Операционные системы и среды. Архитектура операционных систем (Часть 2)

1.

Тема 8. Операционные системы и
среды.
Архитектура операционных систем
(Часть 2)

2.

Содержание лекции
• Мультипроцессирование
• Требования
операционным
времени
к
системам
современным
реального

3.

• Мультипроцессирование
Мультипрограммирование – одновременное выполнение нескольких
процессов на вычислительной машине с одним процессором.
Мультипроцессирование – одновременное выполнение нескольких
процессов
на
вычислительной
машине,
имеющих
несколько
процессоров.
(если
количество
одновременно
выполняемых
процессов не превышает количества процессоров, то все
процессы будут реально выполняться по времени, каждый на
своем процессоре).

4.

• Мультипроцессирование
При
рассмотрении
вопросов
мультипроцессирования
часто
используют такие термины, как симметричный и ассиметричный
мультипроцесс (применительно к аппаратуре и к организации
вычислительного процесса).
Симметричный
мультипроцесс
Все
процессоры
(или
ядра)
одинаковые и работают на равных условиях. Каждому процессору
доступны все ресурсы системы, и они могут обрабатывать любые
задачи по очереди.
Ассиметричный мультипроцесс Разные процессоры или ядра
выполняют разные задачи или роли. Например, один — главный,
управляет всем, а остальные делают определенные задачи.

5.

• Мультипроцессирование
За 10летия развития ОС наибольшую популярность получили
следующие структуры:
1.
Монолитные системы
Монолитная система представляет из себя набор модулей,
которые в процессе функционирования могут вызывать друг
друга. Интерфейс всех модулей строго определен. Монолитные
системы строятся путем компоновки входящих в них модулей в 1
или несколько исполняемых файлов.

6.

• Мультипроцессирование
2.
Многоуровневая система
В многоуровневых системах все модули ОС сгруппированы в
несколько иерархических уровней, причем модули более высоких
уровней могут вызывать модули более низких уровней только по
строго определенным правилам. Нижележащие уровни считаются
более привилегированными, а вышележащие – менее.

7.

• Мультипроцессирование
1я многоуровневая система была разработана в 1968г
называлась THE. В этой системе было реализовано 6 уровней:
5) системный оператор
4) прикладные процессы
3) управление вводом-выводом
2) консоль
1) управление памятью
0) управление процессами
и

8.

• Мультипроцессирование
3. Системы виртуальных машин.
технология, которая позволяет запускать на одном физическом
компьютере
(хосте)
несколько
«виртуальных»
компьютеров
(гостевых систем).

9.

• Мультипроцессирование
4. Системы с экзоядро.
Это операционные системы, где основные функции, связанные с
управлением оборудованием (железом), вынесены из ядра в
отдельную часть, которая называется экзоядро. Эту часть можно
обновлять и менять независимо от ядра.

10.

• Мультипроцессирование
5. Система «клиент-сервер»
В системах «клиент-сервер» большинство выполняемых процессов
как пользовательских, так и системных подразделяется на 2
группы – клиенты и серверы.
Серверы – процессы, которые предоставляют в использование
некоторые ресурсы или выполняют запрашиваемые клиентами
функции, а клиенты – процессы, которые либо потребляют
ресурсы, либо посылают запросы к серверу.

11.

Требования к современным операционным системам реального
времени
Главным требованием, предъявляемым к операционной системе,
является
выполнение
ею
основных
функций
эффективного
управления ресурсами и обеспечение удобного интерфейса для
пользователя и прикладных программ.
Основные требования, предъявляемые к ОС:
Расширяемость
Возможность системы расти и адаптироваться
нагрузки или добавлению новых функций без
полной переустановки.
к увеличению
необходимости

12.

Требования к современным операционным системам реального
времени
• Переносимость.
Способность операционной системы работать на различных
аппаратных платформах и менять окружения без значительных
изменений.
• Совместимость.
Способность работать с разнообразным программным обеспечением
и аппаратным обеспечением.
• Надежность. Способность системы стабильно работать
ошибок и сбоев в течение продолжительного времени.
без

13.

Требования к современным операционным системам реального
времени
• Отказоустойчивость.
Способность
системы
продолжать
работу
или
быстро
восстанавливаться после возникновения ошибок или сбоев.
• Безопасность.
Защита
данных
несанкционированного доступа.
и
ресурсов
системы
от
• Производительность. Способность системы быстро и эффективно
выполнять поставленные задачи.

14.

Требования к современным операционным системам реального
времени
К числу основных ресурсов, управление которыми осуществляет
ОС, относятся процессоры, основная память, таймеры, наборы
данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры,
сетевые устройства и некоторые другие
Наиболее
важными
подсистемами
ОС
являются
подсистемы
управления
процессами,
памятью,
файлами
и
внешними
устройствами,
а
также
подсистемы
пользовательского
интерфейса,
защиты
данных
и
администрирования.

15.

Требования к современным операционным системам реального
времени
В число требований, предъявляемых сегодня к сетевым ОС,
входят: функциональная полнота и эффективность управления
ресурсами, модульность и расширяемость, переносимость и
многоплатформенность, совместимость на уровне приложений и
пользовательских
интерфейсов,
надежность
и
отказоустойчивость,
безопасность
и
производительность.