Монолитное ядро

Архитектурные особенности ОС

В свою очередь любые изменения с внешними устройствами, это следствие передачи сигнала от устройства к ЦП. С точки зрения ЦП это является асинхронным событием и требует его реакции. Для того чтобы обнаружить такое событие между машинными циклами процессор опрашивает специальный регистр, содержащий информацию, о типе устройства с генерировавшего сигнала. Если сигнал имеет место, то ЦП выполняет специфическую для данного устройства программу. Задача программы отреагировать на это событие подлежащим образом. Такая программа называется программой обработки прерывания, а само событие прерыванием. Поскольку оно нарушает плановую работу процессора, после завершения обработки прерывания процессора, процессор возвращается к выполнению программы. Эти действия компьютера называются вводом-вывода с использованием прерываний. В современных компьютерах также имеется возможность непосредственного взаимодействия между контроллером и основной памятью, минуя ЦП, так называется механизм прямого доступа к памяти.

Взаимодействие с внешними устройствами

Предназначено для ввода и вывода информации. Каждое устройство обычно имеет в своем составе специализированный компьютер называемый контроллером или адаптером.

Когда контроллер вставляется в разъем на материнской плате, он подключается к шине и получает уникальный номер. После этого контроллер осуществляет наблюдение за сигналами, идущими по шине, и отвечает за сигнал адресованные ему. Любая операция ввода-вывода предполагает диалог между ЦП и контроллером устройства. Когда процессору встречается команда, связанная с ввода-вывода, входящая в состав какой либо программы, он выполняет ее, посылая сигнал контроллеру устройства. Это так называемым программируемым ввода-вывода.

Архитектура ядра является одним из основных моментов, определяющих особенности функционирования ОС, ее надежность, скорость работы программ, затраты системных ресурсов. Каждая ОС имеет собственное ядро, со своей архитектурой и своими особенностями. Тем не менее, можно выделить следующие типы архитектур:

Монолитное ядро – ОС, структура которой состоит из компонентов, являющихся не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы. Монолитное ядро представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме.

Монолитное ядро – такая схема ОС, при которой все её компоненты являются составными частями одной программы, используются общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путём непосредственного вызова процедур. Для монолитной ОС ядро совпадает со всей системой. Во многих ОС с монолитным ядром сборка ядра, то есть его компиляция, осуществляется для каждого ПК, на который устанавливается ОС. При этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в ядро, так как ядро является единой программой. Перекомпиляция – это единственный способ добавить в него новые компоненты или исключить неиспользованные. Ядро всегда полностью располагается в оперативной памяти. Исключение не нужных компонентов повышает надёжность ОС в целом.

монолитное ядро – старейший способ организации ОС (UNIX – система). Можно выделить некоторую структуру:

1. сервисные процедуры, соответствуют системным вызовам, выполняются в привилегированном режиме, пользовательские программы в непривилегированном режиме;

2. главная сервисная программа используется для перехода с одного уровня привилегий на другой;

3. программные утилиты помогают выполнять сервисные процедуры.