Операциялық жүйелер туралы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Амалдық жүйе (яғни ОЖ)Бұл қолданушының компьютермен өзара әрекеттестігін және барлық басқа бағдарламалардың орындалуын ұйымдастыруға арналған өзара байланысты жүйелік бағдарламалар кешені. ОЖ жүйелік бағдарламалық жасақтаманың құрамына кіреді және оның негізгі бөлігі болып табылады. Операциялық жүйелер: MS DOS 7.0, Windows Vista Business, Windows 2008 Server, OS 2, UNIX, Linux.
НЕГІЗГІ ОЖ ФУНКЦИЯЛАРЫ:
компьютерлік құрылғыларды (ресурстарды) басқару, яғни. барлық ДК жабдықтарының келісілген жұмысы: перифериялық құрылғыларға стандартталған қол жетімділік, жедел жадыны басқару және т.б.
процесті басқару, яғни бағдарламаларды орындау және олардың компьютер құрылғыларымен өзара әрекеттесуі.
әдетте файлдық жүйені қолдана отырып, тұрақты емес тасымалдағыштағы деректерге (мысалы, қатты диск, CD және т.б.) қол жеткізуді бақылау.
файл құрылымын қолдау.
пайдаланушы интерфейсі, яғни қолданушымен диалог.
ҚОСЫМША ФУНКЦИЯЛАР:
тапсырмаларды параллель немесе жалған параллель орындау (көп тапсырма).
процестер арасындағы өзара байланыс: мәліметтер алмасу, өзара синхрондау.
жүйенің өзін, сондай-ақ пайдаланушы деректері мен бағдарламаларын пайдаланушылардың немесе қосымшалардың зиянды әрекеттерінен қорғау.
қол жетімділік құқықтарының саралануы және көп қолданушының жұмыс режимі (аутентификация, авторизация).
ОПЕРАЦИЯЛЫҚ ЖҮЙЕНІҢ ҚҰРАМЫ
Жалпы, композиция ОЖ келесі модульдерді қамтиды:
Файлдық жүйені басқаратын бағдарламалық модуль.
Пайдаланушы командаларын орындайтын командалық процессор.
Құрылғы драйверлері.
Графикалық интерфейсті қамтамасыз ететін бағдарламалық модульдер.
Сервистік бағдарламалар.
Анықтама жүйесі.
Құрылғы драйвері (құрылғы драйвері) - құрылғылардың жұмысын бақылауды және басқа құрылғылармен ақпарат алмасуды үйлестіруді қамтамасыз ететін арнайы бағдарлама.
Командалық процессор (командалық процессор) - қолданушыны командаларды сұрайтын және оларды орындайтын арнайы бағдарлама (бағдарлама интерпретаторы).
Командалық аудармашы қосымшаларды жүктеуге және қосымшалар арасындағы ақпарат ағынын басқаруға жауап береді.
Пайдаланушының жұмысын жеңілдету үшін заманауи операциялық жүйелерге графикалық интерфейсті қамтамасыз ететін бағдарламалық модульдер кіреді.
Компьютердің процесі белгілі бір мағынада құрылғылар арасындағы файл алмасуға дейін азаяды. ОЖ-де файлдық жүйені басқаратын бағдарламалық модуль бар.
Сервистік бағдарламалар дискілерді күтіп ұстауға (тексеру, қысу, дефрагментациялау және т.б.), файлдармен операцияларды орындауға (көшіру, атын өзгерту және т.б.), компьютерлік желілерде жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
Пайдаланушыға ыңғайлы болу үшін ОЖ кіреді анықтама жүйесі, бұл бүкіл ОЖ-нің жұмыс істеуі туралы және оның жеке модульдерінің жұмысы туралы қажетті ақпаратты жылдам алуға мүмкіндік береді.
ЕСКЕРТУ
ОЖ модульдерінің құрамы, сондай-ақ олардың саны ОЖ-нің отбасына және түріне байланысты. Мысалы, MS DOS-та қолданушының графикалық интерфейсін қамтамасыз ететін модуль жетіспейді.
Құрылымдаудың ең жалпы тәсілі операциялық жүйе оның барлық модульдерін екі топқа бөлу:
Негізгі ОЖ-нің негізгі функцияларын орындайтын модульдер.
Қолдау модульдеріОЖ-нің көмекші функцияларын орындайтын. Ядроның анықтайтын қасиеттерінің бірі - жұмыс артықшылықты режимі.
Ядролық модульдер ОЖ-нің келесі негізгі функцияларын орындайды: процестерді басқару, жүйені үзуді басқару, жадыны басқару, енгізу-шығару құрылғысын басқару, есептеу процесін ұйымдастырудың жүйелік міндеттерін шешетін функциялар: контекстті ауыстыру, парақты жүктеу түсіру, үзілістерді өңдеу. Бұл мүмкіндіктер қолданбаларға қол жетімді емес. Қолданбалы бағдарламалау ортасы деп аталатын бағдарламаны қолдайтын функциялар.
Бағдарламалар ядроға сұраныс жасай алады - жүйелік қоңыраулар - белгілі бір әрекеттерді орындау: файлды ашу және оқу, дисплейде графикалық ақпаратты көрсету, жүйенің уақытын алу және т.б. Қосымшалар арқылы шақырыла алатын ядро \u200b\u200bфункциялары қолданбалы бағдарламалау интерфейсін құрайды - API ( Бағдарламалау интерфейсі).
Мысал.
Негізгі код Win32 APIүш динамикалық сілтеме кітапханасында (DLL) бар: USER32, GDI32және KERNEL32.
Ядро - файлдармен жұмыс істеуге және жадыны және процестерді басқаруға арналған төменгі деңгейлі функцияларды қолдайтын Windows модулі. Бұл модуль 16 және 32 биттік қосымшаларға қызмет көрсетеді.
GDI (Graphics Device Interface) - бұл дисплей мен принтерлер үшін түсті, қаріптермен және графикалық примитивтермен жұмыс істеуге арналған графикалық функцияларды жүзеге асыруды қамтамасыз ететін Windows модулі.
Пайдаланушы - терезе менеджері болып табылатын және экранда көрсетілетін терезелерді, диалогтық терезелерді, батырмаларды және қолданушы интерфейсінің басқа элементтерін құрумен айналысатын Windows модулі.
Ядро - бұл компьютерлік жүйенің барлық есептеу процестерінің қозғаушы күші, ал ядролардың құлауы бүкіл жүйенің күйреуімен пара-пар; онсыз ОС толығымен жұмыс істемейді және өзінің кез-келген функцияларын орындай алмайды. Сондықтан, операциялық жүйені жасаушылар ядро \u200b\u200bкодтарының сенімділігіне ерекше назар аударады, нәтижесінде оларды жөндеу процесі бірнеше айға созылуы мүмкін.
Әдетте ядро \u200b\u200bқолданушы қосымшаларының форматынан ерекшеленетін кейбір арнайы форматтағы бағдарламалық модуль ретінде жасалған.
Қолдау модульдері ОЖ көмекші ОЖ функцияларын орындайды (пайдалы, бірақ ядролық функциялардан гөрі аз).
Көмекші модульдердің мысалдары:
Деректерді мұрағаттау бағдарламасы.
Дискіні дефрагментациялау құралы.
Мәтіндік редактор.
Қосымша ОЖ модульдері не қосымша ретінде, не процедуралар кітапханасы ретінде жасалған. ОЖ қосалқы модульдері келесі топтарға бөлінеді:
коммуналдық қызметтер - компьютерлік жүйені басқару және техникалық қызмет көрсету мәселелерін шешетін бағдарламалар: дискілер мен файлдарға қызмет көрсету.
жүйені өңдеу бағдарламалары - мәтіндік немесе графикалық редакторлар, компиляторлар, сілтемелер, отладчиктер.
пайдаланушыға қосымша пайдаланушы интерфейсі қызметтерін ұсынуға арналған бағдарламалар (калькулятор, ойындар).
қосымшалардың дамуын жеңілдететін әр түрлі мақсаттағы процедуралар кітапханалары (математикалық функциялар кітапханасы, енгізу-шығару функциялары).
Кәдімгі қосымшалар сияқты, утилиталар, өңдеу бағдарламалары және ОЖ кітапханалары өз міндеттерін орындау үшін жүйелік қоңыраулар арқылы ядро \u200b\u200bфункцияларына қол жеткізеді.
Ядро модульдері орындайтын функциялар операциялық жүйенің жиі қолданылатын функциялары болып табылады, сондықтан оларды орындау жылдамдығы бүкіл жүйенің жұмысын анықтайды. ОЖ-нің жоғары жұмыс жылдамдығын қамтамасыз ету үшін барлық ядролық модульдер немесе олардың көпшілігі тұрақты түрде жедел жадыда орналасады, яғни олар тұрақты болып табылады.
Көмекші модульдер, әдетте, жедел жадқа тек функцияларының уақыты ішінде жүктеледі, яғни олар өтпелі болып табылады. ОЖ-нің мұндай ұйымы компьютердің жедел жадын үнемдейді.
ЕСКЕРТУ
Операциялық жүйені ядроға және көмекші модульдерге бөлу амалдық жүйені кеңейтуді жеңілдетеді. Жаңа жоғары деңгейлі функцияны қосу үшін сізге жаңа қосымшаны әзірлеу қажет, ал жүйенің өзегін құрайтын негізгі функцияларды өзгерту қажет емес.
ОЖ ЯДРОСЫНЫҢ ОБЪЕКТІЛЕРІ:
Процестер (2.3 тақырыпта талқыланады).
Файлдар.
Оқиғалар.
Ағындар (2.3 тақырыпта талқыланады).
Семафорлар - берілген код бөліміне n-ден көп емес ағындарды енгізуге мүмкіндік беретін объектілер.
Мутекс - бұл бір уақытта жұмыс істейтін ағындарды синхрондау үшін бағдарламалауда қолданылатын жалғыз семафорлар.
Жадқа түсірілген файлдар.
ОПЕРАЦИЯЛЫҚ ЖҮЙЕНІҢ АНЫҚТАМАСЫ. Бағдарламалық жасақтамадағы ОЖ-нің орны
Компьютердің операциялық жүйесі - бұл бір жағынан қосымшалар мен қолданушылар арасындағы интерфейс, ал екінші жағынан компьютердің аппараттық құралдары ретінде әрекет ететін өзара байланысты бағдарламалар кешені. Осы анықтамаға сәйкес ОЖ функциялардың екі тобын орындайды (1-сурет):
Пайдаланушыға немесе программистке жұмыс істеуге ыңғайлы және бағдарламалауға ыңғайлы нақты аппараттық құралдың орнына кеңейтілген виртуалды машинаны ұсыну;
кейбір критерийлерге сәйкес оның ресурстарын ұтымды басқару арқылы компьютерді пайдалану тиімділігін арттыру.
Өз проблемаларын ойдағыдай шешу үшін заманауи пайдаланушы немесе тіпті қолданбалы бағдарламашы компьютердің аппараттық құралдары туралы толық білместен жасай алады. Ол компьютердің әртүрлі электронды компоненттері мен электромеханикалық компоненттері қалай жұмыс істейтінін білуі қажет емес. Сонымен қатар, пайдаланушы көбінесе процессордың нұсқаулар жиынтығын білмейді. Бағдарламалаушы қолданушы операциялық жүйе беретін жоғары деңгейлі қуатты функциялармен жұмыс істеуге дағдыланған.
Нәтижесінде, оның командалық жиынтығымен анықталған кішігірім қарапайым әрекеттер жиынтығын ғана орындай алатын нақты компьютер виртуалды машинаға айналады, ол әлдеқайда қуатты функцияларды жүзеге асырады. Виртуалды машинаны командалар басқарады, бірақ бұл басқа деңгейдің командалары.
Сонымен, ОЖ-нің мақсаты қолданушыға программистке нақты компьютер немесе нақты желіні құрайтын нақты аппараттық құралға қарағанда бағдарламалануы жеңіл және онымен жұмыс жасау оңай кеңейтілген виртуалды машинаны беру болып табылады.
Операциялық жүйе қолданушылар мен бағдарламашыларға компьютердің аппараттық құралдарына ыңғайлы интерфейсті қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар компьютерлік ресурстарды бөлетін механизм болып табылады.
Сияқты қазіргі заманғы есептеу жүйелерінің негізгі ресурстарына осындай ресурстар жатады
Өңдеушілер,
Негізгі жады,
Таймерлер,
Деректер жиынтығы,
Магниттік таспалар,
Принтерлер,
Желілік құрылғылар және т.б.
Ресурстар процестер арасында бөлінеді.
Программа - бұл статикалық объект, ол кодтар мен мәліметтер бар файл болып табылады.
Процесс (тапсырма) қазіргі заманғы операциялық жүйелердің көпшілігінде негізгі ұғым болып табылады және жиі қысқаша орындалатын бағдарлама ретінде анықталады. Процесс - бұл қолданушы немесе амалдық жүйенің өзі бағдарламаны іске қосуды шешкеннен кейін, яғни есептеу жұмыстарының жаңа бірлігін құру туралы шешім қабылдағаннан кейін операциялық жүйеде пайда болатын динамикалық объект. Мысалы, ОЖ пайдаланушының runprgl.exe командасына жауап ретінде процесс жасай алады, мұнда prgl.exe - бағдарлама кодын сақтайтын файлдың аты.
Есептеу жүйесінің ресурстарын тиімді пайдалану үшін оларды басқару операциялық жүйенің мақсаты болып табылады. ОЖ сонымен қатар бірнеше процестер бір енгізу-шығару құрылғысына немесе бірдей деректерге қол жеткізген кезде пайда болатын жанжалдарды бақылайды және шешеді.
ОЖ компьютерлік ресурстарды басқаруды ұйымдастыратын тиімділік критерийі әр түрлі болуы мүмкін. Мысалы, кейбір жүйелерде есептеу жүйесінің өнімділігі сияқты критерий маңызды, ал басқаларында оның жауап беру уақыты. Таңдалған тиімділік критерийіне сәйкес операциялық жүйелер есептеу процесін әртүрлі тәсілдермен ұйымдастырады.
Ресурстарды басқару ресурстар түріне тәуелді емес келесі жалпы міндеттерді шешуді қамтиды (2-сурет):
Ресурстарды жоспарлау - яғни қай ресурстарды қашан және қандай мөлшерде беру керек (егер ресурстар бөліктерге бөлінуі мүмкін болса) берілген ресурстар бөлінуі керек;
Ресурстық сұраныстарды қанағаттандыру;
Күйді бақылау және ресурстарды пайдалануды есепке алу - яғни ресурстардың бос немесе бос екендігі және ресурстардың қандай үлесі бөлініп қойылғандығы туралы жедел ақпаратты жүргізу;
Процестер арасындағы қайшылықтарды шешу.
Осы жалпы ресурстарды басқару проблемаларын шешу үшін әр түрлі операциялық жүйелер әр түрлі алгоритмдерді қолданады, олар, сайып келгенде, операциялық жүйенің жалпы көрінісін, оның ішінде өнімділік сипаттамаларын, қолданылу интерфейсін анықтайды.
Бірнеше процестер арасында ресурстарды тиімді бөлуді ұйымдастыру міндеті өте күрделі және бұл күрделілік негізінен ресурстарды тұтынуға сұраныстардың пайда болуының кездейсоқ сипатымен қалыптасады. Мультипрограммалау жүйесінде қосымшалардың кезектері бір мезгілде орындалатын программалардан ортақ компьютерлік ресурстарға дейін қалыптасады: процессор, жад парағы, принтер, диск.

Операциялық жүйе кезектерге қызмет көрсетуді әр түрлі алгоритмдер бойынша ұйымдастырады: келу реті бойынша, басымдықтар негізінде, айналмалы қызмет және т.с.с. Талаптар бойынша оңтайлы қызмет көрсету пәндерін талдау және анықтау арнайы бағыттың пәні болып табылады. Қолданбалы математика - кезек теориясы. Бұл теория кейде операциялық жүйелердегі кезектерді басқарудың белгілі бір алгоритмдерінің тиімділігін бағалау үшін қолданылады. Операциялық жүйе көбінесе тәжірибеде тексерілген эмпирикалық кезек алгоритмдерін жүзеге асырады.

Автономды компьютердің операциялық жүйесінің функциялары, әдетте, ОЖ басқаратын жергілікті ресурстардың түрлеріне сәйкес немесе барлық ресурстарға қолданылатын нақты тапсырмалар бойынша топтастырылады. Мұндай функциялар топтары ішкі жүйелер деп аталады. Ресурстарды басқарудың ең маңызды ішкі жүйелері (3-сурет):
Процесті басқарудың ішкі жүйелері,
Жадыны басқарудың ішкі жүйелері,
Файлдар мен сыртқы құрылғыларды басқаруға арналған ішкі жүйелер,
Деректерді қорғау және басқару ішкі жүйелері,
Бағдарламалау интерфейсі,
Пайдаланушы интерфейсінің ішкі жүйелері.

Процесті басқару
Компьютердің жұмысына тікелей әсер ететін операциялық жүйенің маңызды бөлігі - процестерді басқарудың ішкі жүйесі.
Әрбір жаңадан құрылған үдеріс үшін ОЖ жүйенің ақпараттық құрылымдарын жасайды, олар процестің есептеу жүйесінің ресурстарына қажеттілігі туралы, сонымен қатар оған нақты бөлінген ресурстар туралы мәліметтерден тұрады. Сонымен, процесті жүйелік ресурстарды тұтынуға сұраныс ретінде де анықтауға болады.
Процесс орындалуы үшін амалдық жүйе оған процессордың кодтары мен деректері орналасатын жедел жады аймағын тағайындауы керек, сонымен қатар оған процессордың қажетті уақыт мөлшерін беруі керек. Сонымен қатар, процесс үшін файлдар мен енгізу-шығару құрылғылары сияқты ресурстарға қол жетімділік қажет болуы мүмкін.
Процестің ақпараттық құрылымдары көбіне жүйеде процестің тарихын, оның ағымдағы күйін (белсенді немесе блокталған) және процестің артықшылық дәрежесін (басымдылық мәні) сипаттайтын көмекші деректерді қамтиды. Деректердің бұл түрін процеске ресурстар беру туралы шешім қабылдағанда амалдық жүйе ескере алады.
Мультипрограммалау операциялық жүйесінде бірнеше процестер бір уақытта бола алады. Кейбір процестерді қолданушылар және олардың қосымшалары бастамашылық етеді; мұндай процестерді әдетте қолданушы процестері деп атайды. Жүйелік процестер деп аталатын басқа процестерді операциялық жүйенің өзі инициализациялап, өз функцияларын орындайды.
Операциялық жүйенің маңызды міндеті - бұл процеске бөлінген ресурстарды басқа процестерден қорғау. Процесс кодтарының және деректердің сақталатын жедел жадының ең қорғалатын технологиялық ресурстарының бірі болып табылады. Операциялық жүйемен процесске бөлінген жедел жадының барлық аудандарының жиынтығы оның адрестік кеңістігі деп аталады. Олар әр процесс өзінің адрестік кеңістігінде жұмыс істейді, яғни ОЖ жүзеге асыратын мекен-жай кеңістігін қорғауды білдіреді, сонымен қатар ресурстардың басқа түрлері қорғалады, мысалы, файлдар, сыртқы құрылғылар және т.б. Операциялық жүйе ресурстарды қорғай алмайды бір процеске бөлінген, сонымен бірге оларды бөлуді ұйымдастырады, мысалы, бірнеше процестің белгілі бір жад аймағына қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Процестің болуы кезінде оның орындалуы бірнеше рет үзіліп, қалпына келтірілуі мүмкін. Процестің орындалуын қалпына келтіру үшін оның жұмыс ортасының күйін қалпына келтіру қажет. Операциялық ортаның күйі регистрлердің күйімен және бағдарлама санауышымен, процессордың жұмыс режимдерімен, файлдарды ашуға арналған көрсеткішпен, толық емес енгізу-шығару операциялары туралы мәліметтермен, осы процестің орындайтын жүйелік қоңыраулардың қателік кодтарымен, т.б. Бұл ақпарат процестің мазмұны деп аталады. Олар процесс өзгерген кезде контексттік ауысу пайда болады дейді.
Операциялық жүйе сонымен қатар процесті синхрондау функциясын қабылдайды, бұл процестің жүйеде оқиға орын алғанға дейін тоқтата тұруына мүмкіндік береді, мысалы, операциялық жүйе сұраған енгізу-шығару операциясын аяқтау.
Амалдық жүйеде процестер мен бағдарламалар арасында бір-біріне сәйкестік жоқ. Бір бағдарламалық файл бір уақытта орындалатын бірнеше процестерді тудыруы мүмкін, ал процесс бағдарлама файлын өзгертіп, оны орындау кезінде басқа бағдарламаны орындай бастайды. Күрделі бағдарламалық жүйелерді жүзеге асыру үшін олардың жұмысын мезгіл-мезгіл бір-бірімен өзара әрекеттесетін және кейбір мәліметтермен алмасатын бірнеше параллель процестер түрінде ұйымдастыру тиімді. Операциялық жүйе процестердің ресурстарын қорғайтындықтан және бір процестің басқа процестің жадына жазуына немесе жадынан оқуына мүмкіндік бермейтіндіктен, ОЖ процестердің жедел өзара әрекеттесуі үшін арнайы құралдарды қамтамасыз етуі керек, оларды процессаралық байланыс құралдары деп атайды.
Операциялық жүйе - компьютердің аппаратурасы мен қолданбалы бағдарламаларын басқаруды, сондай-ақ олардың бір-бірімен және қолданушымен өзара әрекеттесуін қамтамасыз ететін бағдарламалық құралдар жиынтығы.
ОЖ кез-келген бағдарламалау тілімен байланысты емес дербес ортаны құрайды. Кез-келген қолданбалы бағдарлама амалдық жүйемен байланысты және тек ұқсас жүйелік орта бар компьютерлерде жұмыс істей алады. Бір операциялық жүйенің ортасында жасалған қолданбалы бағдарламалық жасақтаманы басқа операциялық жүйенің ортасында жұмыс істеуге қолдануға болмайды, егер оны жасауға мүмкіндік ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.