности к расширению и модификации UNIX стали переносить на множество платформ. Однако несмотря на множество реализаций базовой системы, среди всех них можно четко выделить две основные ветки: System V UNIX и BSD UNIX. Различия между ними не носят принципияльный характер и зачастую сказать к какой из веток принадлежит та или иная реализация операционной системы бывает сложно. К основным различиям между System V и BSD подобными системами можно отнести терминальную инициализацию, имена конфигурационных файлов и файлов инициализации системы, стандартный размер блоков файловой системы, управление терминалами, различное отображение информации о процессах и.т.п. Одним словом принципиальных различий с точки зрения пользователя между разными ветками операционной системы UNIX не существует. Рассматриваемая нами операционная система HP-UX 10.20 является одной из реализаций UNIX выпущенной фирмой Hewlett-Packard. По своей структуре это чистая System V подобная 32-х разрядная операционная система, включающая поддержку симметричных многопроцессорных систем (SMP), файловых систем большего объема (до 128Гб) и расширенного виртуального адресного пространства (до 3.75 Гб).

 

Основные причины популярности UNIX.

 

Каковы же причины популярности этой операционной системы? В первую очередь это более чем трех десятилетний возраст. За этот период она полностью прошла проверку временем. Во вторых код системы практически полностью написан на языке высокого уровня С, что сделало ее простой для понимания, внесения изменений и переноса на другие аппаратные платформы. Некоторые из версий UNIX поставляются вместе с исходными текстами, однако даже несмотря на то что большинство UNIX поставляется в виде бинарных файлов, система все равно остается легко расширяемой и настраиваемой. Так же следует отметить тот факт что UNIX в изначально создавалась как мно­го­поль­зо­ва­тель­ская и многозадачная система ориентированная в первую очередь на выполнение серверных функций. Следует отметить и тот факт что UNIX практически изначально создавалась как сетевая операционная система (даже графическая оболочка UNIX система X Window является полностью сетевой), что позволило ей занять лидирующие позиции на рынке серверов для Интернет приложений и дало мощные встроенные средства удаленного администрирования. Не маловажную роль в популярности UNIX сыграла ее единая иерархическая файловая система с унифицированным доступом не только к файлам данных но и к аппаратным ресурсам таким как диски, терминалы, принтеры, сеть, память и.т.п.

 

Структура операционной системы.

 

В задачу операционной системы UNIX входит непосредственное управление ресурсами компьютера, распределение их между пользователями, скрывая от последних внутреннюю архитектуру аппаратного обеспечения, путем предоставления унифицированного интерфейса доступа к аппаратным ресурсам. К аппаратным ресурсам компьютера относится в первую очередь вычислительные ресурсы процессора, память и дисковое пространство, а также ряд периферийных устройств, таких как накопители на магнитных лентах, принтеры, терминалы, сетевые адаптеры и.т.п. Самый общий взгляд позволяет увидеть двухуровневую модель системы в том виде как она представлена на рис. 1.1.

 

 

          Рис 1.1

 

 

В центре находятся аппаратные ресурсы компьютера с которыми непосредственно взаимодействует ядро операционной системы изолируя прикладные программы пользователя от особенностей аппаратной архитектуры. Ядро имеет определенный минимальный набор услуг представляемых прикладным программам. В первую очередь это операции ввода-вывода (открытие, закрытие, чтение, запись и управление файлами), создание и управление процессами, организация синхронизации и обмена данными между процессами, управление памятью (реальной и виртуальной).

Второй важнейшей функцией выполняемой ядром является защита операционной системы от разрушения со стороны пользовательских программ и реализация механизмов защиты данных в многопользовательской среде. Все пользовательские приложения пользуются услугами ядра посредством системных вызовов.

 На втором уровне находятся приложения, как пользовательские, обеспечивающие интерфейс с пользователем так и системные, управляющие работой системы. Несмотря на различные выполняемые задачи, схемы их взаимодействия с ядром одинаковы.