Презентация на тему: « Машинно-зависимые свойства ОС»
Что такое операционная система?
Операционная система – это совокупность управляющих и обрабатывающих программ, которые с одной стороны выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем, а другое предназначение для более эффективного пользования ресурсов вычислительной системы.
Свойства операционных систем
машинно-независимые
машинно-зависимые
К машинно-зависимым свойствам современных ОС относят :
- К машинно-зависимым свойствам современных ОС относят :
- многозадачность, возможность одновременной работы нескольких пользователей, возможность многопроцессорной обработки данных, возможность распараллеливания вычислений и многие другие.
- многозадачность, возможность одновременной работы нескольких пользователей, возможность многопроцессорной обработки данных, возможность распараллеливания вычислений и многие другие.
- многозадачность,
- возможность одновременной работы нескольких пользователей,
- возможность многопроцессорной обработки данных,
- возможность распараллеливания вычислений и многие другие.
Машинно-независимые свойства характеризуют возможности ОС :
- Машинно-независимые свойства характеризуют возможности ОС :
- по управлению вычислительными ресурсами, особенности организации вычислительных процессов, способы организации файловых структур .
- по управлению вычислительными ресурсами, особенности организации вычислительных процессов, способы организации файловых структур .
- по управлению вычислительными ресурсами,
- особенности организации вычислительных процессов,
- способы организации файловых структур .
Машинно-зависимые свойства ОС.
- Процессы и потоки
- Устройства ввода-вывода. Прерывания.
- Виртуальная память.
Процессом называют программу, которая в данный момент выполняется вычислительной машиной. Каждому процессу выделяется отдельный, изолированный от других, сегмент памяти, который называют адресным пространством процесса . В адресном пространстве процесса, кроме самого процесса, также хранятся входные и выходные данные процесса.
- В многозадачной ОС все процессы выполняются по очереди таким образом, что в каждый момент времени выполняется только один процесс.
- Для обеспечения корректной работы процессов необходимо отслеживать состояние каждого процесса , чтобы возобновлять его выполнение с того момента, где в последний раз процесс был остановлен.
- Таблица процессов – массив структур данных, записями которого является информация по каждому процессу, запущенному в системе.
- Таблица процессов представляется обычно в виде дерева, потому что большинство процессов, выполняемых на машине, способно порождать дочерние процессы для решения вспомогательных задач, и для каждого процесса необходимо учитывать не только его собственное состояние , но и состояние всех связанных с ним процессов .
Каждому процессу назначается два идентификатора:
- первый – из которых указывает на сам процесс,
- второй – на процесс, его породивший.
Традиционно, при загрузке ОС запускается некий базовый процесс , который порождает все прочие процессы – как системные, так и пользовательские.
Этот процесс реализует главную функцию ОС – контроль вычислительных ресурсов . В современных версиях Windows этот процесс называется «System Idle».
Задача планирования процессов вычислительных ресурсов
Задача планирования процессов заключается в отслеживании их состояния и использования ими вычислительных ресурсов.
Вычислительный ресурс в каждый конкретный момент времени может быть задействован только одним процессом.
Если несколько процессов должны использовать один и тот же ресурс, то они используют его по очереди.
Очередность использования определяется приоритетом процесса.
Чем выше приоритет процесса , тем чаще он будет получать доступ к требуемым ресурсам.
Каждый процесс представлен как минимум одним потоком.
Потоком называют последовательность исполняемых команд.
В рамках одного и того же процесса может выполняться несколько разных потоков . Использование нескольких потоков позволяет сократить время исполнения программы . Такой подход удобен, если этапы решения задачи, для которой создавалась программа, можно выполнять параллельно .
Потоки обладают некоторыми свойствами процессов.
В отличие от процессов, потоки существуют в одном и том же адресном пространстве и могут одновременно работать с выделенными процессу ресурсами .
Устройства ввода-вывода. Прерывания.
Устройства ввода-вывода делятся на две категории – блочные и символьные .
- Устройства ввода-вывода делятся на две категории – блочные и символьные .
- Блочное устройство оперирует блоками данных, размер которых варьируется в зависимости от устройства. Каждый блок в блочном устройстве имеет собственный адрес. Примером блочного устройства может служить любой накопитель . Одним из наиболее важных свойств блочного устройства является возможность независимого доступа к блокам данных . Символьные устройства оперируют потоками данных, не имеющими структуры или адреса. Большинство устройств являются символьными.
- Блочное устройство оперирует блоками данных, размер которых варьируется в зависимости от устройства. Каждый блок в блочном устройстве имеет собственный адрес. Примером блочного устройства может служить любой накопитель . Одним из наиболее важных свойств блочного устройства является возможность независимого доступа к блокам данных .
- Символьные устройства оперируют потоками данных, не имеющими структуры или адреса. Большинство устройств являются символьными.
Устройство ввода-вывода
Устройство ввода-вывода состоит из двух частей – само устройство и его контроллер.
Контроллер осуществляет управление работой устройства на физическом уровне . Контроллер выполняется в виде набора микросхем и либо совмещен с устройством, либо установлен на системной плате. Если контроллер установлен на системной плате, то обычно он позволяет работать с двумя и более устройствами данного типа.
Прерывание
Прерывание – это сигнал процессору о том, что ему необходимо прервать выполнение текущего процесса и вызвать обработчик прерывания.
Обработчик прерывания – это программа, которую процессор должен выполнить при возникновении прерывания. Обработчик прерывания является частью драйвера устройства.
Драйвер устройства - обеспечивает взаимодействие устройства с операционной системой.
Виртуальная память .
Виртуальной памятью называют такой метод работы с памятью, когда в оперативной памяти хранятся только те части программы, которые используются в конкретный момент времени .
Все прочие части программы, равно как и данные, хранятся на диске.
Этот способ организации памяти позволяет выполнять программы, чей суммарный объем вместе с данными может превышать объем доступной физической памяти .
- Виртуальной памятью называют такой метод работы с памятью, когда в оперативной памяти хранятся только те части программы, которые используются в конкретный момент времени . Все прочие части программы, равно как и данные, хранятся на диске. Этот способ организации памяти позволяет выполнять программы, чей суммарный объем вместе с данными может превышать объем доступной физической памяти .
Механизм страничной организации памяти.
При работе с виртуальной памятью вся доступная память разбивается на страничные блоки фиксированного объема.
При обращении к какой-либо ячейке памяти запрос сначала передается диспетчеру памяти , который преобразовывает виртуальный адрес в реальный , и передает полученный адрес на шину , который затем обрабатывается надлежащим образом.
Объем виртуальной памяти , доступной программам, выбирается операционной системой автоматически.
- При работе с виртуальной памятью вся доступная память разбивается на страничные блоки фиксированного объема. При обращении к какой-либо ячейке памяти запрос сначала передается диспетчеру памяти , который преобразовывает виртуальный адрес в реальный , и передает полученный адрес на шину , который затем обрабатывается надлежащим образом. Объем виртуальной памяти , доступной программам, выбирается операционной системой автоматически.
Спасибо за внимание!
