62045 (694765), страница 12

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

Текст из файла (страница 12)

точными для удовлетворения запросов пользователя.

6. ГИБКОСТЬ. Системные операции могут настраиваться для сог-

ласования поведения пользователя. Ресурсы могут быть увеличены

(уменьшены) для того, чтобы улучшить эффективность и доступность.

7. РАСШИРЯЕМОСТЬ. В процессе эволюции к операционной системе

могут быть добавлены новые программные средства.

8. ЯСНОСТЬ. Пользователь может оставаться в неведении от-

носительно вещей, существующих ниже уровня интерфейсной системы.

В тоже время он должен иметь возможность узнать о системе столь-

ко, сколько он хочет. В данном случае интерфейсной системой явля-

ются правила и функциональные характеристики средств подключения

и взаимодействия устройств вычислительной машины.

Ресурсы ЭВМ, находящиеся под управлением операционной системы.

Причиной существования операционных систем являются задачи

по распределению ресурсов и задач по управлению этими ресурсами.

Цель управления ресурсами заключается в том, чтобы добится эффек-

тивного использования ресурсов пользователем, а также освободить

пользователя от бремени задач по оперированию ресурсами.

Под ресурсами микроЭВМ подразумевается следующее: процессор-

ное время, оперативная память, периферийные устройства и мате-

матическое обеспечение.

1.ПРОЦЕССОРНОЕ ВРЕМЯ - время доступа к процессору и, следо-

вательно, время счета. Большинство задач при вычислении их на ЭВМ

тратит половину времени на ожидание завершения операций ввода/вы-

вода. Экономическая необходимость вынуждает разделять ЭВМ между

многими пользователями, одновременно работающими. Таким образом,

для эффективного использования процессорного времени требуется

сложный механизм разделения времени - механизм, использующий од-

новременную работу центрального процессора (ЦП) и устройства вво-

да/вывода информации.

2.ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ. Планирование доступа к оперативной па-

мяти неотъемлемо от доступа к центральному процессору. Программа

может выполняться, если есть доступ к центральному процессору,

она оказывается в оперативной памяти и исполняется, так как па-

- 42 -

мять дефицитна, система должна использовать ее с максимальной эф-

фективностью. Есть много предложений использовать оперативную па-

мять между несколькими пользователями. Цель этих предложений

максимально сократить пустые пространства оперативной памяти,

возникающие из - за различных объектов и особенностей программ

пользователя.

3.ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА. С большинством периферийных уст-

ройств в каждый момент времени может работать только один пользо-

ватель. Такая работа периферийных устройств может привести к не-

эффективному их использованию, если время счета счета программы

довольно велико. Устройства с быстрым доступом разделяются между

пользователями с помощью системы управления файлами. Задержки,

возникающие при работе с периферийными устройствами быстрого

доступа, вполне удовлетворительны виду скорости этих устройств и

в виду интервалов времени между программными запросами ввода/вы-

вода.

Так как большинства миниЭВМ имеют по одному АЦПУ. Медлен-

ность работы этого устройства может привести к приостановке вы-

полнения программ. Для того, чтобы этого не было в программе опе-

рационная система обслуживания ввода/вывода выключается механизм,

который называется СПУЛИНГОМ. Спулинг - процедура автоматической

записи на магнитный диск данных, предназначенных для вывода на

принтер, и распечатки их по мере готовности последнего.

4. РЕСУРСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ - представляют собой

доступные пользователю функции, предназначенные для работы с дан-

ными и для контроля за выполнением программ. Среди этих ресурсов

находятся сервисные программы по управлению файлами и по обслужи-

ванию ввода/вывода, программ системного планирования и системные

библиотеки.

При рассмотрении операционной системы необходимо остановится

на типах и составе операционных систем.

Как было сказано раньше, назначение операционной системы -

это распределение ресурсов микроЭВМ. Освободив пользователя от

забот по распределению ресурсов, операционная система может

обеспечить функционирование микроЭВМ в одном из трех режимов: од-

нопрограммный; многопрограммный; многозадачный.

УСТРОЙСТВА ЭВМ

2│

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ 2├ 0────────┐ 2 0┌────────┐ 2 0┌────────┐ 2 0┌────────┐

ПРОЦЕССОР 2│задача 1 0│ 2 0│ 2задача 1 0│ 2 0│ 2задача 2 0│ 2 0│ 2задача 2 0│

2├──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┬ 2─>

ВНЕШНЕЕ 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│

УСТРОЙСТВО 2│ 0│ 2в/в 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│

1 (АЦПУ) 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2в/в 0│ 2 0│ 2 0│

2├──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2──────── 0┼ 2─── 0┼ 2─>

ВНЕШНЕЕ 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│

УСТРОЙСТВО 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│

2 (НГМД) 2│ 0│ 2 0│ 2 0│ 2в/в 0│ 2 0│ 2 0│ 2 0│ 2в/в 0│

2└──────── 0┴ 2─── 0┴ 2──────── 0┴ 2─── 0┴ 2──────── 0┴ 2─── 0┴ 2──────── 0┴ 2─── 0┴ 2─>

Рис.1 время t

ОДНОПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ - режим, в котором все ресурсы ЭВМ

представляется лишь одной программе, которая выполняет обработку

данных. На рисунке 1 изображена диаграмма работы двух программ в

однопрограммном режиме.

МНОГОПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ - МУЛЬТИПРОГРАММНЫЙ режим, в котором

несколько независимых друг от друг программ выполняют обработку

- 43 -

данных одновременно.При этом программы делят ресурсы ЭВМ между

собой. Основой мультипрограммного режима является совмещение во

время работы центрального процессора и выполнение операций пери-

ферийных устройств.Достоинство этого режима перед однопрограммным

режимом более эффективное использование ресурсов ЭВМ и повышение

ее пропускной способности. На рисунке 2 изображена диаграмма ра-

боты двух программ в мультипрограммном режиме.

УСТРОЙСТВА ЭВМ

2│

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ 2│ 0────────┬────────┬────────┬────────┬────────┐

ПРОЦЕССОР 2│ 0задача 1│задача 2│задача 1│задача 2│задача 1│

2├──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2─ 0>

ВНЕШНЕЕ 2│ 0 │ввод │ │ввод │ввод │

УСТРОЙСТВО 2│ 0 │ вывод │ │ вывод │ вывод │

1 (АЦПУ) 2│ 0 │задачи 1│ │задачи 1│задачи 2│

2├──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2──────── 0┼ 2─ 0>

ВНЕШНЕЕ 2│ 0 │ │ввод │ │ │

УСТРОЙСТВО 2│ 0 │ │ вывод │ │ │

2 (НГМД) 2│ 0 │ │задачи 2│ │ │

2└──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2──────── 0┴ 2─ 0>

Рис.2 время t

МНОГОЗАДАЧНЫЙ РЕЖИМ - режим мультизадачный, предусматриваю-

щий параллельное, т. е. одновременное выполнение более чем одной

программы по разным задачам, но использующих результат одной за-

дачи как исходные данные для другой, другими словами в операцион-

ной системе должны быть средства, позволяющие задачам взаимодейс-

твовать друг с другом.В отличие от многопрограммного режима, где

используется принцип разделения времени между программами, в этом

режиме идет параллельное вычисление по всем задачам.

Многопрограммный режим возможен только в мультисистеме

(системе с несколькими ЦП).

Операционная система является посредником между ЭВМ и поль-

зователем. Операционная система осуществляет анализ запросов

пользователя и обеспечивает их выполнение. Запрос представляется

последовательностью команд на особом языке директив операционной

системы.

Операционная система может выполнять запросы в разных режи-

мах, поэтому операционную систему можно разделить на следующие

типы:

- операционная система пакетной обработки ;

- операционная система разделения времени ;

- операционная система реального времени ;

- операционная система диалоговая.

1. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПАКЕТНОЙ ОБРАБОТКИ - это система,

которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, под-

готовленной одним или больше пользователями. Пакет заданий посту-

пает в ЭВМ и взаимодействие между пользователем и его заданием во

время вычислительного процесса невозможно. Данная операционная

система может функционировать однопрограммном и мультипрограммном

режимах.

2. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА РАЗДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ - обеспечивает

одновременное обслуживание многих пользователей, позволяет любому

пользователем взаимодействовать со своим заданием. Эффект однов-

ременной работы достигается разделением процессорного времени и

других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, ко-

торые заданны разными пользователями. Операционная система выст-

- 44 -

раивает очередь из поступающих заданий, выделяет квант времени

для доступа к центральному процессору каждому заданию согласно

очереди. Выполнив первое задание, операционная система 1 отсылает

его в конец очереди и переходит ко второму и т. д.

3. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ - это система, ко-

торая гарантирует оперативное выполнение запросов в течении за-

данного интервала времени. При этом скорость вычислительных про-

цессов в ЭВМ должна согласоваться со скоростью временных про-

цессов, т.е. и ходом реального времени. ЭВМ с данной операционной

системой чаще всего работает в однозначном режиме.

4.ДИАЛОГОВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ - предназначены для инди-

видуального пользования и обеспечивают удобную форму диалога ЭВМ

с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд.

Функционирует операционная система обычно в однопрограммном режи-

ме.

Независимо от типа операционная система чаще всего состоит

из относительно компактного ядра - монитора (супервизора) и и на-

бора системных программ и данных. Состав операционной системы

предоставлен на рис.3.

ДРАЙВЕР - программа, управляющая физической работой внешнего

- периферийного устройства.

УТИЛИТА - программа, предназначена для подготовке исходных

информации и организации хранение и использование программ - СЕР-

ВИСНАЯ ПРОГРАММА.

БИБЛИОТЕКА ПРОГРАММ - набор файлов, связанных одним катало-

гом, в который могут входить объектные модули (программы), макро-

определения языка программирования и др.

┌────────────────────────┐

│ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА │

└─┬───────────────────┬──┘

│ │

┌─┴───────┐ ┌───┴───────────────────────────┐

│ МОНИТОР │ │ СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММЫ И ДАННЫЕ │

└─────────┘ └┬───────────┬────────────────┬─┘

│ │ │

┌──────┴───┐ ┌────┴────┐ ┌────────┴────────────┐

│ ДРАЙВЕРЫ │ │ УТИЛИТЫ │ │ БИБЛИОТЕКИ ПРОГРАММ │

└──────────┘ └─────────┘ └─────────────────────┘

Рис. 3

Рассмотрим операционную систему MS-DOS, с которой работают

большинство персональных компьютеров.

Важнейшим достоинством MS-DOS является модульность. Это

свойство позволяет изолировать друг от друга отдельные части

большой и сложной программы, облегчая ее разработку, а также поз-

воляет объединить в каждом модуле определенные логически связан-

ные группы функций. Если возникает необходимость в замене или

расширении такой группы функций, то это можно сделать путем заме-

ны или модификации лишь одного модуля, а не всей системы.

MS-DOS состоит из следующих основных модулей:

- базовая система ввода/вывода (BIOS - Basic Input Uotrut

SYSTEM);

- блок начальной загрузки (Boot Record);

- модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS);

- модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS);

- командный процессор (COMMAND.COM);

- внешние команды (файлы);

- 45 -

- драйверы устройств (файлы).

В таблице 1 указывается место нахождения модулей операци-

онной системы.

Таблица 1

┌───────────────────────────────────────────────────────────┐

│Место размещения Модули MS-DOS │

├───────────────────────────────────────────────────────────┤

│Постоянная память Базовая система ввода/вывода (BIOS)│

Характеристики

Список файлов реферата