Операционные системы. Управление ресурсами


Операционные системы. Управление ресурсами

Операционная система с точки зрения системного программиста
Операционная система (ОС) есть набор программ, которые распределяют ресурсы процессам.
Приведенная выше формулировка является ключевой для понимания всего курса. Прежде, чем мы ее раскроем, дадим определение входящих в нее терминов. Ресурс - "средство системы обработки данных, которое может быть выделено процессу обработки данных на определенный интервал времени". Простыми словами: ресурс - это все те аппаратные и программные средства и данные, которые необходимы для выполнения программы. Ресурсы можно подразделить на первичные и вторичные. К первой группе относятся те ресурсы, которые обеспечиваются аппаратными средствами, например: процессор, память - оперативная и внешняя, устройства и каналы ввода-вывода и т.п. Ко второй группе - ресурсы, порождаемые ОС, например, системные коды и структуры данных, файлы, семафоры, очереди и т.п. В последнее время в связи с развитием распределенных вычислений и распределенного хранения данных все большее значение приобретают такие ресурсы как данные и сообщения.
Приведено около десятка определений термина "процесс", из которых автор выбирает: "программа в стадии выполнения". Это определение близко к тому, что интуитивно понимают под "процессом" программисты, но оно не является строгим. Более строгое определение процесса, которое дает терминологический стандарт, представляется нам гораздо более удачным, поэтому ниже мы приводим его полностью.
"Процесс обработки данных - система действий, реализующая определенную функцию в системе обработки информации и оформленная так, что управляющая программа данной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования.
Примечания:
Процесс характеризуется состояниями, которые определяются наличием тех или иных ресурсов в распоряжении процесса и, следовательно, возможностью фактически выполнять действия, относящиеся к процессу.
Перераспределение ресурсов, выполняемое управляющей программой, влияет на продолжительность процесса обработки данных, но не на его конечный результат.
Процесс оформляют с помощью специальных структур управляющих данных, которыми манипулирует управляющий механизм.
В конкретных системах обработки информации встречаются разновидности процессов, которые различаются способом оформления и составом ресурсов, назначаемых процессу и отнимаемых у него, и допускается вводить специальные названия для таких разновидностей, как, например, задача в операционной системе ОС ЕС ЭВМ".
На примечания к определению процесса мы обратим внимание позже, а пока сосредоточимся на основной его части. С точки зрения ОС процесс - это "юридическое лицо", которое получает в свое распоряжение ресурсы. Процесс может иметь сложную структуру, но его составные части либо оформляются как отдельные процессы и тогда предстают перед ОС как независимые от процесса-родителя "юридические лица", либо используют ресурсы от имени всего процесса и тогда они "невидимы" для ОС.

Операционные системы и ресурсы
Интерфейс пользователя

Операционные системы

Нарастающие темпы компьютеризации уже приблизили время, когда в контакте с компьютерами оказываются не только относительно немногочисленные профессионалы по обработке информации, а практически все члены общества. Контакт с компьютером - это контакт с его программным обеспечением и, прежде всего, с операционной системой (ОС). Именно она формирует интерфейс между аппаратурой компьютера и человеком, причем задача создателей ОС состоит в том, чтобы сделать этот интерфейс, как теперь принято говорить, как можно более дружественным.
Свойства ОС зачастую оказываются не менее важными, чем свойства аппаратуры. Известны случаи, когда переход с одной ОС на другую на одной и той же машине приводил к пятикратному ускорению разработки программ.
На «голой» машине в современном мире не работает практически никто, и именно это определяет интерес к операционным системам.

Продолжение

Операционные системы реального времени

Операционные системы реального времени (ОСРВ) предназначены для обеспечения интерфейса к ресурсам критических по времени систем реального времени. Основной задачей в таких системах является своевременность (timeliness) выполнения обработки данных.
В качестве основного требования к ОСРВ выдвигается требование обеспечения предсказуемости или детерминированности поведения системы в наихудших внешних условиях, что резко отличается от требований к производительности и быстродействию универсальных ОС. Хорошая ОСРВ имеет предсказуемое поведение при всех сценариях системной загрузки (одновременные прерывания и выполнение потоков).
Существует некое различие между системами реального времени и встроенными системами. От встроенной системы не всегда требуется, чтобы она имела предсказуемое поведение, и в таком случае она не является системой реального времени. Однако даже беглый взгляд на возможные встроенные системы позволяет утверждать, что большинство встроенных систем нуждается в предсказуемом поведении, по крайней мере, для некоторой функциональности, и таким образом, эти системы можно отнести к системам реального времени.

Продолжение

Операционные системы. Курс лекций

Многие из средств защиты основаны на понятии иерархии привилегий. В любой момент привилегия задачи эквивалентна уровню привилегий её кодового сегмента.
В каждом дескрипторе сегмента имеется поле, которое определяет уровень привилегий связанного с ним сегмента.
Процессоры используют схему защиты ОС и программ друг от друга, состоящую из привилегий 4-х уровней от 0 до 3.

Продолжение

Операционные системы супер-ЭВМ

Базовая система программирования предназначена для разработки программ на языке макроассемблера ОМ, который обеспечивает возможность написания высокоэффективных программ, наиболее полно учитывающих особенности архитектуры ОМ для достижения производительности, близкой к пиковой. На языке макроассемблера ОМ написаны основные компоненты системного программного обеспечения ОМ и многие библиотечные стандартные подпрограммы.
В базовой системе программирования поддерживается механизм абстрактных типов данных, что позволяет в полной мере использовать модульное программирование при разработке сложных программных систем. Механизм абстрактных типов данных был использован при разработке операционной системы основной машины.

Продолжение

Операционная система OS2 Warp

Все вы хорошо помните те времена, когда IBM и Microsoft работали над операционными системами DOS, OS/2, Windows, а также вели другие совместные проекты. Теперь эти крупнейшие фирмы стали конкурентами, каждая из них предлагает собственные решения в области компьютерных технологий.
Microsoft делает главную ставку на Windows-95 и Windows NT. Первая из этих двух операционных систем по сообщениям Microsoft появится осенью 1995 года и будет предназначена, в первую очередь, для замены операционных систем Windows 3.1 и Windows for Workgroups 3.11. В операционной системе Windows-95 будет реализован объектно-ориентированный интерфейс пользователя. Кроме того, Windows-95 будет иметь встроенную поддержку локальных сетей и расширенный состав приложений (например, упрощенную версию текстового процессора Word for Windows версии 2.0).
Что же касается Windows NT, то эта операционная система выпускается в двух модификациях: Windows NT Advanced Server и Windows NT Workstation. Операционная система Windows NT Advanced Server предназначена в первую очередь для файл-серверов и серверов СУБД. Она требует для нормальной работы много ресурсов. Например, объем оперативной памяти должен быть не менее 16 Мбайт (а лучше установить 32 Мбайт). Модификация Windows NT Workstation предназначена для оснащения мощных рабочих станций. Даже и не думайте работать с этой операционной системой, если в вашем компьютере меньше 16 Мбайт оперативной памяти или установлен процессор i386.

Состав и особенности IBM OS/2 Warp
Минимизация и максимизация окна
Настройка виртуальной машины DOS

Администрирование ОС Solaris

Несмотря на кажущуюся простоту, компьютер состоит из большого числа частей, и быстродействие системы определяется тремя факторами: скоростью работы каждого компонента, согласованием быстродействия разных компонентов и точной настройкой системы для работы именно с этой конфигурацией аппаратуры. Здесь мы не будем касаться первых двух факторов и предположим, что мы имеем идеально согласованную конфигурацию аппаратных средств. Поскольку в реальной жизни такое встречается редко, наш глаз отдыхает при взгляде на этот прекрасный компьютер. Все, что мы можем сделать с ним - это установить подходящую операционную систему и настроить ее оптимальным образом.

Оценка необходимого размера оперативной памяти
Настройка серверов и клиентов NIS
Статьи

*