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

8 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

11589. Дифференцирующие и интегрирующие RC-цепи 459.22 KB
  Дифференцирующие и интегрирующие RCцепи Цель работы: Анализ переходных процессов в простейших RCцепях а также условий дифференцирования и интегрирования сигналов с помощью этих цепей. Изучение методов расчета и анализа данных цепей. Исходные данные: Принимаем р
11590. Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника 185.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 Исследование температурной зависимости сопротивления металла и полупроводника. Цель работы: экспериментально проверить основной закон динамики вращательного движения. Построить график зависимости углового ускорения от вращающего моме...
11591. Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний 160 KB
  Лабораторная работа № 5 Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний Цель работы: а определить момент инерции тела относительно оси проходящей через центр массы тела; б проверить теорему Штейнера. Приборы и принадлежности: трифилярный по...
11592. Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме методом Клемана - Дезорма 52 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме методом Клемана Дезорма Цель работы: 1 .Ознакомиться со способами осуществления различных термодинамических процессов. 2 Определение соотношения При...
11593. Определение момента инерции тел с помощью унифилярного подвеса 69.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13 Определение момента инерции тел с помощью унифилярного подвеса Цель работы: определить моменты инерции различных тел методом крутильных коле баний. Пронаблюдать зависимость момента инерции от массы тела и ее распределения относитель
11594. Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения 54 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения ТЕПЛОЕМКОСТЬ количество теплоты которое необходимо подвести к телу чтобы повысить его температуру на 1 К точнее отношение количества теплоты полученного телом веществом п
11595. Проверка закона сохранения импульса для замкнутой системы тел 141.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20 Проверка закона сохранения импульса для замкнутой системы тел Цель работы: Определить скорости шаров после упругого и неупругого соударений. Приборы и принадлежности: установка ФПМ 08 микросекундомер. ХОД РАБОТЫ: 1.Проведем опыт с...
11596. Изучение собственных колебаний пружинного маятника 190 KB
  Изучение собственных колебаний пружинного маятника Цель работы: исследовать зависимость параметров колебательного движения от свойств пружины. Приборы и принадлежности: пружинный маятник секундомер набор грузов. Порядок выполнения работы: Упражнение 1. О...
11597. Проверка основного закона динамики вращательного движения 139 KB
  Лабораторная работа по механике. Проверка основного закона динамики вращательного движения. Цель: 1 Определить момент инерции маятника Обербека; 2 проверить основной закон динамики вращательного движения. Приборы и принадлежности: установкамаятник Обербека нит...