В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 9
Текст из файла (страница 9)
они реализованы в в е грамм или набора программ виде отдельных амм, испол няющихся процессором. Часть 1. Основные поня ационная система часто передает управление другим процессам и Опер жна ожидать, когда процессор снова позволит ей выполнять свои обязанности. Опера' апнонная система — это, по сути, набор компьютерных программ. Как бэи др гругая программа она отдает процессору команды. Ключевым отличиназначение этой программы. Операционная система указывает проявлие ся как использовать другие системные ресурсы и как распределять время 1 3 лиенин других программ. Но для того, чтобы реализовать действия, исттоли аемые операционной системой, процессор должен приостановить рабодпнсыва с неи и перейти к выполнению других программ, Таким образом, операцион.
-тема уступает управление процессору, чтобы он смог выполнить некотосистеэ олезную" работу, а затем возобновляет контроль ровно настолько, чтобы ~~поле подготовя свить процессор к следующей части работы. Прочитав данную главу, чиь должен получить отчетливое представление о механизмах, принимающих тат6ль достне в этих процессах. На рис. 2.2 показаны основные ресурсы, которыми управляет операционная систем~, тема, Часть операционной системы находится в основной памяти. В эту часть входит одит ядро (1ыгпе1), содержащее основную часть наиболее часто используемых функций; там же находятся и некоторые другие компоненты операционной сис- темы, использующиеся в данный момент времени. Остальная используемая часть основной памяти содержит другие программы и данные пользователя.
Вскоре читатель сможет убедиться, что размещение этих данных в основной памяти управляется совместно операционной системой и аппаратной частью процессора, предназначенной для управления памятью. Операционная система принимает Решение, когда исполняющаяся программа может использовать нужные ей уст- ройства ввода-вывода, и управляет доступом к файлам и их использованием. Процессор также является ресурсом, поэтому операционная система должна оп- ределить, сколько времени он должен уделить исполнению той или иной пользо- вательской программы.
В многопроцессорной системе решение должно быть принято по отношению ко всем процессорам. Возможность развития операционной системы Большинство операционных систем постоянно развиваются. Происходит это э силу следующих причин. Обновление и возникновение новых видов аппаратного обеспечения. Например, ранние версии операционных систем ПХ1Х и ОБ~2 не использовали механизмы страничной организации памяти, потому что они работали на машинах, не обеспеченных соответствующими аппаратными средствами1.
Более поздние версии операционных систем были доработаны таким образом, чтобы они могли использовать новые аппаратные возможности. Точно так же на устройство операционных систем повлияло использование графических терминалов и терминалов, работающих в стчаничном режиме, вместо алфавитно-цифровых терминалов с построчной разверткой. Такой тер1 краткое рассмотрение страначной организации аамяти приеедено в иоследуюХ~а~дслах данной главы; более подрооно ээ1ош материал изложем в главе у. "Уе ~ае"~гаме памятью". Рл "на 2. Обзор операционных систем еомоыотернав снст ",,фе ~14та((щф),',':4',„'"'!'тф~,~~дт'~':,е'~:!,' -ф.
„,, е". -' ' ;, ооерацно " .:1!~!~~'т:-:;;:Р.; '-'',;; ввода-вывода снстемы еонтроллер Устройства ввода-вывода Принтеры едавнатгра,; т модем н т,д„..„. е / / е с е Часть 1. Основные понят Глава 2, Обзор операционных ложениями в р — ать одновременно с несколь Различных окнах экРана. Така сложной поддержки со сто он акал возможность треб ' и со стороны операционной системы. Рис, 2,2.
Оае ион раи кая система иатс дисает саетчер ресурсов ° Новые сервисы. Для удовлетворения т Ж т званий пользователей или нужд инистраторов операционные системы ности. Например, если станет но ы предоставляют новые во трудтю пттддерживать ВЫСОкую про и ра оте с имеющимся на оп изво пользователя в и ся на определенный момент инструмента „в операционную систему мо б менты для конт ля и огут ыть добавлены новые нт ля и оценки производительности. Д держка новых приложений, использ их . Другой пример— ени, использующих окна на экРане дисплея. Эта Йспр и вала значительного обновления операцио онной системы.
справления. В к аждой операционной системе е мени они обнару живаются и исправляются. 1%н е есть ошибки. Время от вкрасться новая ошибка... я. 1%нечко, в исправление м Необходимость ля регулярных изменений опе ионн стенные требования на ерационных систем накладывает ~льнуто конструк ия на их устройство. Очев но ч укцию с четко определенным ид, то зги системы должны ную Роль и ае пРед иным взаимодействием модулей оч играет хорошая и полная докуме 'м, которыми на сего й дняшни день явля ентированность.
Для больших ста точно выполнить то ются типичные операционные сис ы пол нить то, что называется непосредст й ненно модуляри нужно сделать делать нечто большее, чем простая разбивка целой программы Л„,ньте подпрограмм аммы. В данной главе мы вернемся к этому вопросу. дель . - —,-.
- ИОННЦХ СИСТЕМ аясь требо предъявляемые к операционным систе- аяСЬ ПОНятЬ ОСНОВНЫЕ треООВаиня, П, Пытаясь кже значение основных возможносте" тей современных операционных систем, ттоттследттть за нх эволюциеи, п„ои . ~, а также роисходившей на протяжении многих лет. одезно ттрттсл Ос пед нательная обработка данных самых первых компьютерах, в период от конца 40-х до средины 50-х гоц сам ограммы непосредственно взат взаимодействовали с аппаратным обеспечением ' дов, про-Р время еще не было. Эти компьютеры управины; операционных систем в то вре втатттияы ~ и авления, состоящего из сигнальных ламп, тумблеров, неко- Устрой д данных и принтера. Программы„машинные к д устройства для ввода дан н .
ь через устройство ввода данных (например, устройство ввода ные загружались чере с ве ока . - б происходил останов программы, о возникновеве ФокаР7) Если из за Оши ки и сбойной ситуации свидетельс твовали аварийные сигнальные лампы. Чтобы нии с и еделить причину Оши ки> ПРОГра б ммист должен был проверить состояние регистров процессора и основно па й памяти. Если программа успешно завершала свою ра оту, е б .е выходные данные распечатывались на принтере.
Ранние системы имели две основные проблемы. ° Расписание ра оты. а о б . Н б льшинстве машин нужно было предварительно заказать машинное время, записавшись в специал р . Об ьный г а ик. Обычно тель мог заказать время, кратное некоторому периоду, например, ить або за 45 миполучасу. Тогда, записавшись на 1 час, он мог закончить работу за минут, что приводило к простою компьютера. С дру " р гой сто оны, если пользователь не укладывался в отведенное время, он должен был прекращать работу, прежде чем задача завершит выполнение.
Время подготовки к работе. Для запуска каждой ро р й п г аммы, называемой заданием ()ОЬ), нужно было загрузить в память компилятор и саму программу, обычно составленнуто на языке высокого уровня (ис д исхо ный текст), сохранить скомпилированную программу (объектныи код), а за загр. тем узить и скомпОнО- вать объектный код с библиотечными Функциями. Для каждого из этих этапов могли понадобиться установка и съем магнитных лен ных лент или з ..зка колоды перфокарт.
при возникновении Фатальной ошибки беспомощному пользователто не Оставалось ничего другого, как начинать весь дго сь по товительный процесс заново. Таким образом, значительное время затрачи чивалось лишь на то, чтобы подготовить программу к собственно исполненшо. Такойт режим работы можно назвать последовател ьной об аботкой данных.
Р то название отражает тот Факт что пользовательские р р . п ог аммы исполнялись ~а компьютере последовательно, Спустя некоторое вр в емя в попытке повысить эффективность последовательной обработки были разр ° р або.~аньт азличные сис~мнь~е инструменты. Е ним относятся библиотеки функций, редакторы связей, загрузчики, отладчики и драйверы ввода-вывода, существующие в виде ирораммного обеспечения, общедоступного для всех пользователей. Простъте пакетные системы Первые машины были очень дорогими, поэтому было важно иснользо еак можно -ктивнее. Простои, происходившие из-за несогласованности тия, а также время, затраченное на подготовку задачи, — все это обходилось ' оом дорого; эти непроизводительные затраты были непозволительной роско Чтоб ы повысить эффективность работы, была предложена концепция ~перационной системы.
Похоже, первые пакетные операционные системы (и ~ервые операционные системы какого бы то ни было типа) были раз бо типа ыли Разработаны . ;ине 50-х годов в компании Сепега1 Мормога для машин 1ВМ 701 (ЮЕ1ЕВЦ. В твин эта концепция была усовершенствована и внедрена определенным .ользователей на 1ВМ 704.
В начале 60-х годов некоторые поставщики оставщики разр :акетные операционные системы для своих компьютеров. Одной из зам о из заметных ого времени является 1ВЯУБ фирмы 1ВМ, разработанная для ком 090/7094 и оказавшая значительное влияние на другие системы. Главная идея, лежащая в основе простых пакетных схем обработки, использовании программы, известной под названием монитор (птоп1Фог -' ользуя операционную систему такого типа, пользователь не имеет непос-' анного доступа к машине. Вместо этого он передает свое задание на пе ах или магнитной ленте оператору компьютера, который собирает разные", ия в пакеты и помещает их в устройство ввода данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
