Операционные системы

15. Обзор современных операционных систем и операционных оболочек.

Операционная система – аппаратно-программный комплекс средств, являющихся основной частью базового системного ПО и предназначенный для:

• предоставления пользователям расширенной виртуальной машины;

• повышения эффективности использования вычислительных ресурсов.

Критерии эффективности:

1. Максимальная пропускная способность для задач (Пакетная обработка)

2. Максимальное удобство пользования (Разделение времени)

3. Максимальная реактивность (Реальное время)

4. Эффективный удаленный доступ (Сетевой режим)

5. Эффективная распределенная обработка информации (Распределенный режим)

Классификация

1. По области применения

2. По аппаратной платформе

   1. Суперкомпьютеры

   2. Большие ЭВМ

   3. Мини-ЭВМ

   4. Микро-ЭВМ

   5. Карманные компьютеры

3. По особенностям алгоритма управления

   1. (Не)вытесняющая многозадачность

   2. Поддержка многопоточности

   3. N-пользовательскость

   4. Многопроцессорность

4. По особенностям ядра

   1. Монолитное

   2. Слоевое

   3. Микроядро

   4. Экзоядро (собирается из модулей по конкретной задаче)

5. По сфере применения

   1. Массовые ОС

   2. Прикладные ОС

   3. Специализированные ОС

   4. Учебные ОС

6. По степени сосредоточенности ресурсов

   1. Локальная

   2. Сетевая

   3. Распределенная

16. Машинно-зависимые свойства операционных систем.

Прерывания, планирование процессов, обслуживание ввода/вывода, управление реальной и виртуальной памятью.

Об остальном рассказать можно по опыту.

Прерывание (англ. interrupt) — сигнал, сообщающий процессору о совершении какого-либо асинхронного события. При этом выполнение текущей последовательности команд приостанавливается, и управление передаётся обработчику прерывания, который выполняет работу по обработке события и возвращает управление в прерванный код.

Виды прерываний:

Аппаратные (англ. IRQ — Interrupt Request) — события от периферийных устройств (например, нажатия клавиш клавиатуры, движение мыши, сигнал от таймера, сетевой карты или дискового накопителя) — внешние прерывания, или события в микропроцессоре — (например, деление на ноль) — внутренние прерывания;

Программные — инициируются выполняемой программой, то есть уже синхронно, а не асинхронно. Программные прерывания могут служить для вызова сервисов операционной системы.

Обработчики прерываний обычно пишутся таким образом, чтобы время их обработки было как можно меньшим.

До окончания обработки прерывания обычно устанавливается запрет на обработку или даже генерацию других прерываний. Некоторые процессоры поддерживают иерархию прерываний, позволяющую прерываниям более высокого приоритета вызываться при обработке менее важных прерываний.

Виртуальная память — схема адресации памяти компьютера, при которой память представляется программному обеспечению непрерывной и однородной, в то время как в реальности для фактического хранения данных используются отдельные (разрывные) области различных видов памяти, включая кратковременную (оперативную) и долговременную (жёсткие диски, твёрдотельные накопители).

В случае расположения данных на внешних запоминающих устройствах память может быть представлена, например, специальным разделом на жёстком диске (partition) или отдельным файлом на обычном разделе диска.

Также существует термин swap (англ. swap, /swɔp/) также означающий виртуальную память (точнее способ её представления), или же означает подкачку данных с диска.

Применение механизма виртуальной памяти позволяет:

• упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;

• рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);

• изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью);