Системные и пользовательские процессы

 

Системные процессы практически ничем не отличаются от любых написанных пользователем программ - они не имеют какого-либо скрытого или особого интерфейса, недоступного пользовательским процессам.

Именно за счет такой системной архитектуры QNX обладает уникальной наращиваемостью. Так как большинство услуг операционной системы предоставляются стандартными процессами QNX, то расширение операционной системы требует всего лишь написания новой программы, обеспечивающей новую услугу!

Фактически, граница между операционной системой и прикладной программой может быть очень размыта. Единственный критерий, по которому мы можем отличить прикладные процессы и системные сервисные процессы, состоит в том, что процесс операционной системы управляет каким-либо ресурсом в интересах прикладного процесса.

Предположим, что вы написали сервер базы данных. Как же должен быть классифицирован этот процесс?

Точно так же, как сервер файловой системы принимает запросы (в QNX реализованные через механизм сообщений) на открытие файлов и запись или чтение данных, это будет делать и сервер базы данных. Хотя запросы к серверу базы данных могут быть и более сложными, сходство обоих серверов заключается в том, что оба они обеспечивают доступ к ресурсу посредством запросов. Оба они являются независимыми процессами, которые могут быть написаны пользователем и запускаться по мере необходимости.

Сервер базы данных может рассматриваться как процесс в одном случае и как приложение в другом. Это действительно не имеет значения! Важно то, что создание и выполнение таких процессов в QNX не требует абсолютно никаких изменений в стандартных компонентах операционной системы.

Драйверы устройств

 

Драйверы устройств - это процессы, которые являются посредниками между операционной системой и устройствами и избавляют операционную систему от необходимости иметь дело с особенностями конкретных устройств.

Так как драйверы запускаются как обычные процессы, добавление нового драйвера в QNX не влияет на другие части операционной системы. Таким образом, добавление нового драйвера в QNX не требует ничего, кроме непосредственно запуска этого драйвера.

После запуска и завершения процедуры инициализации, драйвер может выбрать один из двух вариантов поведения:

 

· стать расширением определенного системного процесса;

· продолжать выполнение как независимый процесс.

Связь между процессами (IPC)

 

В типичной для многозадачной системы реального времени ситуации, когда несколько процессов выполняются одновременно, операционная система должна предоставить механизмы, позволяющие им общаться друг с другом.

Связь между процессами (Interprocess communication, сокращенно IPC) является ключом к разработке приложений как совокупности процессов, в которых каждый процесс выполняет отведенную ему часть общей задачи.

QNX предоставляет простой, но мощный набор возможностей IPC, которые существенно облегчают разработку приложений, состоящих из взаимодействующих процессов.

1.5.1 Передача сообщений

QNX была первой коммерческой операционной системой своего класса, которая использовала передачу сообщений в качестве основного способа IPC. Именно последовательное воплощение метода передачи сообщения в масштабах всей операционной системы обусловливает мощность, простоту и элегантность QNX.

Сообщения в QNX - это последовательность байт, передаваемых от одного процесса другому. Операционная система не пытается анализировать содержание сообщения - передаваемые данные имеют смысл только для отправителя и получателя, и ни для кого более.

Передача сообщения позволяет не только обмениваться данными, но и является способом синхронизации выполнения нескольких процессов. Когда они посылают, получают или отвечают на сообщения, процессы претерпевают различные "изменения состояния", которые влияют на то, когда и как долго они могут выполняться. Зная состояния и приоритеты процессов, ядро организует их диспетчеризацию таким образом, чтобы максимально эффективно использовать ресурсы центрального процессора (ЦП).

Приложение реального времени и другие ответственные приложения по праву нуждаются в надежном механизме передачи сообщений, т.к. входящие в состав этих приложений процессы тесно взаимосвязаны. Реализованный в QNX механизм передачи сообщений способствует упорядочению и повышению надежности программ.

QNX как сеть

 

В простейшем случае локальная сеть обеспечивает разделяемый доступ к файлам и периферийным устройствам для нескольких соединенных между собой компьютеров. QNX идет гораздо дальше этого простейшего представления и объединяет всю сеть в единый, однородный набор ресурсов.

Любой процесс на любом компьютере в составе сети может непосредственно использовать любой ресурс на любом другом компьютере. С точки зрения приложений, не существует никакой разницы между местным или удаленным ресурсом, и использование удаленных ресурсов не требует каких-либо специальных средств. Более того, чтобы определить, находится ли такой ресурс как файл или устройство на локальном компьютере или на другом узле сети, в программу потребуется включить специальный дополнительный код!

Пользователи могут иметь доступ к файлам по всей сети, использовать любое периферийное устройство, запускать программы на любом компьютере сети (при условии, что они имеют надлежащие полномочия). Связь между процессами осуществляется единообразно, независимо от их местоположения в сети. В основе такой прозрачной поддержки сети в QNX лежит всеобъемлющая концепция IPC на основе передачи сообщений.

 

2 КОМПЛЕКС ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

2.1 Лабораторная работа №1 «Простейший пример»

2.1.1 Теория

 

Минимальный набор действий, необходимый для демонстрации примера программы для QNX:

1. Набрать текст программы.

2. Откомпилировать программу.

3. Запустить программу на исполнение.

Текст программы можно набрать во встроенном редакторе, или взять готовый текстовый файл.

Для дальнейших действий, желательно сделать текущим каталог, где находится текст программы. Для этого можно воспользоваться командами # cd <имя дериктории> (- сменить текущую директорию на указанную) или # cd.. (- подняться на уровень выше). Чтобы просмотреть содержимое директории, можно воспользоваться командой # ls.

Чтобы откомпилировать программу, можно воспользоваться встроенным компилятором - GCC. Для этого в командной строке необходимо написать # gcc <имя_файла>. Если в тексте программы есть ошибки, то они будут выведены на экран. Если ошибок нет, буден создан файл a.out – это и есть исполняемый файл программы. Чтобы его запустить на исполнение, в командной строке необходимо написать # `pwd`/a.out.

2.1.2 Текст программы

 

#include <stdio.h>

int main(void)

{printf("Hello World \n");

return(1);

}

2.1.3 Последовательность действий

 

Создаём текстовый файл программы.

Компилируем его и запускаем на исполнение.

2.1.4 Результаты

 

# cd..

# ls

..lastlogin.ph a.out  lab2   lab4

...profile  lab1 lab3    lab5

# cd lab1

# ls

.      ..     myfirst.c

# gcc myfirst.c

# ls

.      ..      a.out   myfirst.c

# `pwd`/a.out

Hello World

#