В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Программы должны динамически Размещаться в памяти в соответствии с определенными требованиями. ~еспределение памяти должно быть прозрачным для программиста. Таким образом, программист будет избавлен от необходимости следить за ограни"ениями, связанными с конечностью памяти, а операционная система повышает эффективность работы вычислительной системы, выделяя заданиям только тот объем памяти, который им необходим. Часть 1.
Основные дав~ иа 2. Обзор операционных систем е Поддержка модульного программировавквкя. Программист должен;. возможность определять модули программы, а также динамически давать, уничтожать и изменять их размер. е Защита и контроль доступа.
При совместном использовании памяти на ее иерархическом уровне есть вероятность, что одна программа обра пространству памяти другой программы. Такая возможность может биться, если она заложена в принцип работы данного приложения. С стороны, это угроза целостности программ и самой операционной Операционная система должна следить за тем, каким образом различткые.
зователи могут осуществлять доступ к различным областям памяти. ° Долгосрочное хранение. Многим приложениям требуются средства, "' мощью которых можно было бы хранить информацию в течение дли го периода времени после выключения компьютера. Обычно операционные системы выполняют эти требования с по средств виртуальной памяти и файловой системы.
Файловая система вает долгосрочное хранение информации, помещаемой в именованные ты, которые называются файлами. Файл — это удобная для широкого и зования структура данных, доступ к которой и ее защита осуществляю Рационной системой. Виртуальная память — это устройство, позволяющее программист сматривать память с логической точки зрения, не заботясь о наличии ской памяти достаточного объема. Принципы работы с виртуальной и были разработаны, чтобы задания нескольких пользователей, выполня раллельно, могли одновременно присутствовать в основной памяти.
При; организации процессов нет задержки между их выполнением: как толь, из процессов заносится на вспомогательное запоминающее устройство, с ется следующий процесс. Из-за различий в количестве памяти, требующем разных процессов, при переключении процессора с одного процесса на трудно компактно разместить их в основной памяти. Поэтому были раз системы со страничной организацией памяти, при которой процесс разб на блоки фиксированного размера, которые называются страницами. Обра программы к слову памяти происходит по виртуальному адресу ~тгзгФпа1 а который состоит из номера страницы и смещения относительно ее начал ' ницы одного и того же процесса могут быть разбросаны по всей основной' ти. Система разбивки на страницы обеспечивает динамическое соответс, жду виртуальным адресом, использующимся программой, и реальным ( Йгезз), или Физическим, адресом основной памяти.
Следующим логическим шагом развития в этом направлении (при аппаратного обеспечения, позволяющего выполнять динамическое отоб было исключение требования, чтобы все страницы процесса одновременны,' :.4 дились в основной памяти; достаточно, чтобы все они хранились на д время выполнения процесса только некоторые его страницы находятся в ной памяти. Если программа обращается к странице, которая там отс аппаратное обеспечение, управляющее памятью, обнаружит это и органи грузку недостающих страниц. Такая схема называется виртуальной и она проиллюстрирована на рис.
2.9. Основная память состоит из кадров фиксированнойдлины равной размеру страницы Для раооты программы все ее страницы или некоторые из них долины находиться в основной памяти. Во вториннои памяти мо кет хранитьсябольшое колинество страницфиксированнойдлины Страницы программ и операционной системы хранятся на диске в Формате, поддерживаемом операционной системой. Рис. 2.9. Концепция еирлтуаяьяой лазнялти Аппаратное обеспечение процессора вместе с операционной системой пре"~~~~вляют пользователю "виртуальный процессор'*, который имеет доступ к в"Ртуальной памяти.
Это хранилище может быть организовано в виде линейного адресного пространства или в виде набора сегментов, представляющих собой неттрерьтвньте блоки переменной длины. При каждом из этих способов организации по"тощью средств языка программирования можно обращаться к ячейкам вира"тьттой памяти, в которых содержится программа и ее данные.
Чтобы изолиать процессы друг от друга, каждому из них можно выделить свою область тццая Яти, не пересекающуюся с областью памяти другого процесса. Общее испольаоаа тей з ~тттте памяти можно организовать, частично перекрывая участки двух обласзттртуальной памяти.
Файлы создаются на долговременном запоминающем Устрозко ., ~оттстве. Чтобы с ними могли работать программы, файлы или их Фрагменты гут копироваться в виртуальную память. 102 Часть 1. Основные по ::Рд ~а о. Обзор операционных систем Рис. 2.10 о ц ясняет концепцию адресации в схеме виртуальной хранилище состоит из основной памяти, открытой для прямого доступа," твляемого с помо ью м щ ю машинных команд, а также более медленной вс ' ельной памяти оступ , д и к которои осуществляется косвенно путем загру ов в основную память.
уз ять. Между процессором и памятью находятся аппа' редства преобразования адреса, Программы обращаются к ячейкам пам редством виртуальных адресов, преобразующихся в ходе обращения в ре цмса основной памяти. Если происходит обращение к виртуальному оторый не загружен в основную память то один из б 1 н из локов реальной еняется местами с нужным блоком который находи аходится во вспомога ьмяти.
Во время этого обмена процесс который обратился 7 о ратился к данному ~лжец быть приостановлен. Задача разработки такого м х го механизма преоб зя адресов, который бы не требовал больших дополните олнительных ресурсов, ' >й стратегии размещения данных в хранилище которая б рая ы сводила к и ' ~ перемещение данных между различными уровнями памяти, возлага ~зработчика операционной системы. ис. 3.10. Адресаиия виртуальпай памтпи 1цита информации и безопасность С ростом поп ля у рности систем разделения времени — а впоследствии с новенисм компьютерных сетей — возникла проблема защиты информаци юсимостн от обстоят ь ел ств природа угрозы, нависшей над определенной о ацией„может быть самой разнообразной.
Однако в компьютеры и операц системы мо т быть в ГУ строены некоторые инструменты общего назначе терживаю ие щ различные механизмы защиты и обеспечивающие безо ."ь. Если гово ить в об р бщих чертах, мы сталкиваемся с проблемой кон доступом к компь ютерным системам и хранящеися в них информации. Больш ю ч но У асть задач по обеспечению безопасности и защит ащиты информ о условно разбить на три категории. Часть 1. Основные понят системе е в целом к ее подсистемам и данным, а так 1 м и объектам системы.
сам рем . Ре ли ование потока данных онтроль над иерем ремещением информации. егу р ц - ° и п и их доставке пользователю. цутри системы и при и ц- ип ии ом что механизмы доступа и пе. Повышает уверенность в т Сертификация. По твии со своими спецификациями и Ф .ения данных работают в соответствии со сво ремещения да .у защиты и безопасности. .печиваю ают проводимую политик ржав 2, Об р операционных систем У1ЕСтИОЕ ое использование РесУР в и авлеиие ими СОВ ы й ~стемы является управление имеюОдцой из важны ад ых з ач операционно снсте й ятью устройствами ввода- по яжении ресурсами (основно пам ть ц~цм мцся в ее распоряжен ссо ом), а также их распределение ме между разными активными ,вода, процессором), а т еления ресурсов необходимо при- . П разработке стратегии распреде пес сами- ри ать во внимание следующие факторы.
нимать во вн ы. вность. Обычно желательно, чтобы всем проц ессам, претендую- Равноправность. ычно ж е оставлялся к нему одинаковый шим на какой-то определенный ресурс, предоста ий п инадлежащих к одному и п. В особенности это касается задани, пр доступ. осо е й огичными требованиями к ресурсам тому ... ог же классу, т.е. заданн с аналог к .
С гой стороны, может понадобиться, чтобы е Дифференциация отклика. друго с я система по-разному относилась к заданиям разл операционная систе . Н аться сделать так, чтобы са, имеющим различные р . Н зап осы. Нужно попытатьс с ов в соответствии с ма выполняла распределение ресурсов в со операционная система лжна действовать в целым набором требовани . р й. Опе ационная система до й- есс ожидает в.
Нап имер, если како -то проце зависимости от обстоятельств. р р, нланиродоступа к у тро с йству ввода-вывода, операционная система может сн б к можно скорее освободить вать выполнение этого процесса так что ы как о гимн процессами. устро ство для д йство я дальнейшего использования дру ионная система должна повышать пропускную споЭффективность. Операционная систе и если она рабоним м время ее отклика и, е собность системы, сводить к мин у у р и е я в емени, обслуживать максимально возмо жное тает в системе разделения времени, о сл воречат друг й Эти т бования несколько проти количество пользователей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
