1 Стуктурная организациЯ осрв qnx
1.1 Архитектура микроядра системы qnx
QNX состоит из небольшого ядра, координирующего работу взаимодействующих процессов [3]. Как показано на рисунке, структура больше напоминает не иерархию, а команду, в которой несколько игроков одного уровня взаимодействуют между собой и со своим "защитником" - ядром.
Рис.1 Микроядро системы QNX координирует работу системных менеджеров.
1.1.1 Настоящее ядро
Ядро - это "сердце" любой операционной системы. В некоторых операционных системах на него возлагается так много функций, что ядро, по сути, заменяет всю операционную систему!
В QNX же Микроядро - это настоящее ядро. Во-первых, как и следует ядру реального времени, ядро QNX имеет очень маленький размер. Во-вторых, оно выполняет две важнейшие функции:
передача сообщений - Микроядро обеспечивает маршрутизацию всех сообщений между всеми процессами в системе;
диспетчеризация - планировщик - это часть Микроядра, и он получает управление всякий раз, когда процесс изменяет свое состояние в результате получения сообщения или прерывания.
В отличие от всех остальных процессов, ядро никогда не получает управления в результате диспетчеризации. Входящий в состав ядра код выполняется только в результате прямых вызовов из процесса или аппаратного прерывания.
1.1.2 Системные процессы
Все услуги операционной системы, за исключением тех, которые выполняются ядром, в QNX предоставляются через стандартные процессы. Типичная конфигурация QNX имеет следующие системные процессы:
Менеджер процессов (Proc);
Менеджер файловой системы (Fsys);
Менеджер устройств (Dev);
Менеджер сети (Net).
1.2 Микроядро
Микроядро QNX отвечает за выполнение следующих функций:
связь между процессами - Микроядро управляет маршрутизацией сообщений; оно также поддерживает и другие формы IPC сигналы, флаги;
сетевой интерфейс низкого уровня - Микроядро осуществляет доставку всех сообщений, предназначенных для процессов на других узлах сети;
диспетчеризация процессов - входящий в состав Ядра планировщик решает, какому из запущенных процессов должно быть передано управление;
первичная обработка прерываний - все аппаратные прерывания и исключения сначала проходят через Микроядро, а затем передаются соответствующему драйверу или системному менеджеру.
Рис. 2. Внутри микроядра QNX
1.3 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 [4]. 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.