Интерфейсные оболочки. Операционная среда

1.   Интерфейсные оболочки. Операционная среда.

Интерфейсные оболочки созданы для более удобного взаимодействия пользователя с ОС. Их основное назначение либо расширить возможности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности. Примеры интерфейсных оболочек: для Unix - xWINDOW, для Linux: - KDE, для OS/2 – Presentation Manager, PM shell Object Desktop, для Windows – Explorer.

Термин операционная среда означает соответствующий интерфейс, необходимый программам для обращения к операционной системе, с целью получения определенного сервиса. (напр. выполнить операцию ввода/вывода. освободить участок памяти, и т. п.) Операционная среда – системное программное окружение в котором могут выполняться программы созданные по правилу работы этой среды. Операционная среда определяется программными интерфейсами, т. е. API – application program interface. Интерфейсом прикладного программирования, который включает в себя управление процессами, памятью, вводом/выводом. Ряд ОС могут организовать выполнение программ, созданных для других ОС, т. е. соответствующая операционная среда организуется в ОС, в рамках отдельной виртуальной машины.

Параллельное существование терминов операционная система и операционная среда, связано с тем, что операционная система поддерживать в общем случае несколько операционных сред. Операционная среда может включать несколько интерфейсов, в частности пользовательский и программный.

2.   Классификация ОС.

Операционные системы разделяются 1)По назначению. Прежде всего ОС разделяют на системы общего и специального назначения. ОС специального назначения в свою очередь разделяют на ОС для переносных микрокомпьютеров (карманные PC) и различных встроенных систем.

2)По режиму обработки задач. Различают ОС обеспечивающие однопрограммный и мультипрограммный режимы. Под мультипрограммным режимом понимают способ организации вычислений, когда на однопроцессорной машине создается видимость выполнения нескольких программ. Различие между мультипрограммным и мультизадачным режимом в том, что в мультипрограммном режиме обеспечивается параллельное выполнение нескольких приложений и при этом программист прикладные программы не должен заботится об организации их параллельной работы эти функции на себя берет ОС, она распределяет между выполняющимися приложениями ресурсы вычислительной системы. Осуществляет необходимую синхронизацию вычислений и взаимодействие. Мультизадачный режим наоборот предполагает, что забота о параллельном выполнении и взаимодействии приложений ложится на прикладных программистов. Современные ОС для персональных компьютеров реализуют как мультипрограммный, так и мультизадачный режимы.

При организации работы с вычислительной системой в диалоговом режиме можно говорить об однопользовательских (однотерминальных и мультитерминальных ОС) в мультитерминальных ОС могут работать одновременно несколько пользователей, каждый со своего терминала. Для организации мультитерминального доступа к вычислит. системе необходимо обеспечить мультипрограммный режим работы. Примером мультитерминальной ОС явл. Linux.

3) По способу взаимодействия с системой. Основной особенностью ОС реального времени является обеспечение обработки поступающих заданий в течение заданных интервалов времени, которые нельзя превышать. Мультипрограммирование является основным средством повышения производительности системы. Лучшие характеристики по производительности обеспечиваются для систем реального времени однотерминальными ОС реального времени. Средства организации мультипрограммного режима всегда замедляют работу системы в целом, но расширяют функциональные возможности системы. Одной из таких систем является QNX.

4) По способу построения. По своему архитектурному принципу ОС разделяются на микроядерные и монолитные, примером микроядерной является ОС QNX, примером монолитной – Windows 9.XX, 200.

3.   С какой целью в ОС вводится специальный программный модуль, наз. супервизор прерываний?

Во многих ОС 1 секция обработки прерываний выделяется в специальный программный модуль наз. супервизором прерываний.

Сей модуль сохраняет в дескрипторе текущей задачи рабочие регистры процессора, которые определяют контекст прерываемого вычислительного процесса. Определяет ту подпрограмму, которая должна выполнять действия связанные с обслуживанием текущего запроса на прерывание. Перед тем. как передать управление этой подпрограмме супервизор прерываний устанавливает необходимый режим обработки прерывания. После выполнения подпрограммы управление передается вновь супервизору, но уже на тот модуль, который занимается диспетчеризацией задач. Диспетчер задач в свою очередь, в соответствии с принятым режимом распределения процессорного времени между выполняющимися процессами восстановит контекст той задачи, которой будет решено выделить процессор.

Обработка прерываний при участии супервизора ОС.

1.   отключение прерываний. Производится в соотв. модулях ОС. Сохранение контекста прерванной задачи. Установка режима системы прерываний.

2.   определение адреса программного модуля. который обслуживает запрос на прерывание и передача управления на него. Включение подпрограммы обработки прерываний.

Диспетчер задач: выбор готовой к выполнению задачи на основе принятой дисциплины обслуживания. Восстановление контекста прерванной задачи. Установление прежнего режима работы системы прерываний и передача управления этой задаче.

№4