Тема. Архтитектура операционной системы.

Обзор функций ОС

Драйвер – низкоуровневая системная программа для управления каким-либо внешним устройством (например, жестким диском).

Жесткий диск (hard disk) - разновидность внешней памяти,физически состоящая из твердых пластин из металла или стекла, покрытых магнитным слоем для записи, шпинделя и головок считывания – записи.

Опрос устройств (polling) – действия операционной системы по периодической проверке состояния всех портов и внешних устройств, которое может меняться с течением времени.

Основная (оперативная) память – быстродействующая память, к которой процессор имеет непосредственный доступ во время выполнения программы, хранящая программы и данные, информация в которой не сохраняется после выключения компьютера или перезапуска системы.

Переменные окружения – набор системных переменных с символьными значениями, например, PATH, задающих окружение исполняемого процесса.

Пользовательский (непривилегированный) режим (user mode) – стандартный режим выполнения программ, в котором исполняются программы пользователей. В данном режиме запрещены некоторые привилегированные операции (например, изменение системных областей памяти и регистров).

Прерывания по таймеру – периодические прерывания через определенный квант времени, предназначенные для опроса устройств и других необходимых периодических действий ОС.

Программа, управляемая прерываниями (interrupt-driven program) – программа, запускаемая автоматически при возникновении прерывания центрального процессора (например, операционная система).

Программируемое прерывание (trap; дословно – ловушка) – прерывание, явно генерируемое с помощью специальной команды процессора (обычно для обработки ошибки в программе).

Протокол – интерфейс, набор операций (например, для работы в локальной сети).

Регистр границы (limit register) – системный регистр, используемый для защиты памяти и содержащий длину области памяти, выделенной пользовательской программе.

Сектор – часть жесткого диска, ограниченная дорожкой и двумя радиусами.

Системная шина (system bus) – коммуникационное устройство, соединяющее между собой все модули компьютерной системы - центральный процессор, память и контроллер памяти, внешние устройства и их контроллеры, - которые через системную шину обмениваются сигналами.

Системный вызов (system call) – явный запрос пользовательской программы к ОС путем вызова системной подпрограммы.

Системный (привилегированный) режим (system mode, kernel mode, monitor mode) – особый режим выполнения команд, в котором исполняются модули ядра ОС, допускающий выполнения ряда привилегированных операций, например, изменение системных областей памяти и регистров.

Состояние процессора – значения регистров и значение счетчика команд.

Счетчик команд – адрес текущей выполняемой или прерванной команды процессора.

Таблица состояния устройств – таблица, хранимая и используемая операционной системой, в которой каждому устройству соответствует элемент, содержащий тип устройства, его адрес и состояние, а для занятого устройства – ссылку на очередь обрабатываемых запросов к нему.

Флэш-память (флэшка) – модуль внешней памяти компактного размера (как правило, – 5 см), подключаемый через USB - порт и имеющий емкость до 128 ГБайт.

Цилиндр – часть жесткого диска, представляющая собой совокупность дорожек одного диаметра, находящихся на всех его параллельно расположенных магнитных дисках.

Ядра, виды:

Гибридные ядра - это модифицированные микроядра, позволяющие для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра.

Микроядро (micro-kernel) – принцип разработки ОС, который заключается в переносе максимально возможного числа модулей из системного в пользовательское " пространство ", т.е. ОС разрабатывается таким образом, что большинство ее модулей выполняются в пользовательском режиме, а размер ядра минимизируется.

Монолитное ядро — это такая схема операционной системы, при которой все её компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путём непосредственного вызова процедур.

Модульное ядро — усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем компьютеров, модули позволяют легко расширить возможности ядра по мере необходимости.

Наноядро — архитектура ядра операционной системы компьютеров, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет лишь одну задачу — обработку аппаратных прерываний, генерируемых устройствами компьютера.

Экзоядро — ядро ОС компьютеров, предоставляющее лишь функции для взаимодействия между процессами и безопасного выделения и освобождения ресурсов.