24546

Ядро и вспомогательные модули ОС

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Ядро и вспомогательные модули ОС.3 Ядро и вспомогательные модули операционной системы. Все модули ОС разделяются на две группы: ядро и вспомогательные модули. Ядро наиболее часто используемые модули ОС выполняющие основные ее функции: управление процессами памятью устройствами ввода вывода и т.

Русский

2013-08-09

95.57 KB

60 чел.

Вопрос 9. Ядро и вспомогательные модули ОС.

§3.3 Ядро и вспомогательные модули операционной системы.

Все модули ОС разделяются на две группы: ядро и вспомогательные модули.

Ядро – наиболее часто используемые модули ОС, выполняющие основные ее функции: управление процессами, памятью, устройствами ввода/вывода и т.д. Модули ядра образуют основу ОС, без них она не работоспособна, и не сможет выполнить ни одну из своих функций.

Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.

Для повышения надежности ядро обычно оформляется в виде программного модуля некоторого специального формата, отличающегося от формата пользовательских приложений.

Ядро имеет многослойную структуру, образованную следующими слоями (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Многослойная структура ядра ОС

Средства аппаратной поддержки ОС обеспечивают поддержку привилегированного режима, систему прерываний, переключение контекстов процессов, защиту областей памяти. Типичный набор средств аппаратной поддержки в современных ОС включает в себя специальные регистры процессора, специальные области оперативной памяти и т. д.

Машинно-зависимые компоненты ОС. Этот слой образуют модули, в которых отражается специфика аппаратной платформы ВС. В идеале этот слой полностью экранирует вышележащие слои ядра от особенностей аппаратуры, что позволяет разрабатывать вышележащие слои на основе машинно-независимых модулей (например, слой HAL ОС Windows NT).

Базовые механизмы ядра. Этот слой выполняет наиболее примитивные операции ядра: переключение контекстов процессов, диспетчеризацию прерываний, перемещение страниц из памяти на диск и обратно. Модули данного слоя не принимают решений о распределении ресурсов – они только обрабатывают принятые «наверху» решения.

Менеджеры ресурсов. Это слой мощных функциональных модулей, реализующих стратегические задачи по управлению основными ресурсами ВС. На данном уровне работают менеджеры (диспетчеры) процессов, ввода/вывода, файловой системы и оперативной памяти. Каждый из менеджеров ведет учет свободных и используемых ресурсов определенного типа и планирует их распределение в соответствии с запросами приложений. Внутри слоя менеджеров существуют тесные взаимосвязи. Например, при создании процесса менеджер процессов обращается к менеджеру памяти с запросом о выделении процессу области памяти для размещения программы и данных.

Интерфейс системных вызовов. Это самый верхний слой ядра, который непосредственно взаимодействует с приложениями, образуя прикладной программный интерфейс ОС. Например, в ОС Windows это APIapplication program interface.

Ядро ОС взаимодействует напрямую с аппаратурой ВС, а посредством системных вызовов с работающими приложениями. Разбиение ядра ОС на слои и способы взаимодействия между ними достаточно условны и отличаются в различных ОС.

Вспомогательные модули выполняют вспомогательные функции: дефрагментация диска, архивирования данных, игры, текстовые и графические редакторы и т.д. Вспомогательные модули оформляются в виде библиотек или в виде обычных приложений и загружаются в оперативную память только на время их исполнения, т. е. являются транзитными.

Поскольку некоторые компоненты ОС оформлены как обычные приложения, четкой границы между ОС и приложениями не существует (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Нечеткость границы между ОС и приложениями

Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:

- утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, например, программы сжатия дисков, архивирования данных;

- системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

- программы предоставления пользователю дополнительных услуг – специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, игры;

- библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.

Для выполнения своих задач вспомогательные модули ОС и другие приложения обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Взаимодействие приложений с ядром ОС

Разбиение всех модулей ОС на две группы (ядро и вспомогательные модули) присуще всем ОС. Разделение операционной системы на ядро и модули-приложения обеспечивает легкую расширяемость ОС. Чтобы добавить новую высокоуровневую функцию, достаточно разработать новое приложение, и при этом не требуется модифицировать ответственные функции, образующие ядро системы.

В зависимости от способа взаимодействия ядра и вспомогательных модулей, различают две основные архитектуры ОС: классическая архитектура и микроядерная архитектура.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34248. Абиотические факторы 13.98 KB
  Биотические факторы это совокупность влияний одних организмов на другие в процессе их жизнедеятельности опыление растений затенение верхними ярусами нижних поедание одних особей другими. К биотическим факторам относятся и антропические роль которых год от году возрастает. АБИОТИЧЕСКИЕ БИОТИЧЕСКИЕ Физические климатические влага свет температура ветер давление течения продолжительность суток Влияние растений друг на друга и на другие организмы в биоценозе прямо или опосредованно Физические эдафические влагоемкость...
34249. МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ 13.27 KB
  Устанавливается причино-следственные связи между состоянием среды и здровья, разрабатывает методы диагностики и профилактики, неблагоприятного влияния среды на человека
34250. Основные экологические проблемы современности 11.51 KB
  На планету вываливаются горы отбросов; человек провоцирует природные катастрофы.не подрывать природные ресурсы сдерживание роста населения; развитие новых промышленных технологий позволяющих избежать загрязнения поиск новых чистых источников энергии; увеличение производства продовольствия без роста посевных площадей.
34252. Популяция 63.47 KB
  Закон Харди Вайнберга: Частоты генов и генотипов в популяции остаётся неизменным из поколения в поколение. Численность популяции важная экологическая характеристика популяции. Это общее количество особей в популяции. Колебания численности Изменение численности популяции складывается за счет явлений: рождаемости смертности вселения и выселения.
34253. Микро эволюция 45.12 KB
  Критерии вида: морфологический позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам; физикобиохимический фиксирует неодинаковость химических свойств разных видов; географический каждый вид обладает своим ареалом; экологический позволяет различить виды по комплексу абиотических и биологических условий в которых они сформировались приспособились к жизни; репродуктивный обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других даже близкородственных. Целостность вида обусловлена...
34254. Естественный отбор 15.03 KB
  Стабилизирующий форма отбора при котором действие направлено против особей имеющих крайние отклонения от средней нормы в пользу особей со средней выраженностью признака. отбора ввел Шмальгаузен. Движущий форма отбора которая действует при направленном изменении окр. Дизруптивный форма отбора при которой сохраняются особи с крайними вариантами изменчивости а особи с промежуточным проявлением признака подвергаются отрицательному отбору.
34255. Антропогенез 18.08 KB
  Место человека в системе животного мира. Биологические особенности человека: сложный мозг; вертикально ориентированный скелет; развитая НС и ВНД; подвижные пальцы; объемное цветовое зрение. Особенности человека связанные с прямо хождением: мощная мускулатура нижних конечностей; Sобразный изгиб позвоночника; широкий таз; сводчатая стопа; более мощное развитие костей нижних конечностей; грудная клетка уплощена в спиннобрюшном направлении; большой палец ноги не противопоставлен остальным.
34256. Медицинская экология. Экологически зависимые заболевания 15.69 KB
  Экологически зависимые заболевания болезни которые при загрязнении окруж. Это заболевания органов дыхания в т.железы и многие другие заболевания развитие которых обусловлено комплексом генетических иммуногенетических инфекционных и других факторов.