Гордеев А.В. Операционные системы (2-е изд., 2004) (1186250), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Имен­но для студентов вузов, обучающихся по этим специальностям, и предназначаетсянастоящая книга. Однако она может быть востребована и студентами других спе­циальностей, изучающих информатику и вычислительную технику, а также обыч­ными подготовленными пользователями, желающими углубить свои познания вобласти операционных систем, ибо сегодня уже мало просто уметь работать накомпьютере, а желательно понимать, как он работает, как организуются в нем вы­числения. Знания основных принципов организации вычислительных процессов,понимание проблем, которые при этом возникают, и методов их решения позволя­ют обдуманно подходить к использованию компьютера, предусмотреть и предотв­ратить нежелательные явления.

Помимо общетеоретических в книге рассмотреныи отдельные практические вопросы, описаны конкретные реализации отдельныхмодулей и подсистем.Учебный материал, ставший основой для настоящей книги, уже в течение несколь­ких лет читается студентам специальности 220100 в Санкт-Петербургском госу­дарственном университете аэрокосмического приборостроения. Материал пост­роен с учетом упомянутого Государственного образовательного стандарта понаправлению «Информатика и вычислительная техника», регламентирующегосодержание дисциплины «Операционные системы». В основу издания легла пере­работанная первая часть учебника «Системное программное обеспечение», вышед­шего в издательстве «Питер» в 2001 году и используемого в учебном процессе воВведениеКак известно, процесс проникновения информационных технологий практическиво все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться и углубляться.Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьюте­ров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все боль­ше и встроенных средств вычислительной техники.

Пользователей всей этой раз­нообразной вычислительной техники становится все больше, причем наблюдаетсяразвитие двух вроде бы противоположных тенденций. С одной стороны, инфор­мационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более даль­нейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания. С другой стороны,упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами.

Ком­пьютеры и информационные системы становятся все более дружественными ипонятными даже для человека, не являющегося специалистом в области инфор­матики и вычислительной техники. Это стало возможным прежде всего потому,что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникойпосредством специального (системного) программного обеспечения — через опе­рационную систему.Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся прило­жений, и для пользователей. Программы пользователей, да и многие служебныепрограммы запрашивают у операционной системы выполнение тех операций, ко­торые достаточно часто встречаются практически в любой программе. К такимоперациям, прежде всего, относятся операции ввода-вывода, запуск или остановкакой-нибудь программы, получение дополнительного блока памяти или его ос­вобождение и многие другие.

Подобные операции невыгодно каждый раз програм­мировать заново и непосредственно размещать в виде двоичного кода в теле про­граммы, их удобнее собрать вместе и предоставлять для выполнения по запросу изпрограмм. Это и есть одна из важнейших функций операционных систем. При­кладные программы, да и многие системные обрабатывающие программы (такие,например, как системы программирования или системы управления базами дан­ных), не имеют непосредственного доступа к аппаратуре компьютера, а взаимо­действуют с ней только через обращения к операционной системе.

Пользователитакже путем ввода команд операционной системы или выбором возможных дей-10Введениемногих вузах. При работе над рукописью автор постарался учесть те советы и за­мечания от коллег по цеху, которые были получены после выхода в свет книги«Системное программное обеспечение».Напоследок хочется высказать самые теплые слова благодарности всем тем, ктопринял участие в подготовке этой книги к изданию. Это и Андрей Васильев, кото­рого, к сожалению, уже больше нет среди нас, и его замечательные коллеги — со­трудники издательства «Питер». Своим кропотливым трудом, вниманием и доб­рожелательным отношением они помогли преодолеть возникшие трудности.

Работанад книгой — длительный процесс: хочется улучшить то одно, то другое, перепи­сать или добавить, а времени свободного, да еще в достаточном количестве, каквсегда, нет. В связи с этим хочется также поблагодарить своих родных и близкихза долготерпение, доброжелательность и сердечную заботу в течение всего вре­мени работы над рукописью. Без их поддержки эта книга, скорее всего, не состоя­лась бы.От издательстваВаши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу электронной по­чты comp@piter.com (издательство «Питер», компьютерная редакция).Мы будем рады узнать ваше мнение!Подробную информацию о наших книгах вы найдете на web-сайте издательстваhttp://www. piter.com.лава 1.

Основные понятияЭта глава является вводной и, пожалуй, самой главной. Любой предмет имеет своиосновные понятия и положения. Не является исключением и дисциплина «Опе­рационные системы». К основным понятиям, без которых практически невозмож­но по-настоящему изучить эту дисциплину, понять основные принципы организа­ции вычислений, взаимодействия прикладных программ с операционной системойи пользователей с компьютерами, следует, прежде всего, отнести понятия вычис­лительных процессов и ресурсов, системной программы, супервизора, операцион­ной среды, прерываний.

Мы также рассмотрим относительно новые понятия, ккоторым относятся поток выполнения и задача; они дополняют понятие вычисли­тельного процесса и позволяют более эффективно организовать работу компьюте­ра. Поскольку абсолютное большинство операционных систем обеспечивают воз­можность параллельного выполнения нескольких программ, мы познакомимся спонятием мультипрограммирования. Завершается глава обзором основных обще­принятых классификаций.Назначение и функцииоперационных системОперационные системы относятся к системному программному обеспечению.

Какизвестно, все программное обеспечение разделяется на системное и прикладное.К системному программному обеспечению принято относить такие программыи комплексы программ, которые являются общими, без которых невозможно вы­полнение или создание других программ. История появления и развития систем­ного программного обеспечения началась с того момента, когда люди осознали,что любая программа требует операций ввода-вывода данных.

Это произошло в да­лекие 50-е годы прошлого столетия. Собственно операционные системы появи­лись чуть позже.Действительно, если мы не будем иметь возможности изменять исходные данныеи получать результаты вычислений, то зачем вообще эти вычисления? Очевидно,что исходные данные могут вводиться различными способами. На практике ис­пользуются самые разнообразные устройства и методы.

Например, мы можем вво-12Глава 1. Основные понятиядить исходные значения с клавиатуры, задавать нужные действия или функции спомощью указателя мыши» считывать записи из файла, снимать оцифрованныезначения с датчиков и т. д. Часть исходных данных может быть передана в про­грамму через область памяти, в которую предварительно другая программа занес­ла свои результаты вычислений. Способов много. Главное — выполнить в програм­ме некоторые действия, связанные с получением исходных данных.Аналогично, и вывод результатов может быть организован, например, на соот­ветствующие устройства и в форме, удобной для восприятия ее человеком. Либорезультаты расчетов будут отправляться программой на какие-нибудь испол­нительные устройства, которые управляются компьютером.

Наконец, мы можеморганизовать запись полученных значений на некие устройства хранения данных(с целью их дальнейшей обработки).Программирование операций ввода-вывода относится к одной из самых трудоем­ких областей создания программного обеспечения. Здесь речь идет не об исполь­зовании операторов типа READ или WRITE в языках высокого уровня. Речь идет онеобходимости создать подпрограмму в машинном виде, уже готовую к выполне­нию на компьютере, а не написанную с помощью некоторой системы программи­рования (систем программирования тогда еще не было), подпрограмму, вместообычных вычислений управляющую тем устройством, которое должно участво­вать в операциях ввода исходных данных или вывода результатов.

Характеристики

Список файлов книги