7. Принципы разработки архитектуры современной операционной системы.

Архитектура ОС – структурная и программная (функциональная) организация на основе совокупностей программных модулей.

Принципы разработки архитектуры ОС:

1. модульная организация (независимее модули организации, возможность раздельной перекомпиляции)

2. функциональная избыточность (модулей больше, чем требуется; потенциально они могут быть востребованы)

3. функциональная избирательность (возможность неактивности избыточных ресурсов – их можно не использовать в данный момент времени, если это не требуется)

4. разделение модулей с точки зрения привилегированного (работа с физическими устройствами, и памятью) и непривилегированного режимов работы

5. модули разделяются по резидентности (хотя бы один модуль всегда находится в оперативной памяти, т.е. резидентен; некоторые модули находятся в подкачке или не запущены).

8. Виды архитектур ядер операционных систем.

1) Монолитная - вопрос №9

2) Многослойная (слоисто-монолитная) – вопрос №10

3) Микроядерная – вопрос №11

4) Наноядерная

5) Экзоядерная

6) Гибридные ядра

4.Наноядерная архитектура

-умеет обрабатывать только прерывания -минимальное количество операций -все остальное работает в пользовательском режиме -используется, когда даем полное равноправие процессам

5. Экзоядерная -защита механизма распределения ресурсов -высокая эффективность, при условии, что у стороннего приложения нет возможности нарушить защиту -приложение не будет выполняться, если оно потенциально может нарушить безопасность 6. Гибридные ядра -архитектура позволяет включать или не включать некоторые слои в зависимости от ситуации -баланс проблемы эффективность/безопасность -только на экспериментальных ОС, промышленных нет

9. Монолитная архитектура ядра операционной системы.

1. Монолитная.

Soft1 Soft2

\ /

0 //

/ / | \ \ // ядро

0 0 0 0 0 // сервисные процедуры; единое адресное пространство

| \ / | /\ |\ /|\ // при добавлении драйвера надо перекомпилировать ядро

H1 H2 H3 H4

10. Многослойная архитектура ядра операционной системы.

Слоисто-монолитное ядро (на каждом слое имеем модули, между которыми есть программные интерфейсы)

software

Hard

1. 1 слой: средства аппаратной поддержки ядра, прерывания, в т.ч. по таймеру, средства поддержки виртуальной памяти, аппаратные средства переключения контестов

2. 2 слой: машинно-зависимые модули(HAL)

3. 3 слой: базовые механизмы ядра; уровень исполнителя

4. 4 слой: менеджеры и ресурсы (PDCA)

5. 5 слой: интерфейс системных вызовов при замене слоя на другой необходимо перелинковать все заново; перекомпилировать не надо, но надо пересобрать ручками

Soft | User mode ___ system call ___

OS | Kernel mode delta t\____________/:delta t 2 delta t