Уже достаточно давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в памяти программ, размер которых превышал имеющуюся в наличии свободную память. Решением было разбиение программы на части, называемые оверлеями. 0-ой оверлей начинал выполняться первым.
На рисунке 2.12 показана схема страничного распределения памяти. Виртуальное адресное пространство каждого процесса делится на части одинакового, фиксированного для данной системы размера, называемые виртуальными страницами.
При страничной организации виртуальное адресное пространство процесса делится механически на равные части. Это не позволяет дифференцировать способы доступа к разным частям программы (сегментам), а это свойство часто бывает очень полезным.
Как видно из названия, данный метод представляет собой комбинацию страничного и сегментного распределения памяти и, вследствие этого, сочетает в себе достоинства обоих подходов.
Разновидностью виртуальной памяти является свопинг. На рисунке 2.16 показан график зависимости коэффициента загрузки процессора в зависимости от числа одновременно выполняемых процессов и доли времени, проводимого этими процессами в состоянии ожидания ввода-вывода.
Память вычислительной машины представляет собой иерархию запоминающих устройств (внутренние регистры процессора, различные типы сверхоперативной и оперативной памяти, диски, ленты), отличающихся средним временем доступа и стоимостью хранения данных в расчете на один бит (рисунок 2.17).
Одной из главных функций ОС является управление всеми устройствами ввода-вывода компьютера. ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы. В целях развития интерфейс должен быть одинаковым для всех типов устройств (независимость от устройств).
Устройства ввода-вывода делятся на два типа: блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства. Блок-ориентированные устройства хранят информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес.
Основная идея организации программного обеспечения ввода-вывода состоит в разбиении его на несколько уровней, причем нижние уровни обеспечивают экранирование особенностей аппаратуры от верхних, а те, в свою очередь, обеспечивают удобный интерфейс для пользователей.
Прерывания должны быть скрыты как можно глубже в недрах операционной системы, чтобы как можно меньшая часть ОС имела с ними дело. Наилучший способ состоит в разрешении процессу, инициировавшему операцию ввода-вывода, блокировать себя до завершения операции и наступления прерывания.
Весь зависимый от устройства код помещается в драйвер устройства. Каждый драйвер управляет устройствами одного типа или, может быть, одного класса.
Большая часть программного обеспечения ввода-вывода является независимой от устройств. Точная граница между драйверами и независимыми от устройств программами определяется системой, так как некоторые функции, которые могли бы быть реализованы независимым способом, в действительности выполнены в виде драйверов для повышения эффективности или по другим причинам.
Хотя большая часть программного обеспечения ввода-вывода находится внутри ОС, некоторая его часть содержится в библиотеках, связываемых с пользовательскими программами.
В конце 1993 года была предпринята попытка упорядочить структуру файлов и каталогов в Linux. Вначале этот проект назывался Проектом стандартов файловых систем (Filesystem Standards project — FSSTND).
Файловая система Linux очень похожа на стандартную файловую систему UNIX, но, конечно же, существует несколько небольших отличий. Для понимания файловой системы Linux вначале необходимо понять ее структуру.
В стандарте FHS содержится множество детализированной информации о том, чем должна и чем не должна быть файловая система Linux, но главной его целью является предоставление непротиворечивой и стандартизированной файловой системы.
Как было сказано выше, корневой каталог является первым и единственным каталогом на верхнем уровне древовидной иерархии каталогов.
В процессе типичной инсталляции любого дистрибутива создается корневой каталог, содержащий следующие файлы и каталоги (н/р OpenLinux):
ОС как система управления ресурсами. Идея о том, что ОС прежде всего система, обеспечивающая удобный интерфейс пользователям, соответствует рассмотрению сверху вниз. Другой взгляд, снизу вверх, дает представление об ОС как о некотором механизме, управляющем всеми частями сложной системы.
Особенности аппаратных платформ. На свойства операционной системы непосредственное влияние оказывают аппаратные средства, на которые она ориентирована. По типу аппаратуры различают операционные системы персональных компьютеров, мини-компьютеров, мейнфреймов, кластеров и сетей ЭВМ.
Структура сетевой ОСи. Сетевая ОС составляет основу любой выч-ной сети. Каждый компьютер в сети в значительной степени автономен, поэтому под сетевой ОС в широком смысле понимается сов-ть ОСей отдельных компов, вз-щих с целью обмена сообщ-ми и разделения ресурсов по единым правилам — протоколам.
Особенности методов построения. При описании операционной системы часто указываются особенности ее структурной организации и основные концепции, положенные в ее основу. К таким базовым концепциям относятся:
ОС как расширенная машина Исп-ние бол-ва компов на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Н-р, для организации чтения блока д-х с гибкого диска программист может использовать 16 различных команд, каждая из которых требует 13 параметров, таких как номер блока на диске, номер сектора на дорожке и т. п.
Особенности областей исп-ния. Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эфф-сти:
Системы пакетной обработки предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.
Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки — изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой.
Системы реального времени применяются для управления различными техническими объектами, такими, например, как станок, спутник, научная экспериментальная установка или технологическими процессами, такими, как гальваническая линия, доменный процесс и т.п.
Онлайновая подсказка Linux-Info Онлайновая подсказка Unix-man Дублирование стандартного вывода-tree Интерактивный текстовый редактор-ed Потоковый текстовый редактор-sed
МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПМР Приднестровский государственный университет им. Т.Г.Шевченко кафедра «Технология машиностроения» «Проектирование механосборочных цехов»
При изучении курса «Проектирование механосборочных цехов» студенты выполняют контрольные расчетно-графические работы состоящие из теоретических вопросов и задач. Выполненные работы необходимо исправить и дополнить по указанию рецензента, исправления и дополнения привести в виде приложения к приведенной работе.
