Операционные системы

Основные принципы построения ОС

​

1.Принцип модульности. Модуль – функционально законченный элемент, выполняемый в соответствии с принятым межмодульным интерфейсом. Модуль выделяется по функциональному признаку. Модульная организация позволяет легко (из)заменять неправильно работающие модули в ОС. Чаще всего используются реентерабельные и привилегированные модули.

 

2.Принцип функциональной избирательности. Для организации эффективной работы ОС, необходимо выделить некоторые модули и хранить их в ОЗУ. Эти модули составляют ядро ОС. Ядро:

Модули по управлению системы прерываний;

Средство управления выполнения программ (загрузка, приостановка, остановка);

Модули по управлению процессом (распределение процессорного времени), т.е. диспетчеры программ;

Модули по управлению выделения памяти. В зависимости от ОС в ядро могут ещё входить другие модули;

Транзитные модули (загружаются в ОЗУ по мере необходимости, при нехватке ОЗУ могут быть выгружены из памяти).

​

3.Принцип генерируемости ОС. Подразумевает собой возможность генерации ОС в зависимости от аппаратного обеспечения. Процесс генерации обычно производится один раз, перед достаточно долгим режимом эксплуатации. Для генерации необходимо наличие нескольких компонентов:

Исходный код ОС;

Компилятор с языка программирования на котором система написана;

Специальная программа и входной язык для неё, который позволяет управлять процессом генерации.

ОС с открытым системным кодом – Linux (UNIX), есть возможность тонкой настройки ядра для конкретного процессора.

​

4.Принцип функциональной избыточности. Принцип функциональной избыточности: Этот принцип учитывает возможность проведения одной и той же работы различными средствами. В состав ОС должно входит несколько типов ПО для выполнения одинаковых функций (поддержка разных файловых систем).

​

5.Принцип виртуализации. Позволяет представить ресурсы ОС в виде определённого набора планировщиков и мониторов и использует единую схему распределения ресурсов. Наиболее естественным и законченным проявлением концепции виртуальности является понятие виртуальной машины.

​

6.Принцип независимости программ от внешних устройств. Связь программ с конкретным внешним устройством производится не на этапе трансляции, а на этапе выполнения программы. Получается выгода: не нужна лишняя «перекомпиляция».

​

7.Принцип совместимости. Способность выполнять программы для другой ОС или даже для другой аппаратной платформы.

2 уровня совместимости:

по выполняемому коду (бинарная). Условия совместимости:

На уровне команд процессора (одна и та же платформа);

Совместимость на уровне системных вызовов;

Совместимость на уровне библиотечных вызовов, если являются динамично связываемыми.

2. по исходному коду. Требуется выполнение следующих условий:

Наличие компилятора платформы, на котором написана программа;

Совместимость на уровне системных вызовов;

Совместимость на уровне библиотечных вызовов.

​

8.Принцип открытой наращиваемой ОС (открыт исходный код). Целостность ОС сохраняется (UNIX).

​

9.Принцип мобильности (переносимости). ОС должна легко переноситься на другую аппаратную платформу. Правила создания переносимых ОС:

ОС должна быть написана на языке высокого уровня, для которой существует компилятор на аппаратной платформе. В основном, современные ОС пишут на Си.

Необходимо избегать кода, который непосредственно работает с аппаратным обеспечением.

​

10.Принцип обеспечения безопасности и защиты:

Защита системы от пользователя;

Защита от несанкционированного доступа.