Представление о структуре операционной системы

Операционная система в виде набора функций

Обобщенная структура операционной системы представлена на рис. 16.6. Любая операционная система, независимо от ее структуры, имеет определенный набор функциональных компонентов.

Представление операционной системы _%

±

Набор функций

Системные службы

Многослойная структура

Управление процессами

Управление основной памятью

Управление файлами

Обеспечение безопасности

Управление системой ввода-вывода

Интерпретатор команд

Управление

сетевыми

соединениями

Выполнение программ

Взаимодей­ствие с фай­ловой систе­мой

Обработка ошибок

Операции ввода-вывода

Межпрограммное взаимодействие

Обеспечение безопасности

Управление дисковой памятью

Распределение ресурсов

Рис. 16.6.Обобщенная структура операционной системы

Представление о структуре операционной системы 477

Управление процессами

Понятие процесса является одним из наиболее важных в операционной систе­ме. Процесс — выполнение в процессоре компьютера инструкций программы. До тех пор, пока набор команд процессора записан на диск в виде файла, он является программой. Когда же этот набор команд загружается в память компьютера и на­чинает последовательно выполняться, он становится процессом. Поскольку мы говорим о многозадачных системах, то в памяти компьютера одновременно на­ходится и выполняется несколько таких последовательностей. Причем процессор, согласно заданным параметрам, периодически останавливает выполнение одной последовательности команд и переходит к другой, к третьей. Та последовательность команд, которая в данный момент не выполняется, должна хранить свое состояние, чтобы процессор мог продолжить ее выполнение с места ее остановки. Таким об­разом, любой процесс связан с памятью, которую он занимает, с точкой выполнения (счетчиком команд), пользователем и связанными ресурсами (открытыми файла­ми, соединениями или устройствами компьютера). Вся совокупность этих данных описывает состояние процесса и хранится в таблице процесса.

Операционная система должна быть способна:

□ создавать или уничтожать системные и пользовательские процессы;

□ приостанавливать и возобновлять выполнение процесса;

□ поддерживать механизм синхронизации, взаимодействия и взаимного блоки­
рования процессов.

Управление основной памятью

Основная, или оперативная, память — это быстродействующее хранилище дан­ных, к которому у центрального процессора есть прямой доступ. В этом хранилище инструкции размещаются для их последующего выполнения. Процессор может разделять прямой доступ к основной памяти с устройствами ввода-вывода. В этом случае устройства ввода-вывода могут записывать в основную память массивы данных, которые процессор затем считывает для выполнения или обработки.

Операционная система отвечает за следующие аспекты управления основной памятью:

□ следит за тем, какая часть памяти каким процессом или устройством исполь­
зуется;

□ определяет, какие процессы должны быть загружены в память;

□ выделяет и освобождает память.

Управление файлами

Файловая система является частью операционной системы и предназначена для организации, хранения и именования данных на носителях. Данные могут храниться на самых разных физических устройствах (жестких дисках, flash-картах, лентах или DVD-дисках). Операционная система обеспечивает логический уровень представления этих устройств, а также структуры хранящихся на них данных.