Структура операционной системы
Введение.
Определение операционной системы.
Физические ресурсы компьютера
· Физическими или аппаратными ресурсами компьютера называются физические устройства, из которых состоит компьютер.
· К таким устройствам относятся, например, центральный процессор, оперативная память, шины передачи данных и различные устройства ввода-вывода информации.
Логические ресурсы компьютера
· Логическими или информационными ресурсами компьютера называются данные и программы, которые хранятся в нем.
Ресурсы компьютера
· Все ресурсы компьютера, включая как физические, так и логические ресурсы, обычно называют ресурсами компьютера или системными ресурсами.
Определение операционной системы
· Операционная система – это комплекс программ, которые выполняет следующие функции:
– обеспечивает пользователей программными средствами для доступа к ресурсам компьютера;
– обеспечивает эффективное разделение ресурсов компьютера между пользователями.
· Другими словами, операционная система – это администратор и менеджер ресурсов компьютера.
Пользовательские программы и приложения.
· Все программы, которые работают на компьютере под управлением ОС, называются пользовательскими программами.
· Совокупность пользовательских программ, которые предназначены для решения определенной задачи, называются приложением.
Структура операционной системы
Уровни рабочих пространств компьютерной системы
| Пространство пользователя |  | Прикладная программа |
| ↓ | ||
| Интерфейс доступа к ядру ОС (Win32 API) | ||
| ↓ | ||
| Пространство ядра ОС | | Интерфейс ядра(System Call Interface) |
| ↓ | ||
| Ядро ОС | ||
| ↓ ↓ | ||
| Аппаратное обеспечение | Процессор Физич. устр-ва |
Пространство пользователя
· В верхнем уровне исполняются пользовательские программы. Для обращения к ядру ОС за сервисом программа пользователя использует специальные функции, которые составляют интерфейс для доступа к ОС.
· Например, в ОС Windows множество функций, предназначенных для доступа к сервисам ОС, содержится в интерфейсе Win32API.
Пространство ядра ОС
· На уровне ядра ОС функции вызываются, используя внутренний интерфейс ядра ОС.
· Например, в ОС Linux для вызова функций ядра ОС предназначен интерфейс SCI (System Call Interface)
Уровень аппаратных средств компьютера
· На нижнем уровне работают физические устройства компьютера. Управляет работой физических устройств ядро ОС.
Структура ядра ОС Linux
| System Call Interface (SCI) | ||
| Process Management (PM) | Virtual File System (VFS) | |
| Memory Management (MM) | Network stack | |
| Arch | Device Drivers (DD) | |
ü System Call Interface – интерфейс для доступа к функциям ядра на уровне ядра;
ü Process Management – модуль управления процессами и потоками;
ü Virtual File System – модуль управления виртуальной памятью;
ü Network stack – модуль управления сетью;
ü Arch – часть ядра, зависимая от архитектуры компьютера (процессор и устройства);
ü Device Drivers – драйверы устройств.
Типы операционных систем
Однопрограммные и многопрограммные операционные системы
· Если операционная система одновременно может исполнять только одну пользовательскую программу, то она называется однопрограммной, однопользовательской или однозадачной.
· Если под управлением операционной системы могут одновременно выполняться несколько пользовательских программ, то такая ОС называется мультипрограммной, многопользовательской или многозадачной.
Однопроцессорные и мультипроцессорные ОС
· Если ОС может работать только на компьютере с одним процессором, то такая ОС называется однопроцессорной.
· Если ОС может работать на компьютере с несколькими процессорами, то такая ОС называется мультипроцессорной.
Операционные системы реального времени
· Следует делать различие между компьютерами, предназначенными для обработки данных, и компьютерами, предназначенными для управления объектами при помощи компьютера в реальном времени (робот, самолет). ОС последних называется ОС реального времени.
· Главное отличие между ОС обычными и реального времени – последние должны быстро реагировать на внешние события и быть очень надежными.