Виды и категории операционных систем

Виды операционных систем:

1. "Пассивная сущность". Философия этого типа - это типичный подход программного оператора. Системные функции выглядят как расширения языка программирования пользователя. Расширения языка осуществлены как подсистемы (наборы модулей), причем эти подсистемы практически не взаимосвязаны. Система отвечает на запросы пользователя, но остается пассивной сущностью, ненавязчивой.

2. Подход монитор-менеджер. ОС выглядит как набор ресурсов, находящихся под управлением монитора. В каждый момент времени монитор может использовать только один процесс. Процесс, которому нужен монитор, ставится в очередь, если последний обслуживает другой процесс. Менеджер объединяет в себе идеи монитора и процесса, то есть он является динамической сущностью. Менеджер обеспечивает немедленную обработку каждого запроса; он блокирован только тогда, когда ожидает команд или ответов.

3. Методология "абстрактной машины". В этом случае ОС обеспечивает пользователя набором возможностей, существенно отличных и существенно расширенных по сравнению со средствами, предоставляемыми аппаратной частью.

4. Методология виртуальной машины. Виртуальная машина обеспечивает эффективное существование одной или нескольких полных систем вычислительных машин, что в результате предоставляет многоцелевую систему. Виртуальная машина обычно реализуется посредством программы-монитора виртуальной машины, которая выполняется на реальной аппаратной части машины и обеспечивает набор виртуальных ресурсов, некоторые из которых могут физически не существовать. Под управлением монитора виртуальной машины различные пользователи могут работать с различными ОС, и, таким образом, устанавливать свои собственные программные окружения.

Две категории ОС:

· ориентированная на сообщение модель - характеризуется имеющимися в ее распоряжении процессами. Процессы могут получать и посылать сообщения, ожидать их получения, опрашивать состояния этих сообщений. Ожидающий сообщение процесс становится активным после получения сообщения от соответствующего процесса. Обычно процесс помещается в очередь готовых к выполнению процессов и ждет своего часа, однако если его приоритет выше других процессов, он начинает выполняться. Прерывания рассматриваются как сообщения от устройств, посылаемые программам обслуживания - драйверам. В такой системе число процессов и их связи заранее известны и остается относительно статичным. Этот стиль применяется для задач сбора, обработки и накопления информации, в процессах управления, в командах, управляющих и коммуникационных системах, в которых процессы связаны с ресурсами системы.

Особенности модели:

1. Синхронизация среди процессов и очереди за ресурсами реализуются в виде очередей процессов, ожидающих сообщения от процессов, взаимодействующих с этими ресурсами.

2. Периферийные устройства рассматриваются как процессы, в которых операция, выполняемая на устройстве, является результатом сообщения, посланного устройству.

3. Приоритеты обычно статично установлены во время проектирования системы.

4. В каждый момент времени процесс может работать только с одним сообщением.

5. Процессы относительно независимы по функциям.

· ориентированная на процедуры модель - характеризуется быстрой сменой контекста, осуществляемой за счет эффективных системных вызовов. Взаимодействие процессов достигается при помощи блокировок, семафоров и событий. При этом процесс стремится захватить ресурс и, вероятно, будет вынужден ждать очереди до тех пор, пока какой-нибудь другой процесс не освободит этот ресурс. Право на процессор дается тогда, когда освобождается ресурс, захваченный процессом с более высоким приоритетом. Создание и удаление процессов в такой системе выполняется просто, коммуникационные каналы устанавливаются и уничтожаются по мере необходимости.

Особенности модели :

1. Синхронизация процессов и очереди за дефицитными ресурсами реализуются в виде очередей процессов, ожидающих срабатывания связанных с этими ресурсами семафоров.

2. Данные разделяются непосредственно среди процессов.

3. Процессы владеют ресурсами относительно короткие промежутки времени.

4. Периферийные устройства рассматриваются как ресурсы, захватываемые процессом на время выполнения операции ввода-вывода.

5. Процессы имеют динамические приоритеты, связанные либо с функциями, либо с ресурсами.

6. Для системных ресурсов требуется глобальная, описывающая их схема, необходимая для того, чтобы все процессы имели простой доступ к ресурсам.