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

4 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

6799. Импульсные схемы на операционных усилителях 123.5 KB
  Импульсные схемы на операционных усилителях Цель работы - изучение принципа работы компаратора и триггера Шмитта на операционном усилителе исследование и определение параметров схем мультивибратора, одновибратора и генератора треугольных импульсов...
6800. Генераторы импульсов на транзисторах и интегральных микросхемах 98 KB
  Генераторы импульсов на транзисторах и интегральных микросхемах Цель работы - ознакомление с принципом работы мультивибратора на биполярных транзисторах и определение его параметров изучение принципа работы мультивибратора, одновибратора и генерато...
6801. Электронная таблица Microsoft Office 40 KB
  Электронная таблица MicrosoftOffice Задание: Построить таблицу значений координат двух графиков F1 и F2. По полученной таблице создать диаграмму с тремя графиками: F1, F2 и их суммы. Найти среднее значение на заданном диапазоне для каждо...
6802. Определение параметров электрических колебаний 208 KB
  Цель работы: В лабораторной работе ставится целью определение параметров электрических колебаний по их осциллограммам. Содержание отчета. Измерение параметров синусоидального напряжения с помощью осциллографа. Схема исследуемой электр...
6803. Измерение постоянного напряжения и силы электрического тока 173 KB
  Измерение постоянного напряжения и силы электрического тока. Цель работы: ознакомиться с измерительными приборами, изучить методику измерений постоянных напряжений и токов, определения погрешностей и обработки результатов эксперимента. Теорети...
6804. Автоматизация разметки блок-схем алгоритмов 84.4 KB
  Автоматизация разметки блок-схем алгоритмов. Номер зачётной книжки: 831910 =100000011111112 Алгоритм обнаружения бесконечных циклов: Проверяем все операционные вершины на наличие перехода назад, если есть переход назад - помечаем блок д...
6805. Пасивне мережеве обладнання 109 KB
  Мета роботи: дослідити принципи побудови та функціонування мереж типу Ethernet. Теоретична частина Загальні відомості. Ethernet був започаткований у 1970 році (Dr. Robert M. Metcalfe) в дослідницькому центрі фірми Xerox. Перша система Ethernet...
6806. Ограничения целостности в SQL Oracle 188.5 KB
  Ограничения целостности в SQL Oracle Цели лабораторной работы Изучить возможности SQL Oracle по описанию и поддержанию ограничений целостности. Приобрести практический опыт по описанию ограничений целостности. Теоретические о...
6807. Измерение сопротивления прямым и косвенным методами 68 KB
  Измерение сопротивления прямым и косвенным методами. Подготовка приборов к измерению сопротивления В7-26 Переключатель рода работ перевести в положение r и проверить нулевое положение указателя при замкнутых накоротко гнездах...