Что такое операционная система

Начинаем мы со знакомства.

Обратите внимание, что перед вами на экране какая-то штука, в которой не по русски всё написано. Это следствие того, чт уст. дистрибути под названием Lite, задачей котрого явл. экономить ресурсы. В частности, в кчестве desktop manager используется xdm, который трудно локализовать. прежде чем будем тыкать пальцами в логин и парль, немнго говорильни.

У нс существует три уровня, на которых мы по-разному забтимся о том, как и кем исп. ресурсы компьютера. Уровень нулевой, где никких дополнительных действий отн. доступнсти компьютера вып. не надо --- когда у нс есть в каждый ммент времени ровно одна программа, кторая расп. всеми ресурсами ()однощадачная сисьема. В этом случае, правильно или неправлиьно программа расп. ресурсами компьютера --- дело программы. Впрос такой --- много ли нужно программного обеспечения, чтобы эта программа нормально, удбно могла ими распоряжаться, нужно ли создавать какое-то прогр. окружение? Очевидно нет, поск. эта программа и есть это прогр. приложение. Типичный пример --- игровая консоль старого разлива (с картриджами). Однозадачная система. На самом деле, это не совсем так, поск. мы можем захотеть как минимум унифиц. спсоб рабты с апп. обесп.. Т есть будет некая прослойка между ресурсами и сп. польз. этими ресурсами, клторая будет скрывать особенности. Т есть, мы поменяли видеокарту, поменяли прслойку, которая предст. унифиц. пртокол, и мы можем исп. ту же самую программу. Т есть даже здесь встаёт задача унификации. Она встаёт для того, чтбы прогр. обесп. не зависело от особенностей апп. облесп.

Как только мы гворим о том, что у нас компьютер общег назначения и говорится, что им могут польз. неск программ, сразу возникает задача, кто какими ресурсами может пользоваться. Многозадачная среда. Рассм. самый простой вариант --- у нас рабтают неск. программ одна за другй. Даже в этом случае встаёт задача доступа к ресурсам, которые сущ. на протяжении всей работы программ. Например, хранилище данных. То есть оперативной памятью прогр. пользуются монопльно, а с файлами в хранилище --- свместно. Ещё более необх. разд. ресурсов возникет в системе с (псевдо)параллелизмом. Параллелизм --- когда действ. есть неск. процессров и они одн. вып. неск. прграмм. Псевдопарал --- когда происх. перек. между прграммами во время их вып. Тут встаёт вопрос о том, что все ресурсы (проц. время, память...) длжны быть разделяемыми. Например, неправильно, если дна прогр. сжрёт всё проц. время. То же самое с памятью. Разумн орг. как раздачу памяти, так и разг. доступа. Это должно быть обозначенно, и ситуции, когда одни прогр. что-то делают с чужими ресурсами, длжны быть штатными. Эт наз. разделение ресурсов.

На самм деле, тут возникает другая ещё инт. задача --- у нас один процессор, и тут впрос не только с проц. временем, но и его ресурсы (регистры), которые нельзя попилить на куски. И когда мы орг. псевдопаралл., мы должны преддусмтреть не тлько мех. времени, но и механизм сохранения этих ресурсов одной пргр. на время рабты других. Всё, чт связано с вып. процесса (fixme!), нащывается контекстом процесса. То есть, даже такая штука, как псевдопараллелизм, состоит из двух вещей: квантование времени и сохр. контекста. Что же касается разд. памяти, т тут ситуация проще, если в ней не разб. и сложнее, если разб. Условно говоря, память предст. собой посл. ячеек с номерами от 0 до сколько воткнуто. Системы, которые ведут присх. от однозадачных систем (DOS) не имели средств разделения памяти. То есть, есть неск. порграмм, каждая в свём месте памяти, но ничто не мешает одной программе испортить память другой. Поэтому нормальные С исп. аппаратные средства защиты памяти, стрничн-сегм. организацию. Вся память разделена на страницы, и при запрсе памяти, выдаются страницы в небх количестве, возм. не подряд. При этм процесс физ. адресов не видит, видит только виртуальные, и дресация вирт. непрерывна. При этом, что бы ни делать, то кроме своих страниц ничего не испортишь. Исключение --- использование shmem.

При этом разделение ресурсов касается не только процессора и памяти, но и, например, звуковая карта. То же саме тн. к любму внешнему ресурсу.

Н самом деле, есть ещё одна задача, кторой мы не вспомнили. Ещё одна задача возн., когда выясн., чт эти процессы не знют о сущ. друг друга, причём не просто не хотят, чтобы произошёл дост к ремсурсам, кторые ни хотели, но и в случае, даже если программа знает о ресурсе, он не могла им воспльзваться. Здесь мы приходим к тму, что система не просто мнгозадачная, но и задачи имеют разные права. Фктически, это означает то, что задачи делятся на группы, принад. разным плзователям. И мы переходям от системы мнгозад. к системе многозад. и многопольз. То есть, идея сост. в том, что если раньше у нас задачи были в равных правах, и главнй целью было бесп. невозм. неправильного. доступа к ресурсам, то тут задачи имеют разные права, и задача обесп. невозм. несанкц. доступа к ресурсам. Это называется ограничение ресурсов.

Мы получаем три группы задач, кторые мы должны решать, когда работаем с ОС: унификация, разделение, ограничение. Факт., это определение ОС. ОС --- такй прогр. комплекс, кторый обеспечивает унификацию, разделение, ограничение.

Пчему именно так? Вообще, нет правильного опред. ОС. Если мы уйдём в историю, то увидим, что термином мы исп. непрвильно, OS --- система исп. компьютера, которая конечно выливается в ПО, но всё-ткие. Это опр. лектору нравится тем, что из него выкинуты подробности тдельных вариантв исп. Лектор чень хотел бы избежать ситуации, когда под ОС имеется в виду нечто, когда в левой нижней части экрана есть кнопка пуск. Портому что экрана может не быть. Может не быть кнопки и мышки. Тем не менее, не надо забывать о том, что наша задача --- повыить удобство работать с компьютером, и сделть так, чтобы человек не знимался этими задачами сам. Почему DOS не операционная система, поск. он не обесп. защиту памяти, не предост. норм. разд. ресурсов. Единственное, каикие инстр. униф. и разд. представляет DOS --- файловая система. При этом WinNT и Linux отвечают на все эти впросы утвердительно.


Сведения о ресурсах

Готовность (%)

Продолжительность (ак. ч.)

Подготовка (календ. ч.)

Полный текст (раб. д.)

Предварительные знания

Level

Maintainer

Start date

End date

0

1

1

1

1

PavelSutyrin, GeorgeTarasov, VsevolodKrishchenko


CategoryLectures CategoryPspo CategoryMpgu CategoryUneex