Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Марта 2011 в 19:37, курсовая работа
Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги.
Введение………………………………………………………………………….3
Общие сведения……………………………………………………………..3
Определение ОС……………………………………...….….......…..3
Назначение ОС……………………………………………………....3
Функции ОС………………………………...…....……....………….4
Архитектура ОС…………………………………………...….…...………..5
Ядро……………………………………………………...…………...5
Вспомогательные модули...…………………………...……...….....6
Классификация ОС………………………………………………………..11
3.1. Операционные системы пакетной обработки…………………….12
3.2. Операционные системы разделения времени…………………….12
3.3. Операционные системы реального времени……………………...13
3.4. Диалоговые операционные системы…………….……….......…...13
3.5. Сетевые операционные системы…………………………………..14
3.6. Поддержка многозадачности………………………………………15
3.7. Поддержка многопользовательского режима…………………….15
3.8. Поддержка многонитевости…………………………………….....15
3.9. Многопроцессорная обработка………………………....….……...15
4. Эволюция ОС…………………………………………………………….....16
5. Семейство Windows (Microsoft)………………………………………......19
6. Семейство MacOS (Apple)……………………………………....……....…22
7. Семейство Unix……………………………………………………………...24
7.1 Операционная система UNIX………………………….....………..24
7.2 Операционная система LINUX…………………………………….25
7.2.1 Общая характеристика ОС LINUX……………………….….25
7.2.2 Дистрибутивы LINUX…………………………………...…...26
7.2.3 Графические интерфейсы LINUX…………………………...26
8. Заключение…………………………………………………………………..28
9. Вывод…………………………………………………………………………28
Список литературы……………………………………………………………29
Ядро в привилегированном режиме
Для надежного управления ходом выполнения приложений операционная система должна иметь по отношению к приложениям определенные привилегии. Иначе некорректно работающее приложение может вмешаться в работу ОС и например, разрушить часть ее кодов. Ни одно приложение не должно иметь возможности без ведома ОС получать дополнительную область памяти, занимать процессор дольше разрешенного операционной системой периода времени, непосредственно управлять совместно используемыми внешними устройствами.
Обеспечить привилегии операционной системе невозможно без специальных средств аппаратной поддержки. Аппаратура компьютера должна поддерживать как минимум два режима работы — пользовательский режим (user mode) и привилегированный режим, который также называют режимом ядра (kernel mode), или режимом супервизора (supervisor mode). Подразумевается, что операционная система или некоторые ее части работают в привилегированном режиме, а приложения — в пользовательском режиме.
Так как ядро выполняет все основные функции ОС, то чаще всего именно ядро становится той частью ОС, которая работает в привилегированном режиме. Иногда это свойство — работа в привилегированном режиме — служит основным определением понятия «ядро».
Приложения ставятся в подчиненное положение за счет запрета выполнения в пользовательском режиме некоторых критичных команд, связанных с переключением процессора с задачи на задачу, управлением устройствами ввода-вывода, доступом к механизмам распределения и защиты памяти.
Повышение
устойчивости операционной системы, обеспечиваемое
переходом ядра в привилегированный
режим, достигается за счет некоторого
замедления выполнения системных вызовов.
Системный вызов
Архитектура
ОС, основанная на привилегированном
ядре и приложениях
Многослойная структура ядра
Ядро может состоять из следующих слоев.
Рис. 3.3. Многослойная структура ядра ОС
Приведенное разбиение ядра ОС на слои является достаточно условным. В реальной системе количество слоев и распределение функций между ними может быть и иным.
Одна и та же операционная система не может без каких-либо изменений устанавливаться на компьютерах, отличающихся типом процессора или/и способом организации всей аппаратуры. В модулях ядра ОС не могут не отразиться такие особенности аппаратной платформы, как количество типов прерываний и формат таблицы ссылок на процедуры обработки прерываний, состав регистров общего назначения и системных регистров, состояние которых нужно сохранять в контексте процесса, особенности подключения внешних устройств и многие другие.
Однако опыт разработки операционных систем показывает: ядро можно спроектировать таким образом, что только часть модулей будут машинно-зависимыми, а остальные не будут зависеть от особенностей аппаратной платформы. В хорошо структурированном ядре машинно-зависимые модули локализованы и образуют программный слой, естественно примыкающий к слою аппаратуры. Такая локализация машинно-зависимых модулей существенно упрощает перенос операционной системы на другую аппаратную платформу.
Объем
машинно-зависимых компонентов
Особое место среди модулей ядра занимают низкоуровневые драйверы внешних устройств. С одной стороны эти драйверы, как и высокоуровневые драйверы, входят в состав менеджера ввода-вывода, то есть принадлежат слою ядра, занимающему достаточно высокое место в иерархии слоев. С другой стороны, низкоуровневые драйверы отражают все особенности управляемых внешних устройств, поэтому их можно отнести и к слою машинно-зависимых модулей. Такая двойственность низкоуровневых драйверов еще раз подтверждает схематичность модели ядра со строгой иерархией слоев.
Для компьютеров на основе процессоров Intel x86/Pentium разработка экранирующего машинно-зависимого слоя ОС несколько упрощается за счет встроенной в постоянную память компьютера базовой системы ввода-вывода — BIOS. BIOS содержит драйверы для всех устройств, входящих в базовую конфигурацию компьютера: жестких и гибких дисков, клавиатуры, дисплея и т.д.
Переносимость операционной системы
Если код операционной системы может быть сравнительно легко перенесен с процессора одного типа на процессор другого типа и с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа, то такую ОС называют переносимой (portable), или мобильной.
Для того чтобы обеспечить свойство мобильности ОС, разработчики должны следовать следующим правилам.
Операционная
система может выполнять
Операционные системы | Характеристики операционной системы | ||
Характер взаимодействия пользователя с заданием | Число одновременно обслуживаемых пользователей | Обеспечиваемый режим работы ЭВМ | |
Пакетной обработки | Взаимодействие невозможно или ограничено | Один или несколько | Однопрограммный или мультипрограммный |
Разделения времени | Диалоговый | Несколько | Мультипрограммный |
Реального времени | Оперативный | Многозадачный | |
Диалоговая | Диалоговый | Один | Однопрограммный |
3.1. Операционные системы пакетной обработки.
Операционная
система пакетной обработки –
это система, которая обрабатывает
пакет заданий, т. е. несколько заданий,
подготовленных одним или разными
пользователями. Взаимодействие между
пользователем и его заданием
во время обработки невозможно или
крайне ограничено. Под управлением
операционной системы пакетной обработки
ЭВМ может функционировать в
однопрограммном и
3.2. Операционные системы разделения времени.
Такие
системы обеспечивают одновременное
обслуживание многих пользователей, позволяя
каждому пользователю взаимодействовать
со своим заданием в режиме диалога.
Эффект одновременного обслуживания достигается
разделением процессорного