Функции и структуры операционных систем Windows и Linux

Опубликованно 09.02.2019 12:40

С системной точки зрения, структура ОС обеспечивает распределение ресурсов, совместно управляет дисков, сети, процессоры, предоставление общих услуг, необходимых для множество различных программ для файлов техническое обслуживание, управление процессами, доступ к принтеру и защиты индивидуальных программ, от вирусов. Принцип работы системы

Большинство структур операционной системы используется подход многослойности каждой задачи, включая файловую систему. Каждый уровень отвечает за определенные действия.

Когда прикладная программа запрашивает файл, первый запрос будет отправлен в логической файловой системы. Он содержит метаданные, файловые структуры и каталогов. Если прикладная программа не имеет необходимых прав доступа к файлу, этот слой генерирует сообщение об ошибке.

Логической файловой системы проверьте путь к файлу. Как правило, они подразделяются на разные логические блоки хранятся на жестком диске и извлекать из жесткого диска. Последний подразделяется на различные дорожки и секторы. Поэтому, для того, чтобы сохранять и извлекать файлы, логические единицы структуры операционной системы должны быть сопоставлены с физическими блоками. Это сопоставление осуществляется с помощью файла module. Он также отвечает за управление свободным пространством.

После того как файл модуля решил, что физический блок требуется для прикладной программы, он передает эту информацию в файловой системе. Эта базовая система отвечает за выдачу команд управления вводом / выводом для получения этих блоков. Управления ввода и вывода содержат кодами, с помощью которых он может получить доступ к жесткому диску. Эти коды известны как драйверы устройств. Контроль ввода / вывода также отвечает за обработку прерываний. Типы

Существующая структура операционной системы и позволяет пользователю приложения программам взаимодействовать с оборудованием системы. Поскольку операционная система представляет собой сложную структуру, он должен быть создан с особой тщательностью, так что вы можете легко использовать и изменять. Простой способ сделать это-создать ее по частям. Каждая из этих частей должны быть четко определены с указанным входы, выходы и функции.

Существует множество операционных систем, которые имеют достаточно простую структуру. Они начинали как небольшая система и быстро расширяется гораздо дальше, чем их первоначальные планы. Типичным примером этого является МС-Дос.

Современная система должна иметь модульную структуру и функции операционной системы, в отличие от МС-Дос. Это приводит к усилению контроля компьютерной системы и ее приложений. Модульная конструкция также позволяет программистам скрывают информацию, необходимую и выполнение внутренних процедур, так как они считают нужным, без изменения внешних характеристик. Одним из способов достижения модульности операционной системы является многоуровневый подход, или создавая многоуровневую структуру.

В нижнем слое аппаратные и самый верхний слой пользовательского интерфейса. Слои могут скрыть некоторые структуры и функционирования их верхние слои. Одна проблема с многоуровневой структурой, каждый слой должен быть тщательно определены, потому что верхние слои можно использовать функцию, только снизу. Дизайн архитектуры ОС

Дизайн традиционно следуют принципу разделения интересов. Это предполагает структурирование операционной системы на относительно независимые части, которые обеспечивают простые индивидуальные функции, тем самым сохраняя сложность конструкции управляемым. В дополнение к управлению сложность ОС, это может повлиять на основные функции, такие как надежность или эффективность.

Операционная система имеет различные привилегии, которые позволяют ему получить доступ к другим защищенным ресурсам, таким как физические устройства или памяти приложения. Когда эти привилегии имеют частей, которые в ней нуждаются, а не в целом, возможности для злоупотреблений как случайных и вредоносных программ снижается.

Неисправность в системе может отрицательно сказаться на эффективности из-за дополнительных расходов, связанных с обменом данными между отдельными частями. Эти издержки могут быть усугублены в сочетании с механизмами оборудования, используемых для предоставления льгот. Современное монолитное строительство

Монолитная конструкция не создает особые условия для природы операционной системы. Хотя он участвует в разделении проблемы на работе, это не ограничивает права отдельных частей системы, которые работают с максимальными привилегиями. Накладные расходы на коммуникации внутри монолитной системы такие же, как и данных службы, а также любого другого программного обеспечения.

СР/M и DOS простые примеры монолитных операционных системах. Это система, которая делиться приложениями с помощью одного адресного пространства. В CP/M-это 16-битное адресное пространство начинается с системных переменных и области применения и заканчивается тремя частями: КПК - командный процессор консоли; BDOS - основной ОС; BIOS - базовая система ввода-вывода.

В 20-битная DOS адресное пространство начинается с массивом векторов прерываний и системные переменные, последовал за демоном и область применения, и заканчивается блок памяти, используемой видеокарту и БИОС. В большинстве современных систем, включая структуру Linux и ОС Windows, также считать монолитным, хотя они конечно значительно отличаются от простых примеров из CP/M и DoS-атак. Система слой

Многоуровневый дизайн архитектура операционной системы пытается добиться надежности, структурирование архитектуры на слои с различными привилегиями. Наиболее привилегированный уровень будет содержать код, связанный с обработка прерываний и переключение контекста, слои выше, что бы следовать с драйвера устройств, управление памятью, файловые системы, пользовательский интерфейс, и, наконец, наименее привилегированный уровень содержит приложения.

Размером является ярким примером многоуровневой системы, разработанные с 8 слоев, которые складываются в защитное кольцо, границы которых можно пересечь только с помощью специальных инструкций. Однако, современные системы не используют многослойные конструкции, потому что он является для общества и требует специальной аппаратной поддержки. Дизайн микроядро

Микроядро дизайн архитектура системы обеспечивает надежность. Привилегии его отдельных частей, будут максимально ограничены, а отношения между ними зависит от специальных механизмов, которые, при необходимости, обеспечить соблюдение права. Затраты на коммуникации в рамках системы с микроядрами может быть выше, чем затраты на коммуникации в рамках других программ. Исследования показали, что эти накладные расходы являются управляемыми.

Опыт разработки микроядра означает, что только очень немногие отдельные части системы имеют больше привилегий, чем обычные приложения. Таким образом, конструкция микроядра приводит к небольшому ядру системы, с последующим дополнительным приложениям, которые обеспечивают большинство функций системы.

Маха является ярким примером микроядра, который используется в современных системах, включая системы NeXTSTEP и OpenStep, и в частности, с OS X. В большинстве исследований систем также будет рассматриваться как ОС с микроядрами. Виртуальных гипервизоров

Попытки упростить техническое обслуживание и улучшить использование систем с несколькими независимыми приложениями привело к идее запуска нескольких машин, работающих на одном компьютере. Просто как сердечник обеспечивает изолированное окружение для каждого размещенного приложения, виртуальные системы обеспечения гипервизора, который обеспечивает изолированную среду для каждого размещенного системы. Гипервизоры могут быть реализованы в архитектуру системы в различных вариантах.

Родной гипервизор работает на голый металл, с размещенной систем, расположенных выше в структуре системы. Это позволяет реализовать эффективную схему оборудования, расплачивается за хранение конкретной аппаратной реализации.

Хост гипервизора частично обходит потребность для конкретной аппаратной реализации, работает на другой системе. Структура системы начинается с хозяина снизу вверх, включает в себя гипервизор, а затем гостевой ОС, размещенных на гипервизоре.

Сочетание родной и принимающей подходов. Гипервизор может выполнять некоторые из ее функций на аппаратном обеспечении, и доступ к размещенной систем для реализации других функций. Типичным примером такого подхода является введение процессоры поддерживают виртуализацию на аппаратном обеспечении и использовании выделенного операционной системы получить доступ к устройствам, что Виртуальный_сервер гипервизором для других облачных систем. Гибридные операционные системы

Большинство операционных систем сегодня не строго придерживаются единой архитектуры, но являются гибридами нескольких.

Максимальная архитектура операционной системы OSX опирается на микроядре Mach для основных системных служб управления и ядра BSD дополнительные услуги. В остальном функциональность операционной системы предоставляет услуги приложение и динамически загружаемых модулей (расширений ядра): Операционная система iOS разработана компанией Apple для iPhone и iPad. Он работает с меньшим потреблением памяти и вычислительной мощности, чем Макс OS X и поддерживает сенсорный интерфейс и графика для малых экранов. ОС Android была разработана для Android смартфонов и планшетов откройте телефон альянс, прежде всего в Google. Android-это ОС с открытым исходным кодом, в отличие от iOS, которая привела к его популярности. Android имеет структуру ОС Linux и виртуальной машины Java, оптимизированная для небольших платформ. Приложения для Android разрабатываются с помощью специальной среды разработки для Java для Андроид. Микроядра и модули

Основная идея микроядра-убрать все несущественные услуги от ядра, и вместо того, чтобы реализовать их как системные приложения, тем самым делая ядро как можно более маленьким и эффективным. Мах был первым и самым известным микроядро, и теперь он является основным компонентом Mac и OSX. В Windows NT была микроядро, но оно страдает от проблем с производительностью (по сравнению с Windows 95). Улучшенная производительность для NT 4.0 путем перемещения дополнительной услуги в основную вернулся к более монолитный ХР. Другой пример микроядро ОС QNX, ОС реального времени для встраиваемых систем.

Современного этапа развития ОС является объектно-ориентированным, с относительно небольшим ядром и набором модулей, которые могут быть динамически связаны (например, Солярис). Модули похожи на слои в том, что каждая подсистема имеет четко определенные задачи и интерфейсы, но любой модуль может взаимодействовать с любым другим модулем, устраняя проблемы, проходящая через несколько промежуточных слоев. Ядро является относительно маленьким в этой архитектуре, как и микроядра не надо осуществлять передачу сообщений, поскольку модули могут напрямую взаимодействовать друг с другом. Манипуляции с файловой системой

Файл-это набор информации. Компьютеры могут хранить файлы на диске (вторичная память) для длительного хранения. Примерами носителей являются магнитные ленты, магнитные диски и оптические диски, такие как CD и DVD. Каждый из этих носителей имеет свои свойства, такие как скорость, пропускная способность, скорость передачи данных и методов доступа к данным. Файловой системы обычно организованы в каталогах для удобной навигации и использования. Эти каталоги могут содержать файлы и другие направления.

Основные виды деятельности ОС по отношению к управление файлами: Считывает или записывает в файл. Дает разрешение для программы, чтобы работать с файлом, который зависит от чтения, письма, отказ. Обеспечивает пользовательский интерфейс для создания/удаления файлов. Предоставляет интерфейс для создания резервной копии файловой системы.

В случае распределенных систем, которые представляют собой набор процессоров и не использовать память, периферийные устройства или часы, операционная система управляет обменом данными между всеми процессами.

Несколько процессов взаимодействуют друг с другом через линию связи в структуру сетевой операционной системы, процесс стратегии маршрутизации и соединения, а также проблемы конкуренции и безопасности.

Основные виды деятельности операционной системы в отношении коммуникации: Эти два процесса часто требует передачи данных между ними. Оба процесса могут находиться на одном компьютере или на разных компьютерах, но подключен через компьютерную сеть. Коммуникация может быть реализована двумя способами: либо через общую память или передавая сообщения. Функциональной операционной системы Linux

Это самая известная и наиболее используемая система с открытым исходным кодом. Многие программисты используют термин Linux сослаться на ядре Linux, а также набор программ, инструментов и услуг, которые обычно поставляются с ядром Linux. Некоторые пользователи относятся к этой коллекции GNU, как много документов включают компонентов GNU. Хотя не все установки использовать компоненты linux gnu, как часть системы. Android, например, использует структуре ядра Linux и очень мало зависит от инструментов GNU.

ОС Linux отличается от других систем: С открытым исходным кодом. Операционная система является бесплатной и доступна для публичного просмотра, редактирования пользователями с соответствующими навыками. Существует множество дистрибутивов Linux, которые содержат разные версии программного обеспечения.

Unix и Linux во многом схожи, и в самом деле, Линукс изначально был создан так же, как Unix. Оба имеют похожие инструменты, чтобы взаимодействовать с систем, инструментов программирования, моделей, файлов и других ключевых компонентов. Тем не менее, Unix-это не бесплатно.

В течение многих лет, было несколько разных систем, которые пытались быть типа Unix или Unix-совместимой, но Linux был наиболее успешным, намного превосходит своих предшественников по популярности.

Большая часть ядра Linux написана на языке программирования C ++ с небольшим количеством сборок из других языков. Каждый дистрибутив содержит сотни и тысячи программ, которые могут быть распределены вместе с ним и для каждой из этих программ. Типы файловых систем Linux

Стандартный дистрибутив Linux предлагает на выбор дискового пространства с форматами файловой структуры операционной системы, каждая из которых имеет особое значение.

Прогрессивная версия расширенной файловой системы (ВН), который в первую очередь разработан для Minix. Вторая расширенная версия (Ехт2) представляет собой усовершенствованную версию. Добавлена ext3 и улучшения производительности, системы ext4 предоставил еще больше возможностей.

Файловая система (JFS) был разработан компанией IBM для AIX и Unix. Спи в настоящее время Альтернативы для ext4 и используется там, где требуется стабильная работа при использовании очень мало ресурсов. JFS не подходит для случаев, когда мощность процессора ограничена.

Она была представлена в качестве альтернативы в ext3 с улучшенными характеристиками и расширенными функциями. Было время, когда формат файла в ОС SUSE Linux, то по умолчанию она, но позже, "Райзер" вышел из бизнеса, и SUSE не было другого выбора, кроме как обратно в ext3. В ReiserFS поддерживает динамическое расширение файлов, который является относительно развитой функции, системе не хватало некой энергетической эффективности.

XFS является высокоскоростной спи, которая направлена на параллельную обработку ввода-вывода. НАСА до сих пор использует эту файловую структуру операционной системы на своих 300-терабайтных хранилищ.

B-дерево файловой системы (файловой системой Btrfs) основное внимание уделяется отказоустойчивости, деятельность Управления, ремонт систем, конфигурации хранилища, и все еще находится в разработке. Btrfs-это не рекомендуется для производства.

Существует множество форматов файлов, доступных в Linux, но используется в сочетании с другими операционными системами: ВИС, Майкрософт в NTFS, Яблоко ГФС. Однако файловая структура операционной системы можно запустить в Linux при помощи каких инструментов, как для ntfs-3g для монтирования файловой системы NTFS, а не привилегированной под Linux. Процессора. Обмен

Процесс разделения процессора, когда две или более программ одновременно в памяти называется мультипрограммирования. Оно предполагает использование один общий процессор, и увеличивает нагрузку на организацию задач.

Назначение операционной системы, операционная система структур, связанных с мультипрограммирования: Система одновременно поддерживает несколько рабочих мест в памяти. Этот набор является подмножеством заданий, хранящихся в бассейн. Система выбирает и начинает выполнять одно из заданий в памяти. Многопрограммных операционных систем контроль состояния всех активных программ и ресурсов с помощью программы управления памятью, чтобы гарантировать, что процессор никогда не будет работать, если нет рабочих процессов для обработки.

Эта схема позволяет эффективно использовать процессор. Автор: Иван Фролов 1 декабря 2018

Категория: Гаджеты