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

61 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

67005. Письмо великої букви С, складів та слів із нею. Складання і записування речень 33 KB
  Оголошення теми і мети уроку Перегляд уривка мультфільму Вкрадений місяць Чи сподобався вам мультфільм Хто бачив цей мультфільм Що таке місяць Навіщо він потрібний На що або на кого схожий місяць Інтерактивна технологія Мікрофон Які ще предмети схожі на букву С Якы предмети можна перетворити на букву С Як Доведіть думку.
67006. Гриби 296.5 KB
  Формувати уявлення про різноманітність грибів у природі про значення грибів у природі і цінність для людей їх охорону; формувати поняття їстівні гриби отруйні гриби; вміння розрізняти їстівні та отруйні гриби узагальнювати висловлювати судження і перевіряти їх правильність...
67007. Подорож картою України 52 KB
  Мета: продовжити формувати уявлення учнів про географічне розміщення України її кордони сусідство з іншими країнами; ознайомити з найбільшими містами України горами водоймами тваринами рослинами; детальніше познайомити із столицею України містом Києвом; викликати позитивні емоції виховувати почуття любові...
67008. Правила поведения в экстремальной ситуации 63.5 KB
  Вводная часть: актуализация опорных знаний. - Что на свете всего дороже. - Как понимаете это слово. Что с ним связано? Что влияет на наше здоровье? (Питание, спорт, профилактика вредных привычек соблюдение правил безопасности, правильный отдых) - Что такое опасная ситуация? - Какое отношение имеют эти слова к здоровью?
67009. Текст. Признаки текста. Виды связи в тексте. Цепная связь. Способы передачи цепной связи. Параллельная связь. Присоединительная связь 102.5 KB
  Текст можно определить как объединенную смысловой и грамматической связью последовательность речевых единиц: высказываний, сложных синтаксических целых, фрагментов, разделов и.т.д. Основными признаками текста являются: 1) завершённость, смысловая законченность, которая проявляется в полном...
67010. Тема текста. Содержание текста. Коммуникативная задача текста. Части текста. Микротемы текста 38.5 KB
  Цели: 1. Углубить понятие о смысловом делении текста. 2. Продолжить работу над синтаксическими конструкциями для выражения характера, образа действия. 3. Добиться осознания студентами тесной взаимосвязи языка и общества, основных функций языка в обществе, которые будут способствовать правильному стилистическому использованию изученных конструкций в речи.
67011. Функционально-смысловые типы монологической речи. Описание 47 KB
  Цели: 1. Углубить понятие о типах монологической речи. 2. Продолжить работу над пунктуационными, синтаксическими, орфографическими и иными ошибками изложений (над наиболее типичными коллективно, над остальными – индивидуально. 3. Добиться осознания студентами тесной взаимосвязи языка и общества...
67012. Описание как функционально-смысловой тип речи 39.5 KB
  В текстах данного типа всегда представлена статичная картина, складывающаяся из указаний на предметы (или части предметов) и их признаки; главным, во имя чего создаются предложения, является указание на признаки; называющие их слова, как правило, помещается в конце предложения...
67013. Функционально-смысловые типы монологической речи. Повествование 43.5 KB
  Повествование раскрывает тесно связанные между собой события явления действия. Чаще всего это действия происходившие в прошлом. Предложения в повествовательных текстах не описывают действия а повествуют о них. Повествование это сообщение о каких-либо событиях и действиях.