Координирование действий машины

Начало работы операционной системы.

Запуск системы осуществляется с помощью процедуры, которая называется начальной загрузкой и выполняется машиной каждый раз при включении.

Центральный процессор устроен таким образом, что счетчик программ при включении машины содержит заранее заданный адрес ячейки памяти ПЗУ и именно в этой ячейке памяти процессор ожидает найти первую команду, которую нужно выполнить.

Небольшая программа, хранящаяся в этой области, называется программой начальной загрузки. Она выполняется автоматически при включении машины и указывает центральному процессору, что необходимо передать данные из заданной области постоянного запоминающего устройства в энергозависимую, т.е. оперативную память. В большинстве случаев этими данными является операционная система. Как только операционная система помещается в оперативную память, программа начальной загрузки предписывает процессору перейти на выполнение программы из этой области памяти. С этого момента действиями машины уже управляет операционная система.

Выполнение программы – динамическая деятельность, свойства которой меняются во времени. Эта деятельность называется процессом. Текущее состояние деятельности называется состоянием процесса.

Планировщик ведет учет процессов, которые протекают в данный момент, записывает новые и удаляет уже законченные. Для того чтобы следить за процессами планировщик помещает информацию о них в область оперативной памяти, которая называется таблицей процессов. Каждый раз, когда ПК назначается задача, планировщик создает для нее процесс, помещая новые данные в таблицу процессов.

Диспетчер – компонент ядра операционной системы, который управляет выполнением запланированных процессов. В системах с разделением времени эта задача решается разделением времени на короткие интервалы (не более 50мс), которые называются квантами, и переключением центрального процессора с одного процесса на другой. Процедура смены процессов называется переключением процессов. Когда время, отведенное процессу заканчивается (квант времени), таймер генерирует сигнал, который называется сигналом прерывания. Центральный процессор останавливает выполнение текущего машинного цикла, сохраняет информацию о текущем процессе и начинает выполнение программы, которая называется обработчиком прерываний, которая в системах с разделением времени является частью диспетчера. Затем диспетчер выбирает из таблицы процессов процесс с наивысшим приоритетом, перезапускает таймер и позволяет выбранному процессу начать его временной квант. Если процесс выполнится за время меньшее, чем за квант, то сигнал прерывания будет генерирован ранее. Главным достоинством систем с разделением времени является возможность остановить, а затем возобновить процесс.