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

51 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

65561. МЕТОДИКА ІНТЕРАКТИВОГО НАВЧАННЯ ГРАФІЧНИХ ДИСЦИПЛІН У ВИЩИХ ТЕХНІЧНИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ 287 KB
  Входження системи вищої освіти України у Європейський освітній простір передбачає відповідні зміни у професійній підготовці фахівців, зокрема інженерних кадрів з високим рівнем інтелектуально-творчих здібностей.
65562. ПРАВОВИЙ СТАТУС РОБОТОДАВЦЯ У ВІДНОСИНАХ З СОЦІАЛЬНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРАЦІВНИКІВ 170 KB
  Правовий механізм соціального забезпечення працівників є відображенням певної системи економічних політичних соціальних відносин спрямованих на забезпечення інтересів конкретної особи та суспільства в цілому. Перехід до нових форм ведення господарської діяльності виникнення...
65563. ЯКІСТЬ МЕНЕДЖМЕНТУ В СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ ПІДПРИЄМСТВАХ 231.5 KB
  З урахуванням сучасних тенденцій в економіці особливого значення набувають питання підвищення якості менеджменту сільськогосподарських підприємств, оскільки теперішній етап реформування суспільно-економічних відносин...
65564. ПОЛІТИКО-ПРАВОВІ АСПЕКТИ ДЕРЖАВОТВОРЕННЯ ПЕРІОДУ ЦЕНТРАЛЬНОЇ РАДИ 256 KB
  Вітчизняне державотворення періоду Центральної Ради один із найбільш складних етапів у розвитку української державності який характеризується боротьбою за суверенітет і незалежність Української Народної Республіки та розробкою нових політикоправових засад національної держави.
65565. РОЗРАХУНОК І КОНСТРУЮВАННЯ НОСОВИХ ГНУЧКИХ ОГОРОДЖЕНЬ СКЕГОВИХ СУДЕН НА ПОВІТРЯНІЙ ПОДУШЦІ 322 KB
  Одна з найважливіших конструкцій СППС носові гнучкі огородження НГО. У теперішній час НГО відносять до категорії найбільш відповідальних конструкцій як СППА так і СППС що визначають такі їхні якості як ходовість остійність керованість мореплавність міцність.
65566. МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ СТЕГАНОГРАФІЧНОЇ СТІЙКОСТІ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ ДО ПАСИВНИХ АТАК 1.24 MB
  Обсяг даних які зберігаються обробляються та передаються в межах КСМ стрімко зростає що в свою чергу вимагає вдосконалення методів захисту інформації. Стеганографічний захист інформації дозволяє приховати конфіденційну інформацію яка зазвичай займає невеликий обсяг серед наприклад мультимедійних...
65567. КОНСТРУКЦІЙНА МІЦНІСТЬ КОМБІНОВАНИХ БАЛОНІВ ВИСОКОГО ТИСКУ 3.85 MB
  Мета роботи дослідження конструкційної міцності і несучої здатності комбінованих газових балонів високого тиску. Для досягнення поставленої мети в дисертації вирішені такі завдання: розроблено методику розв’язання геометрично нелінійних контактних задач на основі...
65568. Застосування алопластичного матеріалу політетрафторетилену та одноповерхових швів за лікування свиней з пупковими грижами 702.5 KB
  Мета дослідження клініко-експериментально обґрунтувати застосування алопластичного матеріалу ПТФЕ для пластики грижових воріт та одноповерхових швів за герніотомії у свиней. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання: вивчити динаміку ранового процесу...
65569. Екологічні основи виробництва яловичини та механізми формування м’ясної продуктивності великої рогатої худоби 2.81 MB
  Мета дослідження виявити механізми реалізації генетичного потенціалу м’ясної продуктивності молодняку м’ясних і молочних порід та їх помісей за впливу кліматичних чинників західного Лісостепу України та розробити екологічні основи переходу до органічного виробництва яловичини.