Основы современных операционных систем Лекция 7. (C) В.О. Сафонов, 20102. - презентация

1 Основы современных операционных систем Лекция 7

2 (C) В.О. Сафонов, 20102

3 3

4 4 Максимум модулей переносится из ядра ОС в пользовательское пространство Коммуникация выполняется между пользовательскими модулями с помощью передачи сообщений Преимущества - микроядро легче расширять - легче переносить ОС на новые аппаратные платформы - увеличение надежности (большее число программ выполняются в непривилегированном режиме) - более безопасно

5 (C) В.О. Сафонов, 20105

6 6 Концепция виртуальной машины доводит подход, основанный на уровнях абстракции, до своего логического завершения. Согласно данной концепции, совокупность аппаратуры и ОС трактуется как машина Виртуальная машина предоставляет интерфейс, полностью аналогичный интерфейсу обычной машины без базового программного обеспечения ОС создает иллюзию одновременного исполнения нескольких процессов, каждого в своей (виртуальной) памяти Пример: система виртуальных машин (SVM) в ОС IBM 360/370, конец 1980-х гг. Более современный пример: Microsoft Virtual PC 2007 – продукт, эмулирующий виртуальную машину, в которую может быть инсталлирована ОС

7 (C) В.О. Сафонов, Физические ресурсы компьютерной системы разделяются для поддержки нескольких виртуальных машин Диспетчеризация процессора создает впечатление, что каждый пользователь имеет свой собственный процессор Буферизация (spooling) и файловая система предоставляют виртуальные устройства ввода и вывода Терминал обычного пользователя, характерный для режима разделения времени, действует как операторская консоль

8 (C) В.О. Сафонов, 20108

9 9 Концепция виртуальной машины обеспечивает полную защиту системных ресурсов, так как каждая виртуальная машина изолирована от других, Однако такая изоляция препятствует совместному использованию ресурсов Система виртуальных машин – хорошая основа для исследования и разработок в области ОС. Разработка систем выполняется над виртуальной машиной, а не на физической машине, и не нарушает нормального функционирования системы Концепцию виртуальной машины труднее реализовать, так как трудно адекватно смоделировать используемую машину

10 (C) В.О. Сафонов, Программы на Java компилируются в платформно- независимый байт-код (bytecode), исполняемый виртуальной машиной Java (JVM). JVM состоит из: - загрузчика классов (class loader) - верификатора классов (class verifier) - интерпретатора (runtime interpreter) Just-In-Time (JIT) – компиляторы увеличивают производительность Аналогичную архитектуру имеет VES (Virtual Execution System) платформы Microsoft.NET

11 (C) В.О. Сафонов,

12 (C) В.О. Сафонов, Цели с точки зрения пользователя: ОС должна быть удобной в использовании, простой для изучения, надежной, безопасной и быстрой Цели с точки зрения разработчика ОС: ОС должна быть несложной для проектирования, реализации и сопровождения, а также гибкой, надежной, свободной от ошибок и эффективной

13 (C) В.О. Сафонов, Механизмы – определяют, каким образом реализовать функциональность; политики - определяют, что именно требуется реализовать Отделение механизма от политики – очень важный принцип; он допускает максимум гибкости, если политические решения могут быть изменены впоследствии

14 (C) В.О. Сафонов, Традиционно ОС разрабатывались на ассемблере; теперь они могут разрабатываться на языках высокого уровня Код на языке высокого уровня: Может быть разработан быстрее Более компактен Легче для понимания и отладки ОС гораздо легче переносима на другие аппаратные платформы, если она разработана на языке высокого уровня Примеры: Разработка UNIX на языке C; разработка ОС Эльбрус на языке Эль-76

15 (C) В.О. Сафонов, ОС проектируются с целью использования на любой машине из некоторого класса; для каждого конкретного компьютера система должна быть сконфигурирована Программа генерации ОС получает информацию о специфической конфигурации компьютерной системы Загрузка (booting) – запуск компьютера посредством загрузки ядра ОС Программа раскрутки (bootstrap program) – код, хранящийся в постоянной памяти (ROM) базовой системы ввода вывода (BIOS), который находит ядро ОС, загружает его в память и запускает

16 (C) В.О. Сафонов, Вопросы и ответы