Назначение и функции операционных систем
Под операционной системой (ОС) обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной
стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и
пользователем с его задачами, а с другой – предназначен для наиболее эффективного использования ресурсов вычислительной системы
и организации надёжных вычислений. <...> Основными функциями, которые выполняют ОС, являются
следующие:
приём от пользователя (или от оператора системы) заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке – в
виде директив (команд) оператора или в виде указаний (своеобразных команд) с помощью соответствующего манипулятора (например, с помощью «мыши»), – и их обработка;
приём исполнение программных запросов на запуск, приостановку, остановку других программ;
загрузка в оперативную память подлежащих исполнению
программ;
инициация программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу);
идентификация всех программ и данных;
обеспечение работы систем управления файлами (СУФ)
и/или системы управления базами данных (СУБД), что позволяет
резко увеличить эффективность всего программного обеспечения;
обеспечение режима мультипрограммирования, то есть
выполнения двух или более программ на одном процессоре, создающее видимость их одновременного исполнения;
обеспечение функций по организации и управлению всеми операциями ввода/вывода;
удовлетворение жёстким ограничениям на время ответа в
режиме реального времени (характерно для соответствующих ОС);
распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти;
5
планирование и диспетчеризация задач в соответствии с
заданными стратегией и дисциплинами обслуживания;
организация механизмов обмена сообщениями и данными
между выполняющимися программами;
защита одной программы от влияния другой; обеспечение <...>
Операционные_системы.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ШУЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Козлов О.А., Михайлов Ю.Ф., Зайцева С.А.
ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
учебное пособие
ШУЯ 2013
Стр.1
ББК 32.973
К 59
УДК 004.451.9
Печатается по решению редакционноиздательского
совета
ФГБОУ ВПО «Шуйский государственный педагогический
университет»
Рецензенты:
Панюкова С.В. – доктор педагогических наук, профессор.
Сердюков В.И.– доктор технических наук, профессор.
Козлов О.А., Михайлов Ю.Ф., Зайцева С.А.
Операционные системы: конспект лекций. – Шуя: Изд-во
ФГБОУ ВПО «ШГПУ», 2013. – 139 с.
……………………………………………………………
В настоящем учебном пособии по курсу «Операционные системы» дается
развернутое и логически выстроенное представление об операционных системах,
рассматриваются основные концепции организации операционных
систем, обосновывается модель 32-разрядного процессора, описываются
способы организации мультипрограммирования, уделяется большое внимание
вопросам организации, управления и защиты памяти компьютера.
Пособие адресовано студентам, обучающимся по направлению подготовки
230200.62 Информационные системы (230400.62 Информационные системы
и технологии). Пособие может быть полезно преподавателям вузов, ученым,
аспирантам. Вместе с тем, изложенные материалы безусловно заинтересуют
студентов – будущих учителей информатики.
© Козлов О.А., Михайлов Ю.Ф., Зайцева С.А.
© ФГБОУ ВПО «ШГПУ», 2013
2
Стр.2
Оглавление
Глава 1. Основные концепции организации операционных систем
1.1.
Назначение и функции операционных систем (ОС)…………..4
1.2. Режим разделения времени……………………………………..12
1.3. Многопользовательский режим работы……………………….15
1.4. Классификация операционных систем………………………...16
1.5. Модульная структура построения ОС и их переносимость….19
Контрольные вопросы и задания……………………………………21
Глава 2. Модель 32-разрядного процессора
2.1. Управление процессором ……………………………………....22
2.2. Многопроцессорный режим работы…………………………...26
Контрольные вопросы и задания……………………………………30
Глава 3. Процессы
3.1. Понятие процесса и ядра………………………………………..31
3.2. Диспетчеризация и синхронизация процессов………………..35
3.3. Понятия приоритета и очереди процессов…………………….50
3.4. Средства коммуникации процессов……………………………55
3.5. Идентификатор и дескриптор процесса……………………….62
Контрольные вопросы и задания……………………………………64
Глава 4. Способы реализации мультипрограммирования
4.1. Мультипрограммирование……………………………………...65
4.2. Управление процессами и потоками……………………………67
4.3. Способы реализации мультипрограммирования……………...69
Контрольные вопросы и задания……………………………………71
Глава 5. Организация и управление памятью
5.1. Управление памятью…………………………………………….72
5.2. Совместное использование памяти…………………………….75
5.3. Механизм реализации виртуальной памяти…………………..81
5.4. Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью…………………………………………………………………….85
5.5.
Алгоритмы замещения страниц………………………………..90
Контрольные вопросы и задания……………………………………94
3
Стр.3
Глава 6. Защита памяти
6.1. Основные понятия информационной безопасности для памяти…………………………………………………………………….
95
6.2 Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного
доступа…………………………………………………………. 101
6.3. Защитные механизмы ОС для памяти……………………….105
Контрольные вопросы и задания…………………………………112
Глава 7. Событийное программирование
7.1. Планирование заданий, процессов, потоков………………..113
7.2. Взаимодействие процессов и потоков через прерывание….115
Контрольные вопросы и задания…………………………………124
Глава 8. Современные операционные системы
8.1. Универсальные операционные системы Windows………….125
8.2. Операционные системы специального назначения
МСВС 3.0……………………………………………………………129
Контрольные вопросы и задания…………………………………..138
Список литература…………………………………………… …..139
4
Стр.4