Понятие о сегментированной модели памяти Особенности алгоритмов управления ресурсами От эффективности алгоритмов управления ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом. Поэтому, характеризуя ОС, часто приводят важнейшие особенности реализации функций ОС по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами По режиму обработки задач различают ОС, обеспечивающие однопрограммный или мультипрограммный режим работы Архитектура (структура) операционной системы Классическая архитектура: Модули ядра выполняют базовые функции ОС управление процессами, управление памятью, управление устройствами ввода-вывода. Функции, входящие в состав ядра можно разделить на два класса. 1 класс. Функции для решения внутрисистемных задач организации вычислительного процесса. 2 класс. Функции для поддержки приложений. Вспомогательные модули ОС Обычно вспомогательные модули подразделяются на следующие группы: утилиты - программы, которые решают отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы. библиотеки процедур и функций различного назначения (библиотека математических функций, библиотека функций ввода-вывода и т.д.); программы предоставления пользователю дополнительных услуг - специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор, некоторые игры. системные обрабатывающие программы - текстовые и графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики. Вспомогательные модули, в отличие от модулей ядра, являются транзитными. Микроядерная архитектура Является альтернативой классическому способу построения ОС. В привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая МИКРОЯДРОМ. В состав микроядра входят обычно машинно-зависимые модули (те, в которых отражается специфика аппаратной платформы компьютера); модули, выполняющие базовые функции ядра: - управление процессами (только код для переключения процессора с процесса на процесс); - обработка прерываний (перехват аппаратных прерываний); - управление виртуальной памятью (установка регистров блока управления памятью); - управление устройствами ввода-вывода (загрузка или чтение регистров устройств); - пересылка сообщений; код, преобразующий вызовы пользовательских модулей ОС в системные вызовы и возвращающий результаты. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры Операционные системы, основанные на микроядерной архитектуре, удовлетворяют большинству требований, предъявляемым к современным ОС: обладают переносимостью высокая степень расширяемости достаточная надежность поддержка распределенных вычислений Файловая система NTFS Файловая система NTFS (New Technology File System) - новая технология NTFS содержит ряд значительных усовершенствований и изменений, существенно отличающих ее от других файловых систем. Недостатки файловой системы NTFS Основной недостаток. В NTFS служебные данные занимают много места (например, каждый элемент каталога занимает 2 Кбайт) - для малых разделов служебные данные могут занимать до 25% объема носителя. Структура магнитного диска Информация на магнитных дисках размещается и передается блоками, которые называются секторами. Секторы расположены на дорожках диска. Современный НЖМД содержит два или три диска. Группа дорожек одного радиуса образует цилиндр. Схема разделения жесткого диска на разделы (FAT) (фото) Управление памятью (Организация памяти). Виртуальная память Понятие о сегментированной модели памяти Память для программы делится на непрерывные области памяти, называемые сегментами. Сегмент представляет собой независимый, поддерживаемый на аппаратном уровне блок памяти. Сегментация - механизм адресации, обеспечивающий существование нескольких независимых адресных пространств как в пределах одной задачи, так и в системе в целом для защиты задач от взаимного влияния. Достоинства: 1) общий объем виртуальной памяти превосходит объем физической памяти 2) возможность размещать в памяти как можно больше задач (до определенного предела) увеличивает загрузку системы и более эффективно используются ресурсы системы Недостатки: 1) увеличивается время на доступ к искомой ячейке памяти, т.к. должны вначале прочитать дескриптор сегмента, а потом уже, используя его данные, можно вычислить физический адрес 2) фрагментация; 3) потери памяти на размещение дескрипторных таблиц 4) потери процессорного времени на обработку дескрипторных таблиц. |