Реализация функций api на уровне ос

При реализации функций API на уровне ОС за их выполнение ответственность несет ОС. Объектный код, выполняющий функции, либо непосредственно входит в состав ОС, либо поставляется в составе динамически загружаемых библиотек, разработанных для данной ОС. Система программирования ответственна только за то, чтобы организовать интерфейс для вызова этого кода.

В таком варианте результирующая программа обращается непосредственно к ОС. Поэтому достигается наибольшая эффективность выполнения функций API по сравнению со всеми другими вариантами реализации API.

Недостатком организации API по такой схеме является практически полное отсутствие переносимости не только кода результирующей программы, но и кода исходной программы.

15. Пояснить, как реализован api на уровне системы программирования.

Реализация функций api на уровне системы программирования

Если функции API реализуются на уровне системы программирования, они предоставляются пользователю в виде библиотеки функций соответствующего языка программирования. Система программирования предоставляет пользователю библиотеку соответствующего языка программирования и обеспечивает подключение к результирующей программе объектного кода, ответственного за выполнение этих функций.

Очевидно, что эффективность функций API в таком варианте будет несколько ниже, чем при непосредственном обращении к функциям ОС. Так происходит, поскольку для выполнения многих функций API библиотека RTL языка программирования должна все равно выполнять обращения к функциям ОС. Наличие всех необходимых вызовов и обращений к функциям ОС в объектном коде RTL обеспечивает система программирования.

Однако переносимость исходного кода программы в таком варианте будет самой высокой, поскольку синтаксис и семантика всех функций будут строго регламентированы в стандарте соответствующего языка программирования. Они зависят от языка и не зависят от архитектуры целевой вычислительной системы.

16. Пояснить, как реализован api на уровне внешней библиотеки процедур и функций.

При реализации функций API с помощью внешних библиотек они предоставля­ются пользователю в виде библиотеки процедур и функций, созданной сторон­ним разработчиком. Причем разработчиком такой библиотеки может выступать тот же самый производитель.Система программирования ответственна только за то, чтобы подключить объ­ектный код библиотеки к результирующей программе.

С точки зрения эффективности выполнения этот метод реализации API имеет самые низкие результаты, поскольку внешняя библиотека обращается как к функ­циям ОС, так и к функциям RTL языка программирования. Только при очень высоком качестве внешней библиотеки ее эффективность становится сравнимой с библиотекой RTL.

Если говорить о переносимости исходного кода, то здесь требование только одно — используемая внешняя библиотека должна быть доступна в любой из архитек­тур вычислительных систем, на которые ориентирована прикладная программа. Тогда удается достигнуть переносимости.

17. Разъяснить содержание понятия «интерфейс POSIX». Указать состав семейства стандартов POSIX.

POSIX - аббревиатурадля Portable Operating System Interface. Это предлагаемый стандарт для интерфейса операционных систем, базирующихся на популярной операционной системе UNIX. Его основное назначение - поддержка переносимости приложений на уровне исходных текстов. В настоящее время он находится на стадии принятия Компьютерным Обществом института IEEE как стандарта Р1003 IEEE, и ИСО/МЭК как международного стандарта ISO/IEC-9945.

Стандарты POSIX можно разбить на три группы:

1. Базовые Стандарты. В них определяются системные интерфейсы, связанные с различными сторонами операционной системы.

2. Языковые интерфейсы. Эти стандарты обеспечивают действующие интерфейсы к различным языкам программирования.

3. Операционная среда Открытых Систем. Эти стандарты включают руководство по операционной среде POSIX и прикладные профили.

18. Указать особенности операционных систем для персональных компьютеров. Разъяснить содержание понятий: «параллельные компьютерные системы», «асимметричные мультипроцессорные системы», «симметричные мультипроцессорные системы». Перечислить особенности их операционных систем.

Параллельная компьютерная система – мультипроцессорная система, состоящая из нескольких непосредственно взаимодействующих процессоров.

Асимметричная мультипроцессорная система– многопроцессорная компьютерная система, в которой процессоры специализированы по своим функциям; имеется главный процессор, планирующий работу подчиненных процессоров.

Симметричная мультипроцессорная система – многопроцессорная компьютерная система, все процессоры которой равноправны и используют одну и ту же копию ОС; операционная система при этом может выполняться на любом процессоре.

Операционные системы для персональных компьютеров, предназначенных для одного пользователя, поддерживают многозадачный режим работы, взаимодействие с широким набором внешних устройств, возможности сетевого взаимодействия и имеют удобный дружественный пользовательский интерфейс. На одном ПК могут быть установлены несколько ОС.

19. Разъяснить содержание понятий: «распределенные компьютерные системы», «кластерные вычислительные системы», «системы реального времени», «карманные компьютеры (handhelds)». Указать особенности их операционных систем.

1)Распределенная система (distributedsystem) – компьютерная система, в которой вычисления распределены между несколькими физическими процессорами, объединенными между собой в сеть.

2) Кластерные вычислительные системы и их архитектура

Кластер - это локальная вычислительная система, состоящая из множества независимых компьютеров и сети, связывающей их.

Компьютерные узлы из которых он состоит, являются стандартными, универсальными компьютерами, используемыми в различных областях и для разнообразных приложений. Вычислительный узел может содержать либо один микропроцессор, либо несколько, образуя, в последнем случае, симметричную (SMP-) конфигурацию.

Программное обеспечение кластеров состоит из двух компонент:

средств разработки/программирования и

средств управления ресурсами.

3) Система реального времени (СРВ) — это система, которая должна реагировать на события во внешней по отношению к системе среде или воздействовать на среду в рамках требуемых временных ограничений.  Другими словами, обработка информации системой должна производиться за определённый конечный период времени, чтобы поддерживать постоянное и своевременное взаимодействие со средой. Естественно, что масштаб времени контролирующей системы и контролируемой ей среды должен совпадать.

4) Карманный персональный компьютер — портативное вычислительное устройство, обладающее широкими функциональными возможностями. КПК часто называют наладонником из-за небольших размеров. Изначально КПК предназначались для использования в качестве электронных органайзеров. С «классического» КПК невозможно совершать звонки, и КПК не является мобильным телефоном, поэтому к настоящему времени классические КПК практически полностью вытеснены коммуникаторами — КПК с модулем сотовой связии смартфонами

20. Пояснить развитие концепций и возможностей операционных систем. Сформулировать определение понятия «облачные вычисления (cloud computing)». Указать особенности операционных систем для облачных вычислений.

Cloud computing — концепция «вычислительного облака», согласно которой программы запускаются и выдают результаты работы в окно стандартного веб-браузера на локальном ПК, при этом все приложения и их данные, необходимые для работы, находятся на удаленном сервере в интернете.

С точки зрения пользователей, существует совокупность "облаков" предоставляемых различными компаниями, для использования мощных вычислительных ресурсов, которых нет у индивидуального пользователя. Как правило, "облачные" сервисы платные. Из бесплатных назовем Windows Live 

Недостаток облачных вычислений в том, что пользователь оказывается полностью зависимым от используемого им "облака" и не может управлять не только работой "облачных" компьютеров, но даже резервным копированием своих данных. В связи с этим возникает целый ряд важных вопросов о безопасности облачных вычислений, сохранении конфиденциальности пользовательских данных.

Серьезной проблемой организации облачных вычислений с точки зрения аппаратуры центров обработки данных является экономия электроэнергии и проблема распределения загрузки, так как облачные вычисления в каждом центре обработки данных имеют (или в ближайшем будущем будут иметь) миллионы удаленных пользователей.