SlideShare a Scribd company logo
Операційні
системи
Лекція 2
Архітектура операційних систем
2/19Лекція 2
План лекції
 Поняття архітектури операційної системи
 Ядро і системне
програмне забезпечення
 Привілейований режим і режим
користувача
 Монолітна архітектура
 Багаторівнева архітектура
 Мікроядрова архітектура
 Архітектура ОС UNIX і Windows
 Об'єктна архітектура
3/19Лекція 2
Основні функції ОС
 Керування процесами і потоками
 Керування пам'яттю
 Керування введенням-виведенням
 Керування файлами (файлові
системи)
 Мережна підтримка
 Безпека даних
 Інтерфейс користувача
4/19Лекція 2
Базові поняття
 Архітектура операційної системи визначає набір і
структурну організацію компонентів, кожний з яких
відповідає за певні функції, а також порядок взаємодії цих
компонентів між собою та із зовнішнім середовищем.
 Фундаментальні можливості, які надають компоненти ОС,
становлять механізм (mechanism). Рішення щодо
використання цих можливостей визначають політику
(policy). Механізм може бути відокремленим від політики,
тоді компонент, що його реалізує, називають “вільним від
політики” (policy-free).
 Базові компоненти ОС, які відповідають за найважливіші
функції і виконуються у привілейованому режимі (і зазвичай
перебувають у пам'яті постійно), називають ядром
операційної системи (operating system kernel).
5/19Лекція 2
Ядро і системне
програмне забезпечення
 Ядро
 Виконується в привілейованому режимі
 Постійно перебуває в оперативній пам'яті
 Зазвичай виконує такі функції:
• Обробка переривань
• Керування пам'яттю
• Керування введенням/виведенням
 Системне програмне забезпечення
 Системні програми (утиліти)
• Командний інтерпретатор
• Програми резервного копіювання та відновлення даних
• Засоби діагностики та адміністрування
 Системні бібліотеки
6/19Лекція 2
Привілейований режим і
режим користувача
 Привілейований режим (режим ядра)
 Дозволяє втручатись в роботу будь-якої програми
(наприклад, для перемикання контекстів або для
розв'язання конфліктів)
 Режим користувача
 Не дозволяє критичні команди (зупинка системи,
перемикання контекстів, прямий доступ до пам'яті з
заданими межами та до пристроїв введення-виведення)
 Доступ до функцій ядра здійснюється через системні
виклики
 Необхідна апаратна підтримка з боку процесора
7/19Лекція 2
Типова архітектура ОС: ядро
у привілейованому режимі
Ядро
Утиліти ОС Прикладні програми користувача
Режим користувача
Привілейований режим
8/19Лекція 2
Архітектура ОС Novell
NetWare: ядро і прикладні
програми в одному режимі
 Перевага – швидкодія
 Недолік – відсутній захист
Ядро
Завантажувані
модулі NLM
Режим користувача
Привілейований режим
9/19Лекція 2
Різні архітектури ОС
 Монолітні системи
 Усі компоненти знаходяться в ядрі
 Немає чіткої ієрархії компонентів
 Багаторівневі системи
 Компоненти утворюють ієрархію рівнів (шарів)
 Кожний рівень спирається на функції попереднього
рівня
 Мікроядрова архітектура
 Реалізація більшості функцій винесена за межі ядра у
прикладні сервери
 Ядро підтримує взаємодію між компонентами
10/19Лекція 2
Архітектура системи UNIX
(монолітне ядро)
Прик ладні
програми Системні послуги
Базові послуги
init
inetd
routed
getty
XDesktop
sh cc
lp
vi
cat
Ядро
Користувачі
Система друкування
Термінал
Мереж а
Система розробк и
11/19Лекція 2
Структура монолітного
ядра
12/19Лекція 2
Структура ядра UNIX
Програми к ористувача
Системні бібліотек и
І нтерфейс системних вик лик ів
Файлова підсистема
Підсистема
к ерування
процесами
Планувальник
Між процесова
взаємодія
Керування
пам’яттю
Буферний
к еш
Підсистема
введення-виведення
Засоби к ерування апаратурою
Апаратне забезпечення
Рівень
к ористувача
Рівень ядра
Рівень
апаратури
13/19Лекція 2
14/19Лекція 2
Концепція багаторівневої
системи
f1 f2
Рівень k
Рівень k+1
Міжрівневий
інтерфейс
15/19Лекція 2
Структура ядра
багаторівневої системи
 Засоби апаратної
підтримки ОС
 Засоби абстрагування
від устаткування
(hardware abstraction
layer, HAL)
 Засоби, що реалізують
базові механізми ядра
 Засоби керування
ресурсами (менеджери
ресурсів)
 Інтерфейс системних
викликів
Устаткування
16/19Лекція 2
Мікроядрова архітектура
Мікроядро
Утиліти ОС
Прикладні програми користувача
Режим користувача
Привілейований режим
Сервери ОС
17/19Лекція 2
Вертикальна декомпозиція
архітектури ОС Windows
Прик ладне програмне забезпечення
DLL
Захищені сервери /
Засоби адміністрування
Ядро
Апаратне забезпечення
Непривілейовані
інструк ції
Системні
сервіси
Зв’язок між
процесами
Реж им
к ористувача
Реж им ядра
18/19Лекція 2
Базові
компоненти
ОС
Windows NT
Менеджероб’єктів
Засіблокального
викликупроцедур
Менеджер
віртуальноїпам’яті
Менеджерпроцесів
іпотоків
Менеджер
plug-and-play
Менеджеркеша
Менеджер
енергоспоживання
Менеджер
конфігурації
Довідковиймонітор
безпеки
Менеджер
введення-
виведення
Віконнаі
графічна
підсистеми
Драйвери
пристроїві
ФС
Графічні
драйвери
Мікроядро
Програмний інтерфейс виконавчої системи
Бібліотека системного інтерфейсу
Апаратне забезпечення
Рівень абстрагування від устаткування (HAL)
Режим ядра
Режим
користувача
Бібліотека підсистеми Win32 Бібліотека підсистеми POSIX
Процес підсистеми Win32 Процес підсистеми POSIX
Програми
POSIX
Програми
Win32
Службові
процеси
19/19Лекція 2
Об'єктна архітектура
(Windows)
 Імена об'єктів організовані в єдиний простір імен
 Об’єкти надають універсальний інтерфейс для доступу до
системних ресурсів
 Доступ до усіх об'єктів здійснюється однаково
 Після створення об'єкта, або після отримання доступу до
наявного, менеджер об'єктів повертає прикладній програмі
дескриптор об'єкта (object handle)
 Забезпечено захист ресурсів
 Кожну спробу доступу до об'єкта розглядає підсистема
захисту
Об'єкт має заголовок і тіло. Структура заголовка об'єкта:
 Ім'я об'єкта, його місце у просторі імен
 Дескриптор захисту
 Витрата квоти (ціна відкриття дескриптора об'єкта)
 Список процесів, що отримали доступ до дескрипторів
об'єкта

More Related Content

What's hot

Gerência de Armazenamento: Interface do Sistema de Arquivos
Gerência de Armazenamento: Interface do Sistema de ArquivosGerência de Armazenamento: Interface do Sistema de Arquivos
Gerência de Armazenamento: Interface do Sistema de Arquivos
Alexandre Duarte
 
Лекція №1
Лекція №1Лекція №1
Лекція №1
Michael Attwood
 
Course 102: Lecture 18: Process Life Cycle
Course 102: Lecture 18: Process Life CycleCourse 102: Lecture 18: Process Life Cycle
Course 102: Lecture 18: Process Life Cycle
Ahmed El-Arabawy
 
Linux Performance Tunning Memory
Linux Performance Tunning MemoryLinux Performance Tunning Memory
Linux Performance Tunning Memory
Shay Cohen
 
Linux Memory Management
Linux Memory ManagementLinux Memory Management
Linux Memory Management
Suvendu Kumar Dash
 
Escalonamento no Windows
Escalonamento no WindowsEscalonamento no Windows
Escalonamento no Windows
Fee Kosta
 
Linux Kernel Programming
Linux Kernel ProgrammingLinux Kernel Programming
Linux Kernel ProgrammingNalin Sharma
 
Course 102: Lecture 9: Input Output Internals
Course 102: Lecture 9: Input Output Internals Course 102: Lecture 9: Input Output Internals
Course 102: Lecture 9: Input Output Internals
Ahmed El-Arabawy
 
Лекція №9
Лекція №9Лекція №9
Лекція №9
Michael Attwood
 
Fuse- Filesystem in User space
Fuse- Filesystem in User space Fuse- Filesystem in User space
Fuse- Filesystem in User space
Danny Tseng
 
Linux kernel modules
Linux kernel modulesLinux kernel modules
Linux kernel modules
Dheryta Jaisinghani
 
Course 102: Lecture 8: Composite Commands
Course 102: Lecture 8: Composite Commands Course 102: Lecture 8: Composite Commands
Course 102: Lecture 8: Composite Commands
Ahmed El-Arabawy
 
Root file system
Root file systemRoot file system
Root file system
Bindu U
 
The Linux Block Layer - Built for Fast Storage
The Linux Block Layer - Built for Fast StorageThe Linux Block Layer - Built for Fast Storage
The Linux Block Layer - Built for Fast Storage
Kernel TLV
 
Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)
Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)
Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)
Pankaj Suryawanshi
 
Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2)
Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2) Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2)
Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2)
Ahmed El-Arabawy
 
Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01
Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01
Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01
jixuan1989
 
Gerências de Processos: Escalonamento de CPU
Gerências de Processos: Escalonamento de CPUGerências de Processos: Escalonamento de CPU
Gerências de Processos: Escalonamento de CPU
Alexandre Duarte
 
Gerência de Processos: Deadlocks
Gerência de Processos: DeadlocksGerência de Processos: Deadlocks
Gerência de Processos: Deadlocks
Alexandre Duarte
 
Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)
Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)
Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)
Ahmed El-Arabawy
 

What's hot (20)

Gerência de Armazenamento: Interface do Sistema de Arquivos
Gerência de Armazenamento: Interface do Sistema de ArquivosGerência de Armazenamento: Interface do Sistema de Arquivos
Gerência de Armazenamento: Interface do Sistema de Arquivos
 
Лекція №1
Лекція №1Лекція №1
Лекція №1
 
Course 102: Lecture 18: Process Life Cycle
Course 102: Lecture 18: Process Life CycleCourse 102: Lecture 18: Process Life Cycle
Course 102: Lecture 18: Process Life Cycle
 
Linux Performance Tunning Memory
Linux Performance Tunning MemoryLinux Performance Tunning Memory
Linux Performance Tunning Memory
 
Linux Memory Management
Linux Memory ManagementLinux Memory Management
Linux Memory Management
 
Escalonamento no Windows
Escalonamento no WindowsEscalonamento no Windows
Escalonamento no Windows
 
Linux Kernel Programming
Linux Kernel ProgrammingLinux Kernel Programming
Linux Kernel Programming
 
Course 102: Lecture 9: Input Output Internals
Course 102: Lecture 9: Input Output Internals Course 102: Lecture 9: Input Output Internals
Course 102: Lecture 9: Input Output Internals
 
Лекція №9
Лекція №9Лекція №9
Лекція №9
 
Fuse- Filesystem in User space
Fuse- Filesystem in User space Fuse- Filesystem in User space
Fuse- Filesystem in User space
 
Linux kernel modules
Linux kernel modulesLinux kernel modules
Linux kernel modules
 
Course 102: Lecture 8: Composite Commands
Course 102: Lecture 8: Composite Commands Course 102: Lecture 8: Composite Commands
Course 102: Lecture 8: Composite Commands
 
Root file system
Root file systemRoot file system
Root file system
 
The Linux Block Layer - Built for Fast Storage
The Linux Block Layer - Built for Fast StorageThe Linux Block Layer - Built for Fast Storage
The Linux Block Layer - Built for Fast Storage
 
Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)
Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)
Linux Memory Management with CMA (Contiguous Memory Allocator)
 
Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2)
Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2) Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2)
Course 102: Lecture 16: Process Management (Part 2)
 
Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01
Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01
Apache IoTDB 的前世今生与部分技术细节 2020-01
 
Gerências de Processos: Escalonamento de CPU
Gerências de Processos: Escalonamento de CPUGerências de Processos: Escalonamento de CPU
Gerências de Processos: Escalonamento de CPU
 
Gerência de Processos: Deadlocks
Gerência de Processos: DeadlocksGerência de Processos: Deadlocks
Gerência de Processos: Deadlocks
 
Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)
Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)
Course 102: Lecture 27: FileSystems in Linux (Part 2)
 

Viewers also liked

Entrepreneurship
EntrepreneurshipEntrepreneurship
Entrepreneurship
Arslan Rafiq
 
Are You Afraid of the Dark?
Are You Afraid of the Dark?Are You Afraid of the Dark?
Are You Afraid of the Dark?
misshivi_xo
 
Question 4 media studies
Question 4 media studiesQuestion 4 media studies
Question 4 media studies
Nicole Armstrong
 
Obra aberta
Obra aberta Obra aberta
Obra aberta
Sara Loureiro
 
Iso9000
Iso9000Iso9000
Popeye - A creativity in itself
Popeye - A creativity in itselfPopeye - A creativity in itself
Popeye - A creativity in itself
Kunal Agrawal
 
Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.
Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.
Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.
Abiodun Fawole
 
LA CARIES
LA CARIESLA CARIES
LA CARIES
maalderi331
 
Voyage en chine 2015
Voyage en chine 2015Voyage en chine 2015
Voyage en chine 2015
CDILEF
 
INHALASI TOKSIK
INHALASI TOKSIKINHALASI TOKSIK
INHALASI TOKSIK
Muhammad Nasrullah
 
Planificacion narracion-analisis-avidencias
Planificacion narracion-analisis-avidencias Planificacion narracion-analisis-avidencias
Planificacion narracion-analisis-avidencias
Evelyn Gonzalez
 
Sistem Kardiovaskular Jantung
Sistem Kardiovaskular JantungSistem Kardiovaskular Jantung
Sistem Kardiovaskular Jantung
kakapalapes
 
Concept 34 Low Resolution
Concept 34 Low ResolutionConcept 34 Low Resolution
Concept 34 Low Resolution
Philip O'Donnell
 
BRONCHIAL ASTHMA
BRONCHIAL ASTHMABRONCHIAL ASTHMA
BRONCHIAL ASTHMA
Muhammad Nasrullah
 
Rational use of Otc medications
 Rational use of Otc medications Rational use of Otc medications
Rational use of Otc medications
Kirsha K S
 
Лекція №16
Лекція №16Лекція №16
Лекція №16
Michael Attwood
 
In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015
In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015
In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015
Brian McDowell
 
Pelayanan igd dan standar akreditasi
Pelayanan igd dan standar akreditasiPelayanan igd dan standar akreditasi
Pelayanan igd dan standar akreditasi
Jumpa Utama Amrannur
 

Viewers also liked (20)

Entrepreneurship
EntrepreneurshipEntrepreneurship
Entrepreneurship
 
Are You Afraid of the Dark?
Are You Afraid of the Dark?Are You Afraid of the Dark?
Are You Afraid of the Dark?
 
Fudan interview
Fudan interviewFudan interview
Fudan interview
 
Question 4 media studies
Question 4 media studiesQuestion 4 media studies
Question 4 media studies
 
Obra aberta
Obra aberta Obra aberta
Obra aberta
 
Iso9000
Iso9000Iso9000
Iso9000
 
Popeye - A creativity in itself
Popeye - A creativity in itselfPopeye - A creativity in itself
Popeye - A creativity in itself
 
Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.
Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.
Atlantic Resort Victoria Island, Lagos, Nigeria.
 
LA CARIES
LA CARIESLA CARIES
LA CARIES
 
Voyage en chine 2015
Voyage en chine 2015Voyage en chine 2015
Voyage en chine 2015
 
INHALASI TOKSIK
INHALASI TOKSIKINHALASI TOKSIK
INHALASI TOKSIK
 
Planificacion narracion-analisis-avidencias
Planificacion narracion-analisis-avidencias Planificacion narracion-analisis-avidencias
Planificacion narracion-analisis-avidencias
 
Sistem Kardiovaskular Jantung
Sistem Kardiovaskular JantungSistem Kardiovaskular Jantung
Sistem Kardiovaskular Jantung
 
Concept 34 Low Resolution
Concept 34 Low ResolutionConcept 34 Low Resolution
Concept 34 Low Resolution
 
BRONCHIAL ASTHMA
BRONCHIAL ASTHMABRONCHIAL ASTHMA
BRONCHIAL ASTHMA
 
Rational use of Otc medications
 Rational use of Otc medications Rational use of Otc medications
Rational use of Otc medications
 
Paula rego
Paula regoPaula rego
Paula rego
 
Лекція №16
Лекція №16Лекція №16
Лекція №16
 
In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015
In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015
In-House Tips and Tricks: Pubcon 2015
 
Pelayanan igd dan standar akreditasi
Pelayanan igd dan standar akreditasiPelayanan igd dan standar akreditasi
Pelayanan igd dan standar akreditasi
 

Similar to Лекція №2

Л2-Архітектура та ресурси.pdf
Л2-Архітектура та ресурси.pdfЛ2-Архітектура та ресурси.pdf
Л2-Архітектура та ресурси.pdf
dingo47
 
IIHE-Lecture-3_2
IIHE-Lecture-3_2IIHE-Lecture-3_2
IIHE-Lecture-3_2
Georgii Zhabieiev
 
Операційні системи і їх реалізація
Операційні системи і їх реалізаціяОпераційні системи і їх реалізація
Операційні системи і їх реалізація
Alexandra Ilina
 
OS_Lecture_01_2017.pdf
OS_Lecture_01_2017.pdfOS_Lecture_01_2017.pdf
OS_Lecture_01_2017.pdf
dingo47
 
IIHE-Lecture-3_1
IIHE-Lecture-3_1IIHE-Lecture-3_1
IIHE-Lecture-3_1
Georgii Zhabieiev
 
Операційні системи
Операційні системи Операційні системи
Операційні системи
диапма штемпель
 
Класифікація програмних продуктів
Класифікація програмних продуктівКласифікація програмних продуктів
Класифікація програмних продуктів
Екатерина Осадчая
 
Lec15 архiтектура та проектування компонентних систем
Lec15 архiтектура та проектування компонентних системLec15 архiтектура та проектування компонентних систем
Lec15 архiтектура та проектування компонентних систем
cit-cit
 
урок 6
урок 6урок 6
урок 6
урок 6урок 6
урок 6
School5uman
 
урок 8
урок 8урок 8
Програмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіїв
Програмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіївПрограмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіїв
Програмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіїв
jap2006
 
Урок 3
Урок 3Урок 3
КОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWS
КОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWSКОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWS
КОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWS
Екатерина Осадчая
 
Сучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютера
Сучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютераСучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютера
Сучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютера
Максим Павленко
 
Lec13 14 багатопоточнiсть
Lec13 14 багатопоточнiстьLec13 14 багатопоточнiсть
Lec13 14 багатопоточнiсть
cit-cit
 

Similar to Лекція №2 (20)

Л2-Архітектура та ресурси.pdf
Л2-Архітектура та ресурси.pdfЛ2-Архітектура та ресурси.pdf
Л2-Архітектура та ресурси.pdf
 
IIHE-Lecture-3_2
IIHE-Lecture-3_2IIHE-Lecture-3_2
IIHE-Lecture-3_2
 
Операційні системи і їх реалізація
Операційні системи і їх реалізаціяОпераційні системи і їх реалізація
Операційні системи і їх реалізація
 
OS_Lecture_01_2017.pdf
OS_Lecture_01_2017.pdfOS_Lecture_01_2017.pdf
OS_Lecture_01_2017.pdf
 
IIHE-Lecture-3_1
IIHE-Lecture-3_1IIHE-Lecture-3_1
IIHE-Lecture-3_1
 
Операційні системи
Операційні системи Операційні системи
Операційні системи
 
Класифікація програмних продуктів
Класифікація програмних продуктівКласифікація програмних продуктів
Класифікація програмних продуктів
 
Lec15 архiтектура та проектування компонентних систем
Lec15 архiтектура та проектування компонентних системLec15 архiтектура та проектування компонентних систем
Lec15 архiтектура та проектування компонентних систем
 
Golovinskiy hpc day 2011
Golovinskiy hpc day 2011Golovinskiy hpc day 2011
Golovinskiy hpc day 2011
 
урок 6
урок 6урок 6
урок 6
 
Planyvannja
PlanyvannjaPlanyvannja
Planyvannja
 
урок 6
урок 6урок 6
урок 6
 
урок 8
урок 8урок 8
урок 8
 
Програмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіїв
Програмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіївПрограмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіїв
Програмне забезпечення для оптимізації систем і дефрагментації носіїв
 
Razdel6
Razdel6Razdel6
Razdel6
 
Урок 3
Урок 3Урок 3
Урок 3
 
КОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWS
КОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWSКОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWS
КОНЦЕПЦІЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ WINDOWS
 
информатика. ос
информатика. осинформатика. ос
информатика. ос
 
Сучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютера
Сучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютераСучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютера
Сучасні інформаційні технології. Лекція 2. Архітектура персонального комп’ютера
 
Lec13 14 багатопоточнiсть
Lec13 14 багатопоточнiстьLec13 14 багатопоточнiсть
Lec13 14 багатопоточнiсть
 

Лекція №2

  • 2. 2/19Лекція 2 План лекції  Поняття архітектури операційної системи  Ядро і системне програмне забезпечення  Привілейований режим і режим користувача  Монолітна архітектура  Багаторівнева архітектура  Мікроядрова архітектура  Архітектура ОС UNIX і Windows  Об'єктна архітектура
  • 3. 3/19Лекція 2 Основні функції ОС  Керування процесами і потоками  Керування пам'яттю  Керування введенням-виведенням  Керування файлами (файлові системи)  Мережна підтримка  Безпека даних  Інтерфейс користувача
  • 4. 4/19Лекція 2 Базові поняття  Архітектура операційної системи визначає набір і структурну організацію компонентів, кожний з яких відповідає за певні функції, а також порядок взаємодії цих компонентів між собою та із зовнішнім середовищем.  Фундаментальні можливості, які надають компоненти ОС, становлять механізм (mechanism). Рішення щодо використання цих можливостей визначають політику (policy). Механізм може бути відокремленим від політики, тоді компонент, що його реалізує, називають “вільним від політики” (policy-free).  Базові компоненти ОС, які відповідають за найважливіші функції і виконуються у привілейованому режимі (і зазвичай перебувають у пам'яті постійно), називають ядром операційної системи (operating system kernel).
  • 5. 5/19Лекція 2 Ядро і системне програмне забезпечення  Ядро  Виконується в привілейованому режимі  Постійно перебуває в оперативній пам'яті  Зазвичай виконує такі функції: • Обробка переривань • Керування пам'яттю • Керування введенням/виведенням  Системне програмне забезпечення  Системні програми (утиліти) • Командний інтерпретатор • Програми резервного копіювання та відновлення даних • Засоби діагностики та адміністрування  Системні бібліотеки
  • 6. 6/19Лекція 2 Привілейований режим і режим користувача  Привілейований режим (режим ядра)  Дозволяє втручатись в роботу будь-якої програми (наприклад, для перемикання контекстів або для розв'язання конфліктів)  Режим користувача  Не дозволяє критичні команди (зупинка системи, перемикання контекстів, прямий доступ до пам'яті з заданими межами та до пристроїв введення-виведення)  Доступ до функцій ядра здійснюється через системні виклики  Необхідна апаратна підтримка з боку процесора
  • 7. 7/19Лекція 2 Типова архітектура ОС: ядро у привілейованому режимі Ядро Утиліти ОС Прикладні програми користувача Режим користувача Привілейований режим
  • 8. 8/19Лекція 2 Архітектура ОС Novell NetWare: ядро і прикладні програми в одному режимі  Перевага – швидкодія  Недолік – відсутній захист Ядро Завантажувані модулі NLM Режим користувача Привілейований режим
  • 9. 9/19Лекція 2 Різні архітектури ОС  Монолітні системи  Усі компоненти знаходяться в ядрі  Немає чіткої ієрархії компонентів  Багаторівневі системи  Компоненти утворюють ієрархію рівнів (шарів)  Кожний рівень спирається на функції попереднього рівня  Мікроядрова архітектура  Реалізація більшості функцій винесена за межі ядра у прикладні сервери  Ядро підтримує взаємодію між компонентами
  • 10. 10/19Лекція 2 Архітектура системи UNIX (монолітне ядро) Прик ладні програми Системні послуги Базові послуги init inetd routed getty XDesktop sh cc lp vi cat Ядро Користувачі Система друкування Термінал Мереж а Система розробк и
  • 12. 12/19Лекція 2 Структура ядра UNIX Програми к ористувача Системні бібліотек и І нтерфейс системних вик лик ів Файлова підсистема Підсистема к ерування процесами Планувальник Між процесова взаємодія Керування пам’яттю Буферний к еш Підсистема введення-виведення Засоби к ерування апаратурою Апаратне забезпечення Рівень к ористувача Рівень ядра Рівень апаратури
  • 14. 14/19Лекція 2 Концепція багаторівневої системи f1 f2 Рівень k Рівень k+1 Міжрівневий інтерфейс
  • 15. 15/19Лекція 2 Структура ядра багаторівневої системи  Засоби апаратної підтримки ОС  Засоби абстрагування від устаткування (hardware abstraction layer, HAL)  Засоби, що реалізують базові механізми ядра  Засоби керування ресурсами (менеджери ресурсів)  Інтерфейс системних викликів Устаткування
  • 16. 16/19Лекція 2 Мікроядрова архітектура Мікроядро Утиліти ОС Прикладні програми користувача Режим користувача Привілейований режим Сервери ОС
  • 17. 17/19Лекція 2 Вертикальна декомпозиція архітектури ОС Windows Прик ладне програмне забезпечення DLL Захищені сервери / Засоби адміністрування Ядро Апаратне забезпечення Непривілейовані інструк ції Системні сервіси Зв’язок між процесами Реж им к ористувача Реж им ядра
  • 18. 18/19Лекція 2 Базові компоненти ОС Windows NT Менеджероб’єктів Засіблокального викликупроцедур Менеджер віртуальноїпам’яті Менеджерпроцесів іпотоків Менеджер plug-and-play Менеджеркеша Менеджер енергоспоживання Менеджер конфігурації Довідковиймонітор безпеки Менеджер введення- виведення Віконнаі графічна підсистеми Драйвери пристроїві ФС Графічні драйвери Мікроядро Програмний інтерфейс виконавчої системи Бібліотека системного інтерфейсу Апаратне забезпечення Рівень абстрагування від устаткування (HAL) Режим ядра Режим користувача Бібліотека підсистеми Win32 Бібліотека підсистеми POSIX Процес підсистеми Win32 Процес підсистеми POSIX Програми POSIX Програми Win32 Службові процеси
  • 19. 19/19Лекція 2 Об'єктна архітектура (Windows)  Імена об'єктів організовані в єдиний простір імен  Об’єкти надають універсальний інтерфейс для доступу до системних ресурсів  Доступ до усіх об'єктів здійснюється однаково  Після створення об'єкта, або після отримання доступу до наявного, менеджер об'єктів повертає прикладній програмі дескриптор об'єкта (object handle)  Забезпечено захист ресурсів  Кожну спробу доступу до об'єкта розглядає підсистема захисту Об'єкт має заголовок і тіло. Структура заголовка об'єкта:  Ім'я об'єкта, його місце у просторі імен  Дескриптор захисту  Витрата квоти (ціна відкриття дескриптора об'єкта)  Список процесів, що отримали доступ до дескрипторів об'єкта