Класифікація файлових систем

За призначенням файлові системи можна класифікувати на наступні категорії:

• Для носіїв з довільним доступом (наприклад, твердий диск): FAT32, HPFS, ext2 і ін. Останнім часом поширилися журнальовані файлові системи, такі як ext3, Reiserfs, JFS, NTFS, XFS.

• Для носіїв з послідовним доступом (наприклад, магнітні стрічки): QIC.

• Для оптичних носіїв — CD і DVD: ISO 9660, HFS, UDF.

• Віртуальні файлові системи: AEFS і ін.

• Мережні файлові системи: NFS, SMBFS, SSHFS, Gmailfs.

Основні функції ядра

Основні функції ядра UNIX (яке може бути монолітним або модульним) включають:

планування і перемикання процесів;

управління пам'яттю;

обробку переривань;

низкоуровневую підтримку пристроїв (через драйвери);

управління дисками і буферизація даних;

синхронізацію процесів і забезпечення засобів між процесами взаємодії (IPC).

Основні поняття

Деякі відмітні ознаки UNIX-систем включають в себе:

використання простих текстових файлів для настройки та управління системою;

широке застосування утиліт, що запускаються в командному рядку;

взаємодія з користувачем за допомогою віртуального пристрою - терміналу;

уявлення фізичних і віртуальних пристроїв і деяких засобів межпроцессового взаємодії як файлів;

використання конвеєрів з декількох програм, кожна з яких виконує одну задачу.

В даний час UNIX-системи використовуються в основному на серверах, а також як вбудовані системи для різного устаткування. На ринку ОС для робочих станцій та домашнього застосування лідером є Microsoft Windows, UNIX займає тільки друге (Mac OS X), третє (GNU / Linux) і багато наступні місця.

UNIX-системи мають велику історичну важливість, оскільки завдяки їм поширилися деякі популярні сьогодні концепції і підходи в області ОС і програмного забезпечення. Також, в ході розробки Unix-систем був створений мова Сі.

РОБОТА ЯДРА

Як і в будь-який інший многопользовательской операційній системі, що забезпечує захист користувачів друг від друга й захист системних даних від будь непривілейованого користувача, в ОС UNIX є захищене ядро, яке управляє ресурсами комп'ютера і надає користувачам базовий набір услуг.Следует зауважити, що зручність і ефективність сучасних варіантів ОС UNIX не означає, що вся система, включаючи ядро, спроектована і структуризована найкращим чином. Як ми показали в першій частині курсу, ОС UNIX розвивалася протягом багатьох років (це перша в історії операційна система, яка продовжує завойовувати популярність в такому зрілому віці - вже більше 25 років). Природно, нарощувалися можливості системи, і, як це часто буває у великих системах, якісні покращення структури ОС UNIX не встигали за зростанням її можливостей.

В результаті, ядро ​​більшості сучасних комерційних варіантів ОС UNIX (як ми зазначали раніше, майже всі вони засновані на UNIX System V) являє собою не дуже чітко структуризовано моноліт великого розміру. З цієї причини програмування на рівні ядра ОС UNIX продовжує залишатися мистецтвом (якщо не вважати відпрацьованою і зрозумілою технології розробки драйверів зовнішніх пристроїв). Ця недостатня технологічність організації ядра ОС UNIX багатьох не задовольняє. Звідси прагнення до повного відтворення середовища ОС UNIX при повністю іншої організації системи (зокрема, із застосуванням мікроядерного підходу, який ми коротко розглянемо в кінці курсу).

7) OC LINUX

Історія

У 1983 році Річард Столмен заснував проект GNU з метою створення повноцінної Unix-подібної операційної системи і наповнення її повністю відкритим програмним забезпеченням. На самому початку 1990-х проектзібрав майже усі необхідні компоненти цієї системи: бібліотеки, компілятори, текстові редактори, командну оболонку Unix , за винятком основного компоненту — ядра. У 1990 році проект почав розробку ядра GNU Hurd на основі мікроядра Mach, однак робота розпочалася із серйозними перешкодами і просувалася досить повільно.

Тим часом, у 1991 фінський студент Університету Гельсінкі, Лінус Торвальдс як своє хобі розпочав розробку іншого ядра. Спершу Торвальдс використовував на своєму комп'ютері Minix спрощену Unix-подібнуопераційну систему, розроблену Ендрю Тененбаумом з метою використання у навчальних цілях. Однак, Таненбаум не дозволив іншим розширювати його операційну систему, що спонукало Торвальдса створити заміну для Minix.

Сьогодні Торвальдс продовжує координувати процес розробки ядра, у той час, як інші підсистеми, як то компоненти GNU продовжують розвиватися окремо (розвиток ядра Лінукс не є частиною проекту GNU). Інші спільноти і компанії комбінують і поширюють усі ці компоненти із додатковим прикладним програмним забезпеченням у вигляді дистрибутивів Лінукс.

РОБОТА ЯДРА

Ядро системи Linux складається з декількох основних частин: блок керування процесами, блок управління пам'яттю, драйвери пристроїв, драйвери файлових систем, блок управління мережею а також інші невеликі процедури.

Найбільш важливі складові ядра (що забезпечують життєздатність системи) - це блок управління пам'яттю і процесами. Блок управління пам'яттю забезпечує розподіл областей пам'яті і swap-областей між процесами, складовими ядра і для кеш-буфера. Блок управління процесами створює нові процеси і забезпечує багатозадачність шляхом перемикання завдань.

Файлова система

Linux є операційною системою сімейства Unix і її файлова система повністю відповідає стандартам даного класу. У Unix під файлом розуміється не тільки об'єкт, що зберігається на диску, але і будь-який пристрій, що підтримує введення / виведення потоку даних. Наприклад, драйвери пристроїв розглядаються як файли.

Віртуальна файлова система (Virtual File System)

У Unix розрізняють кілька типів файлів. Кожен тип файлів має свої особливості реалізації. Ці особливості, проте, приховані від користувача програмним рівнем ядра Linux, який отримав назву віртуальної файлової системи (Virtual File System - VFS).

Віртуальна файлова система VFS підтримує наступні типи файлів:

• Звичайні файли

• Каталоги

• Спеціальні файли

• Іменовані конвеєри

• Символьні зв'язку

Переривання В деяких ОС - Linux, Microsoft Windows і деяких інших, опрацьовувачі переривань поділені на дві частини: Опрацьовувачі переривань першого рівня (англ. First-Level Interrupt Handler, FLIH) і Опрацьовувачі переривань другого рівня (англ. Second-Level Interrupt Handlers, SLIH). FLIH також відомі як тверді/швидкі опрацьовувачі переривань (англ. hard/fast interrupt handlers), а SLIH також відомі як м'які/повільні опрацьовувачі переривань(англ. soft/slow interrupt handlers), відкладений виклик процедури.