Контрольные вопросы

1. Виды запросов на основную память.

2. Характеристика основных составных частей операционной системы.

3. Осуществление многозадачного режима при статическом распределении памяти.

4. Осуществление многозадачного режима при динамическом распределении памяти.

5. Понятие подпула; создание и уничтожение подпула.

6. Блок ТСВ и его роль в многозадачном режиме.

7. Управление подпулами.

8. Организация управления задачами в многозадачном режиме.

9. Структура и расположение очереди задач в основной памяти при различных режимах управляющей программы.

10. Понятие приоритета задачи; виды приоритетов.

Глава 8. Идеология совершенствования операционных систем (ос юникс)

8.1. Общие положения

В момент возникновения различных типов ЭВМ резко увеличилось число пользователей-непрофессионалов, что существенно изменило требования к программному обеспечению, в первую очередь, к операционным системам. Возникла необходимость реализации принципиально новых механизмов работы ОС и, как следствие, требование универсальности ОС. Первой такой системой явилась система ЮНИКС (UNIX), которая проектировалась как инструментальная, предназначенная для создания и отладки новых средств программного обеспечения. В ней было учтено все лучшее, что имелось к тому времени в существующих операционных системах, и реализованы совершенно новые идеи.

Основной фактор успеха этой ОС заключался в том, что создатели реализовали новую ОС на базе новых идей. Эти идеи позволили не только применять UNIX на компьютерах с разной архитектурой, но и придали ОС модульность и гибкость, необходимые для расширения и развития самой системы.

Основные преимущества ОС UNIX перед системами того времени заключались в следующем:

- единый язык взаимодействия пользователей с системой вне зависимости от примененного типа ЭВМ;

- возможность применения в пользовательских программах единого набора системных вызовов, обеспечивающих реализацию различных функций (порождение и уничтожение процессов, управление процедурами ввода-вывода) и создание за счет этого программ, инвариантных к типу машины;

- унифицированная файловая структура, обеспечивающая единообразие представления данных, что создало возможность дополнительных условий переносимости программ;

- возможность применения совершенно одинакового набора программ-утилит и команд управления ими, что позволило существенно снизить затраты на обучение персонала;

- применение полностью унифицированных языков программирования, порождающих функционально тождественные объектные модули, что упростило проблему переносимости программы;

- введение мощных и уникальных средств программирования (конвейеры, программные каналы, язык интерпретатора SHELL, генераторы анализаторов синтаксиса и семантики) позволило значительно увеличить производительность труда программиста при сохранении единообразия конечного продукта.

В операционной системе ЮНИКС можно хорошо проследить переход от языка управления заданиями в ОС ЕС через косвенные командные файлы в операционных системах реального времени к языку интерпретатора SHELL. Аналогично можно проследить за развитием виртуальных устройств от простейших механизмов, реализованных программами WRT и RDR в ОС EС через механизмы, обеспечивающие инвариантность программ от внешних устройств в ОС РВ, к механизмам ОС ЮНИКС в виде конвейеров и программных каналов. Такое построение операционной системы позволило существенно увеличить интеллект самой вычислительной установки.

ЮНИКС (UNIX) − это семейство операционных систем. Первоначально ОС ЮНИКС создавалась для проведения исследовательских работ и подготовки текстовых документов на линии ЭВМ фирмы DEC. В начале 70-х годов сотрудники Bell Laboratories начали работу над новой операционной системой. В середине 70-х эта система начала работу в академической среде. В 80-х годах ОС ЮНИКС была одобрена деловыми кругами за высокое качество и долгий срок жизни.

При всем этом, операционная система ЮНИКС обладает следующими недостатками:

- система эффективна, если пользователи не выполняют различные действия, если же решается несколько одинаковых задач, то эффективность ее резко уменьшается;

- система очень слабо приспособлена к работе в режиме реального времени, когда требуется быстрая реакция на изменение в ходе течения процессов. UNIX может быть адаптирована к этим режимам, но специализированная ОС РВ будет работать лучше.

При разработке ОС ЮНИКС авторы стремились соединить два несовместимых направления: программирование и подготовку документов. Одной из принципиально новых идей, заложенных в ОС ЮНИКС, является идея конвейера, когда любые сложные функции могут быть запрограммированы как набор совместно работающих программ. Конвейерное объединение позволяет использовать любое необходимое число программ. При этом ни одна из них не дублирует функции других, а только их дополняет. Другая идея − выделение специальных программных средств. Так, для выполнения синтаксического анализа специализированных командных языков в ОС UNIX введены такие мощные компоненты как YACC и LЕX. Работать с ними после соответствующего изучения оказывается крайне удобно. В ОС UNIX включены два сложных компонента, представляющие собой комплекс программных средств: МАКЕ и SCCS.

МАКЕ служит для описания таких взаимосвязей в системе, которые должны поддерживаться автоматически, а SCCS предназначена для слежения развития программ на протяжении всего срока их существования. Это дает возможность восстанавливать старые версии и документировать новые.

ОС ЮНИКС стала стандартной операционной системой для целого ряда ЭВМ, эксплуатируемых в неспециализируемых условиях. Система спроектирована таким образом, чтобы минимизировать число функций, реализованных ядром системы за счет использования утилит.

Все программы ОС ЮНИКС могут быть разделены на два класса: программы-утилиты и прикладные программы. Программы-утилиты служат для выполнения общих универсальных функций и поставляются вместе с ОС, в то время как прикладные программы ориентированы на специфику конкретного применения.

Одной из самых важных программ, входящих в операционную систему, является системный монитор SHELL, представляющий собой интерактивную программу управления с помощью системы команд, которые этим же монитором интерпретируются. В отличие от интерпретаторов других операционных системах SHELL − самая обычная программа, работающая под управлением системы. В других ОС интерпретатор есть составляющая часть внутренней структуры. Фактически, система UNIX представляет собой инструмент для работы с информацией.

Достоинство этой операционной системы заключается в возможности кооперирования нескольких программ для выполнения одной функции. В других ОС программы работают независимо друг от друга. В ОС ЮНИКС каждая программа довольно проста, но их комбинация позволяет создавать очень мощные средства. Координация и комбинирование программ в ОС ЮНИКС базируются на возможностях, которые предоставляет SHELL. Нужно отметить, что под SHELL подразумевается не только интерпретатор команд, но и очень развитый язык программирования.

Одной из функций ОС UNIX является распределение ресурсов ЭВМ между несколькими одновременно работающими пользователями. Реализация этой функции состоит в том, что для каждого пользователя поддерживается его собственная среда. Процедура входа обеспечивает возможность регистрации имен пользователей, время входа, используемое машинное время, позволяет осуществлять идентификацию владельцев средств, распознавать типы применяемых терминалов.

Система UNIX базируется на основополагающем понятии файла, т.к. в любой момент времени запуск любой программы − это уже обращение, как минимум, к одному файлу. Одновременно пользователь может работать с ограниченным числом файлов. Однако в целом ОС UNIX обладает возможностью поддерживать тысячи файлов, которые объединяются в группы, именуемые каталогами. Каждый каталог имеет собственное уникальное имя. Структура каталогов ОС UNIX значительно упрощена по сравнению с каталогами других систем.