74132

Внутренняя архитектура операционных систем реального времени

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Определяется как набор модулей взаимодействующих между собой внутри ядра системы и предоставляющих прикладному программному обеспечению входные интерфейсы для обращений к аппаратуре. Переход из пользовательского режима в режим ядра осуществляется через системные вызовы – интерфейс ядра операционной системы. Альтернативой является построение операционной системы на основе микроядра рис. Тогда как функции операционной системы более высокого уровня выполняют специализированные компоненты – серверы работающие в пользовательском режиме.

Русский

2014-12-26

47.63 KB

5 чел.

9. Внутренняя архитектура операционных систем реального времени.

По своей внутренней архитектуре ОСРВ можно условно разделить на монолитные, ОС на основе микроядра и объектно-ориентированные ОС.

ОС c монолитной архитектуры (рис. 2) определяется как набор модулей, взаимодействующих между собой внутри ядра системы и предоставляющих прикладному программному обеспечению входные интерфейсы для обращений к аппаратуре. Переход из пользовательского режима в режим ядра осуществляется через системные вызовы – интерфейс ядра операционной системы.

Основные недостатки этого принципа построения ОС: плохая предсказуемость её поведения, вызванная сложным взаимодействием модулей между собой; плохая переносимость; сложность расширения.Преимуществом таких систем является их высокое быстродействие.

Альтернативой является построение операционной системы на основе микроядра (рис. 3), работающего также в привилегированном режиме и выполняющего только минимум функций по управлению аппаратурой. Тогда как функции операционной системы более высокого уровня выполняют специализированные компоненты – серверы, работающие в пользовательском режиме. Управление и обмен данными при этом осуществляется через передачу сообщений, доставка которых является одной из основных функций микроядра, работающего в привилегированном режиме.Микроядро играет роль регулировщика. Оно проверяет сообщения, пересылает их между серверами и клиентами, и предоставляет доступ к аппаратуре. В результате микроядро обеспечивает только пять различных типов сервисов: управление виртуальной памятью; поддержка заданий и потоков; взаимодействие между процессами (Inter-Process Communication, IPC); управление поддержкой ввода-вывода и прерываниями;  сервисы хоста (host) и процессора. При таком построении операционная система работает значительно более медленно, так как часто выполняются переходы между привилегированным и пользовательским режимом. Зато система получается более гибкой – её функции можно наращивать или модифицировать, добавляя, изменяя или исключая серверы пользовательского режима. Примеры – операционные системы QNX, VxWorks.

Рис. 4. Объектно-ориентированная ОСРВ

Объектно-ориентированные операционные системы (рис. 4), в которых каждый программный компонент является функционально изолированным от других.

Основным понятием этого подхода является "объект". Объект может быть представлением как некоторых конкретных вещей – прикладной программы или документа, так и некоторых абстракций – процесса, события.

Внутренняя структура данных объекта скрыта от наблюдения. Нельзя произвольно изменять данные объекта. Для того, чтобы получить данные из объекта или поместить данные в объект, необходимо вызывать соответствующие объектные функции. Это изолирует объект от того кода, который использует его. Разработчик может обращаться к функциям других объектов, или строить новые объекты путём наследования свойств других объектов, ничего не зная о том, как они сконструированы. Это свойство называется инкапсуляцией.

Таким образом, объект предстаёт для внешнего мира в виде "чёрного ящика" с хорошо определённым интерфейсом. С точки зрения разработчика, использующего объект, пока внешняя реакция объекта остаётся без изменений, не имеют значения никакие изменения во внутренней реализации. Это даёт возможность легко заменять одну реализацию объекта другой, например, в случае смены аппаратных средств; при этом сложное программное окружение, в котором находятся заменяемые объекты, не потребует никаких изменений.

Примеры: OS-9, Taligent, WorkPlace, Cairo.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82134. ПОДОРОЖ ДО ЗООПАРКУ 56 KB
  Будують клітки для звірів та інші споруди зоопарку оздоблюють територію. Працівники радіовузла: Кореспонденти ведуть репортаж з місця подій редактор готує передачі в яких виступають: науковий співробітник медпрацівник бригадир будівельників директор зоопарку; транслюється концерт за заявками...
82135. До перлин зоряного неба! 51 KB
  Мета: ознайомити учнів з історією освоєння космічного простору; розкрити роль вітчизняної науки та українських вчених у створенні теоретичних основ космонавтики; показати визначальну роль астрономії у формуванні наукового світогляду людини, співробітництво України з іншими країнами...
82136. Пересопницьке Євангеліє – скарб минулого, святиня сьогодення 183.5 KB
  Мета: формувати в учнів повагу і бережливе ставлення до творчих надбань українського народу, розкрити значення Пересопницького Євангелія як визначної рукописної пам’ятки староукраїнської літературної мови і мистецтва, національної реліквії та державної святині; показати важливість Православ’я...
82137. Підведення підсумків осінніх спостережень, з’ясування змін, що відбуваються в живій та неживій природі, прихід Зими 412 KB
  Мета. Дати поняття про зміни, які відбуваються в природі восени та на початку зими; розширити знання учнів про характерні ознаки зими серед рослин, тварин; розвивати спостережливість, творчу уяву, мислення; виховувати дбайливе ставлення до природи, любов до прекрасного.
82138. Історична сторінка 299.5 KB
  Скільки часу потрібно П’ятачку Вінні Пуха під дубом чекати Щоб Вінні Пух 49 метрів зміг здолати І дупла дуба яке міститься на цій висоті дістатися Та справжні чи ні бджоли які в ньому проживають дізнатися. Скільки стовпчиків потрібно Джері підготувати Щоб зводячи паркан всі ями використати.
82139. НАШІ ДРУЗІ – ДИТЯЧІ ЖУРНАЛИ 38.5 KB
  Ознайомити учнів із дитячими журналами розвивати пізнавальні інтереси розширювати читацький кругозір сприяти вихованню доброзичливості товариськості шани до рідного слова. Ми прийшли, малята, щоб вас привітати, Щастя, успіху усім радо побажати! Ви не можете, малята, все про все на світі знати.
82140. Журнали для дітей (Бібліотечний урок для 3-4 класи) 41.5 KB
  Обладнання: Сумка листоноши; виставка З поштової скриньки дитячі газети та журнали; словники папір олівці. Девіз уроку: Читай журнали та газети І подолай усі тенета Дізнаєшся про Всесвіт гарний Труди твої не будуть марні Хід уроку: Бібліотекар: Добрий день діти Сьогодні у нас незвичайний урок.
82141. ВЕЛИКА ВІТЧИЗНЯНА ВІЙНА 177.5 KB
  Учні заздалегідь готують фломастер або олівець і чистий аркуш паперу, розкреслений на декілька пронумерованих прямокутників. У кожному прямокутнику учасники повинні по порядку замалювати асоціативні тлумачення. Можуть бути запропоновані, наприклад, такі слова: відплата, смуток, горе, жах, сльози, печаль...
82142. Шкідливі звички 89.5 KB
  Мета: Дати поняття про погані звички і про їх наслідки розвивати бажання не вживати їх а якщо вони виникли то позбутися; виховувати культуру поведінки старанне ставлення й дбайливе ставлення до свого здоров’я. Життєздатність і здоров’я людей великою мірою залежить від самої людини.