- •Вступительная лекция Архитектура компьютерной системы
- •1 Лекция Определение и назначение
- •Состав компонентов и функций ос
- •1 Управление процессами.
- •2.Управление памятью.
- •Управление файлами.
- •Управление внешними устройствами.
- •Защита данных и администрирование.
- •Интерфейс прикладного программирования.
- •Пользовательский интерфейс.
- •Лекция 3 История создания
- •Обенности операционных систем для компьютеров общего назначения (mainframes)
- •Распределение памяти в однозадачной ос с пакетной обработкой заданий
- •Ос пакетной обработки с поддержкой мультипрограммирования
- •Режим разделения времени и особенности ос с режимом разделения времени
- •Ключевые термины
- •Лекция 4 Архитектура операционных систем
- •Модульная организация;
- •Функциональная избыточность;
- •Функциональная избирательность;
- •Принцип генерируемости ос
- •Принцип совместимости
- •Принцип открытой и наращиваемой ос
- •Принцип мобильности (переносимости)
- •Принцип обеспечения безопасности вычислений
- •1.6. Классификация операционных систем
- •Windows
- •Подсистема Win32
- •Реализация потоков Состояния потоков
- •Отдельные характеристики потоков
- •Волокна и задания
- •Внутреннее устройство потоков
- •Создание потоков
Состав компонентов и функций ос
Современные операционные системы содержат сотни и тысячи модулей (например, W2000 содержит 29 млн строк исходного кода на языке С). Наиболее важными подсистемами управления ресурсами являются подсистемы управления процессами, памятью, файлами и внешними устройствами, а подсистемами, общими для всех ресурсов, являются подсистемы пользовательского интерфейса, защиты данных и администрирования.
1 Управление процессами.
Подсистема управления процессами непосредственно влияет на функционирование вычислительной системы. Для каждой выполняемой программы ОС организует один или более процессов. Каждый такой процесс представляется в ОС информационной структурой (таблицей, дескриптором, контекстом процессора), содержащей данные о потребностях процесса в ресурсах, а также о фактически выделенных ему ресурсах (область оперативной памяти, количество процессорного времени, файлы, устройства ввода-вывода и др.). Кроме того, в этой информационной структуре хранятся данные, характеризующие историю пребывания процесса в системе: текущее состояние (активное или заблокированное), приоритет, состояние регистров, программного счетчика и др.
В современных мультипрограммных ОС может существовать одновременно несколько процессов, порожденных по инициативе пользователей и их приложений, а также инициированных ОС для выполнения своих функций (системные процессы). Поскольку процессы могут одновременно претендовать на одни и те же ресурсы, подсистема управления процессами планирует очередность выполнения процессов, обеспечивает их необходимыми ресурсами, обеспечивает взаимодействие и синхронизацию процессов.
Различие программы и процесса в том, что программа – статический набор команд, а процесс- контейнер для набора ресурсов, используемых потоками, которые выполняют экземпляр программы.
В Windowsпроцесс включает в себя следующее:
1 Закрытое виртуальное адресное пространство – диапазон адресов виртуальной памяти, которым может пользоваться процесс
2 Исполняемую программу – начальный код и данные, которые проецируются в виртуальное адресное пространство процесса
3 Список открытых описателей различных системных ресурсов – семафоров, коммуникационных портов, файлов и других объектов, доступных всем потокам в данном процессе.
4 Контекст защиты (securitycontext), называемый маркером доступа (accesstoken) Он идентифицирует пользователя, группу безопасности и привилегии, Определяет полномочия процесса
5 Уникальный идентификатор процесса (во внутрисистемной терминологии называемый идентификатором клиента)
6 Минимум один поток
Поток – некая сущность внутри процесса, получающая процессорное время для выполнения. Без потока программа процесса не может выполняться Поток включает в себя следующее
1 Содержимое набора регистров процессора, отражаюшее его состояние
2 Два стека для пользовательского режима и режима ядра, соответственно
3 Закрытая область памяти – локальная память потока
4 Уникальный идентификатор потока (ид клиента)
Иногда имеют контекст защиты
Набор регистров, стеки и лок память – контекст потока. Контекст потока – структура данных, единственно зависящая от аппаратуры