24. Основные функции управления ос.

1. Операционная система (ОС) предназначена для обеспечения удобства управления компьютером и сокрытия от пользователей и прикладных программ множества ненужных им деталей его функционирования. Например, для организации чтения блока данных с гибкого диска программист должен использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п.

2. Операционная система  это интерфейс между аппаратной частью и прикладными программами, с одной стороны, и пользователем ЭВМ  с другой. Это наиболее важная функция любого компьютера. (В настоящее время c помощью специальных компонентов ОС (драйверов) осуществляется управление и доступ к элементам аппаратного обеспечения компьютера.) С помощью процедур ОС, обеспечивающих графический (или командный) интерфейс, выполняется взаимодействие с пользователем операционной системы и прикладных программ.

ОС предоставляет пользователю некоторую расширенную или виртуальную машину, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальную машину.

Основные функции управления:

• управление ресурсами ЭВМ (администрирование ресурсов), такими как процессоры (если их больше одного), оперативная память (ОП), устройства ввода-вывода;

• обеспечение вычислительных системных услуг прикладным программам (Application program interface - АРI);

• организация эффективного вычислительного процесса на ЭВМ в различных типах ОС (системы разделения времени, системы реального времени, системы пакетной обработки).

• Управление процессами.

• Управление основной памятью.

• Управление внешней памятью.

• Управление устройствами ввода/вывода.

• Управление файлами.

• Защита системы.

• Сетевая поддержка.

• Командный интерфейс системы.

25. Управляющая программа ос, ее структура.

Основным исполнительным компонентным ядром ОС, реализующим главное назначение ОС – управление ресурсами ВС, является управляющая программа, общая структура и функции которой определяются обобщенной структурой вычислительного комплекса. Обобщенная структура управляющей программы имеет вид, представленный на рис. 2.2.

Структура ОС. В состав операционной системы входят следующие подсистемы:

1. Управление процессами.

2. Управление основной памятью.

3. Управление внешней памятью.

4. Управление устройствами ввода/вывода.

5. Управление файлами.

6. Защита системы.

7. Сетевая поддержка.

8. Командный интерфейс системы.

Управление процессами. Процесс – это программа в стадии выполнения. Процессу необходимы определенные ресурсы, включая процессорное время, память, файлы и устройства ввода/вывода для выполнения своих задач. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением процессами:

• создание и удаление процессов;

• приостановку и возобновление процессов;

• обеспечение механизмов для синхронизации процессов;

• обеспечение механизмов для взаимодействия процессов.

Управление основной памятью. Память представляет собой большой массив слов или байт, каждый из которых имеет собственный адрес. Это хранилище данных, к которым обеспечивается быстрый доступ, распределенный между процессором и устройствами ввода/вывода. Основная память – энергозависимое устройство, которое теряет содержимое в случае выключения системы. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением памятью:

• ведет учет того, какая часть памяти в настоящий момент занята;

• принимает решение о загрузке процессов при освобождении пространства ОП;

• распределяет и освобождает пространство ОП в соответствии с действующими стратегиями.

Управление внешней памятью. Поскольку основная память (первичная память) энергозависима и слишком мала для размещения всех данных и программ постоянно, ВС должна обеспечить вторичную память для сохранения основной памяти. Большинство современных ВС используют диски в качестве средства оперативного хранения как программ, так и данных. ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением внешней памятью:

• управление свободным пространством;

• распределение памяти;

• управление диском.

Подсистема управления устройствами ввода/вывода. Подсистема ввода/вывода состоит из:

• системы кэширования - буферирования;

• общего интерфейса драйверов устройств;

• драйверов специализированных устройств.

Подсистема управления файлами. Файл представляет собой набор взаимосвязанной информации, определенной при создании. Кроме собственно данных, файлы представляют программы, как в исходном, так и в объектном виде.

Подсистема ОС отвечает за следующие действия в связи с управлением файлами:

• создание файлов;

• создание и удаление подкаталогов;

• поддержку операций для манипулирования с файлами и подкаталогами;

• представление файлов во внешней памяти;

• выгрузку файлов на другие внешние устройства.

Защита системы. Защита системы предполагает наличие механизма для управления доступом программ, процессов и пользователей к системным и пользовательским ресурсам.

Механизм защиты должен:

• различать авторизованное и не авторизованное использование;

• определить элементы управления, которые будут задействованы;

• обеспечить средства реализации.

Сетевое обеспечение. Распределенная система – набор процессоров, которые не распределяют память или каждый процессор имеет свою локальную память. Процессоры в системе соединены посредством компьютерной сети и обеспечивают пользователям доступ к различным системным ресурсам, позволяющим:

• увеличить скорость вычислений;

• увеличить объем доступной информации;

• повысить надежность.

Командный интерфейс системы. Множество команд в ОС предназначено для выполнения функций управления, которые обеспечивают: создание и управление процессов; управление вводом/выводом; управление внешней памятью; управление основной памятью; доступ к файловой системе; защиту; поддержку работы сети.

Программа, которая вводит и интерпретирует команды управления, в различных системах имеет разные названия:

• интерпретатор управляющих карт;

• процессор команд консолей;

• shell ( в Unix).