ГлавнаяСтатьиОсновные понятия и концепции операционных систем
Операционные системы: статьи, обзоры и описания
Заглавная Статьи Характеристики Где купить Акции

Основные понятия и концепции операционных систем

Основные понятия и концепции операционных систем
09.01.2014

Важные концепции операционных систем. Понятие о системных вызовах, их роль в функционировании ОС. Реализация системного вызова. Понятие о прерываниях и исключительных ситуациях. Файлы, их роль и манипуляция с ними.

При развитии операционных систем было сформировано ряд важных концепций, ставших в последствие неотъемлемой частью теории и практики ОС.

1. Системные вызовы.

Каждая из операционных систем поддерживает некий механизм, позволяющий пользовательским программам прибегать к услугам ядра ОС. «Операционки» советских вычислительных машин в качестве данных средств обращения с ядром использовали экстракоды. С появлением операционных систем IBM использовались системные макрокоманды и т.д. В системе UNIX данные средства получили название системные вызовы.

Под системными вызовами (system calls) подразумевают интерфейс между ОС и пользовательской программой. Они могут создавать, удалять и использовать разнообразные объекты, при этом главными являются процессы и файлы. Пользовательские программы должны запрашивать сервис у ОС при осуществлении системного вызова.

Существуют библиотеки процедур, загружающие машинные регистры установленными параметрами и реализующие прерывание процессора. Затем управление поступает на обработчик данного вызова, который входит в ядро операционной системы. С помощью данных библиотек системный вызов подобает на обыкновенный вызов подпрограммы.

Ключевым отличием является то, что системный вызов подразумевает переход задачи в привилегированный режим или же в режим ядра (kernel mode). Из-за этого встречается также такое название системных вызовов как программные прерывания. В свою очередь аппаратные прерывания «окрестили» просто прерываниями.

В таком режиме функционирует код ядра ОП, при этом он осуществляется в адресном пространстве, а также в контексте задачи, которая его вызвала. Поэтому ядро операционной системы обладает полным доступом к памяти пользовательской программы. Осуществляя системный вызов необходимо просто подать адреса одного или ряда участков памяти с параметрами вызова, а также адреса одного или ряда участков памяти для итогов вызова.

В львиной доле ОС системный вызов реализуется с помощью команды программного прерывания (INT). Поэтому программное прерывание является синхронным событием.

2. Прерывания.

Под прерыванием (hardware interrupt) подразумевают событие, которое генерируется внешним (при сравнении с процессором) устройством. Через аппаратные прерывания аппаратура может сигнализировать центральному процессору о том, что происходит определенное событие, которое требует неотложной реакции (к примеру, человек нажал какую-то клавишу). Также может сообщаться о том, что асинхронная операция ввода вывода завершена (к примеру, чтение информации с диска в основную память завершено).

Важным типом аппаратных прерываний являются прерывания таймера, генерирующиеся спустя установленный период времени. Прерывания таймера применяются операционной системой для планирования процессов. Любой из типов аппаратных прерываний характеризируется своим номером, который четко определяет источник прерывания. Аппаратное прерывание является асинхронным событием, поэтому оно может появляться независимо от того, какой из кодов реализуется процессором в настоящий момент. При обработке аппаратного прерывания не учитывается, какой текущий процесс происходит.

3. Исключительные ситуации.

Под исключительной ситуацией (exception) подразумевается событие, которое возникает из-за попытки программы выполнить недопустимую команду, доступ к ресурсу без наличия необходимых привилегий или обращения к странице памяти, которая отсутствует.

Как и в случае с системными вызовами, исключительные ситуации представляют собой синхронные события, которые возникают в контексте текущих задач. Условно исключительные ситуации делят на исправимые и неисправимые. К первым относят, например, отсутствие необходимых данных в оперативной памяти. Ведь после того, как устранить причину данной исключительной ситуации, программа спокойно продолжит выполнение. Подобные ситуации считаются нормальным явлением.

В свою очередь неисправимые исключительные ситуации появляются из-за ошибок в определенных программах. Как правило, ОС реагирует на подобные ситуации методом завершения программы, которая вызвала исключительную ситуацию.

4. Файлы.

Файлы служат для хранения данных на разных внешних носителях. Иными словами, обусловлено, что данные, которые лежат, к примеру, на диске, должны располагаться внутри файла. Чаще всего файлом называют часть пространства на носителе данных, которая имеет имя.

Ключевой задачей файловой системы (file system) считается скрытие специфики ввода-вывода, а также предоставление программисту простой абстрактной модель файлов, которые независимы от устройств. Сегодня существует широкая категория системных вызовов, которые используют для создания, прочтения, записывания, удаления, открытия или закрытия файлов (create, delete, open, close, read, write).

Пользователи детально ознакомлены с данными понятиями, которые связаны с функционированием файловой системы, такими как каталог, текущий каталог, корневой каталог, путь. Для различной манипуляции с ними в операционной системе используются системные вызовы.



Операционные системы семейства Windows
Появление операционных систем Windows, их концепция и потенциал. Преимущества использования данных ОС. Модификации и классификации данных систем. Доля рынка, принадлежащая семейству Windows.
Что такое утилиты? Их функции и назначение
Какие функции способны выполнять утилиты? Чем управляют подобные программы? Все ли утилиты являются полезными программами? Какие существуют виды утилит?
Плюсы и минусы операционных систем Mac для домашних компьютеров
Особенности операционной системы Mac. Программное обеспечение и специализированные инструменты системы Mac. Специфика интерфейса. Синхронизация с другими продуктами Apple. Достоинства и недостатки данной операционной системы.

Какие бывают виды операционных систем?
Распространенные виды операционных систем, их характеристика, особенности и количество пользователей, использующих данные системы. Понятие о графическом интерфейсе пользователя. Потенциал ОС для мобильных устройств.
Характеристики операционных систем
Какие операционные системы применяются в разных устройствах? Что такое ядро OS? Наиболее значимые характеристики операционных систем.







Популярные статьи
Индукционные конфорки рабочих поверхностей варочных панелей: принцип действия, конструкция, функциональные возможности, мощность и её регулировка.


Избранные статьи
Особенности использования портретного объектива (портретника), основные возможности и качество съемки.
Основные особенности галогенных ламп и их применение. Свечение галогенных ламп. Наполнители галогенных ламп. Недостатки и преимущества, присущие галогенным лампам.


Copyrighte © 2010 - 2022   PayGid.ru   Бытовая техника и электроника. Узнайте все о технике и электронике.
Администрация сайта не несет ответственности за достоверность информации опубликованной в рекламных
материалах. Любое использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации.
Полезная информация о бытовой технике и электроннике
Rambler's Top100