Что не относится к основным функциям операционных систем
Введение в операционные системы
Операционная система (operating system ) – комплекс программ, предоставляющий пользователю удобную среду для работы с компьютерным оборудованием.
Операционная система позволяет запускать пользовательские программы; управляет всеми ресурсами компьютерной системы – процессором (процессорами), оперативной памятью, устройствами ввода вывода; обеспечивает долговременное хранение данных в виде файлов на устройствах внешней памяти; предоставляет доступ к компьютерным сетям.
Для более полного понимания роли операционной системы рассмотрим составные компоненты любой вычислительной системы (рис.1.1).
Взаимодействие всех программ с операционной системой осуществляется при помощи системных вызовов ( system calls) – запросов программ на выполнение операционной системой необходимых действий. Набор системных вызовов образует API – Application Programming Interface ( интерфейс прикладного программирования).
Далее рассмотрим, какие функции должны выполнять современные операционные системы.
Функции операционной системы
К основным функциям, выполняемым операционными системами, можно отнести:
Структура операционной системы
Перед изучением структуры операционных систем следует рассмотреть режимы работы процессоров.
Современные процессоры имеют минимум два режима работы – привилегированный (supervisor mode) и пользовательский (user mode).
Отличие между ними заключается в том, что в пользовательском режиме недоступны команды процессора, связанные с управлением аппаратным обеспечением, защитой оперативной памяти, переключением режимов работы процессора. В привилегированном режиме процессор может выполнять все возможные команды.
Приложения, выполняемые в пользовательском режиме, не могут напрямую обращаться к адресным пространствам друг друга – только посредством системных вызовов.
Все компоненты операционной системы можно разделить на две группы – работающие в привилегированном режиме и работающие в пользовательском режиме, причем состав этих групп меняется от системы к системе.
Основным компонентом операционной системы является ядро (kernel). Функции ядра могут существенно отличаться в разных системах; но во всех системах ядро работает в привилегированном режиме (который часто называется режим ядра, kernel mode).
Термин «ядро» также используется в разных смыслах. Например, в Windows термин «ядро» (NTOS kernel) обозначает совокупность двух компонентов – исполнительной системы (executive layer) и собственно ядра (kernel layer) [12].
Существует два основных вида ядер – монолитные ядра (monolithic kernel) и микроядра (microkernel). В монолитном ядре реализуются все основные функции операционной системы, и оно является, по сути, единой программой, представляющей собой совокупность процедур [6]. В микроядре остается лишь минимум функций, который должен быть реализован в привилегированном режиме: планирование потоков, обработка прерываний, межпроцессное взаимодействие. Остальные функции операционной системы по управлению приложениями, памятью, безопасностью и пр. реализуются в виде отдельных модулей в пользовательском режиме.
Ядра, которые занимают промежуточные положение между монолитными и микроядрами, называют гибридными (hybrid kernel).
Примеры различных типов ядер:
Обсуждение того, к какому типу относится ядро Windows NT, приведено в [5; 2]. В [2] говорится о том, что Windows NT имеет монолитное ядро, однако, поскольку в Windows NT имеется несколько ключевых компонентов, работающих в пользовательском режиме (например, подсистемы окружения и системные процессы – см. Лекцию 4 «Архитектура Windows»), то относить Windows NT к истинно монолитным ядрам нельзя, скорее к гибридным.
Кроме ядра в привилегированном режиме (в большинстве операционных систем) работают драйверы (driver) – программные модули, управляющие устройствами.
В состав операционной системы также входят:
Пользовательские оболочки реализуют один из двух основных видов пользовательского интерфейса:
Пример реализации текстового интерфейса в Windows – интерпретатор командной строки cmd.exe; пример графического интерфейса – Проводник Windows (explorer.exe).
Классификация операционных систем
Классификацию операционных систем можно осуществлять несколькими способами.
Требования к операционным системам
Основное требование, предъявляемое к современным операционным системам – выполнение функций, перечисленных выше в параграфе «Функции операционных систем». Кроме этого очевидного требования существуют другие, часто не менее важные [3]:
Резюме
В этой лекции приведено определение операционной системы, представлены виды программного обеспечения, рассмотрены функции и структура операционной системы. Особое внимание уделено понятию «ядра». Также приведены различные способы классификации операционных систем и требования, предъявляемые к современным операционным системам.
В следующей лекции будет представлен обзор операционных систем Microsoft Windows.
Тесты по дисциплине Операционные системы
СМОЛЕНСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ВЯЗЕМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
курс II группа(ы) Т-24, Т-24.1
Преподаватель Филиппова Кристина Сергеевна
Специальность 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах»
Рассмотрен на заседании ПЦК предметно-цикловой комиссии профессиональных дисциплин ППССЗ 09.02.01, 09.02.03, 08.02.01
Протокол от «28» августа 2017 г. № 1
Председатель ПЦК _____________ Никитина С.Ю.
Какие базовые функции ОС не выполняют модули ядра?
управление устройствами ввода-вывода.
Какие программы предназначены для обслуживания конкретных периферийных устройств?
Что дистрибутив Ubuntu имеет в качестве графической рабочей среды?
Какой из корневых разделов системного реестра хранит информацию об установленных в данный момент аппаратурных средствах?
Какие программы предназначены для обнаружения подозрительных действий при работе компьютера?
Какая программа позволяет программным способом увеличить доступное пространство на жестком диске?
Какой тип параметров реестра не существует?
Как называются программы, позволяющие создавать копии файлов меньшего размера и объединять копии нескольких файлов в один архивный файл?
Какой раздел опций позволяет изменять настройки устройств ручного ввода?
Advanced BIOS Features;
Hard Disk Boot Priority;
Standard CMOS Features;
Advanced Chipset Features
Как называются неподвижные или анимированные изображения, которые появляются на экране компьютера после какого-то времени бездействия?
тема рабочего стола;
Какие функции обеспечивает оператор R EN ?
чтение и обработка строк из текстового файла;
приостановка дальнейшей обработки пакетного файла;
внесение комментария в текст командного файла;
вывод списка доступных команд с кратким пояснением.
Какое расширение имеют пакетные командные файлы MSDOS ?
Что такое системный реестр?
область на диске для выгрузки задач;
структура с набором системных переменных;
база данных для хранения сведений о конфигурации компьютера и настроек ОС;
данные о многоуровневой очереди с обратной связью.
Какой операционной системы не существует?
Где находится BIOS?
в оперативном запоминающем устройстве;
в постоянном запоминающем устройстве.
Какой тип ОС не относится к многозадачным?
система пакетной обработки;
система реального времени;
система индивидуальной обработки.
Какая команда используется для переименования файла?
Какие команды ОС DOS называются внутренними?
команды, предназначенные для создания файлов и каталогов;
команды, встроенные в DOS;
команды, которые имеют расширения txt, doc.
Какая команда используется для создания папки из bat файла?
Для чего служит загрузчик операционной системы?
загрузки программ в оперативную память ЭВМ;
обработки команд, введенных пользователем;
считывания в память модулей операционной системы io.sys и msdos.sys;
подключения устройств ввода-вывода.
Какой подсистемы управления нет в ОС?
Как называется информационная структура, которая содержит информацию, необходимую для возобновления выполнения процесса после прерывания и поэтому сохраняемую перед прерыванием?
Какое состояние не определено для потока в системе?
Каких классов прерываний не существует?
Частьючего является файловая система?
Какую структуру образуют файлы?
Какие типы разделов поддерживает ОС Windows?
Какую информацию не содержит дескриптор процесса?
информацию о состоянии процесса;
данные о родственных процессах;
режим работы процессора.
Какой максимальный размер диска поддерживает FAT16?
Что из ниже перечисленного является недостатком файловой системы FAT?
не поддерживают разграничения доступа к файлам и каталогам;
не поддерживают длинных имен файлов;
не содержат средств поддержки отказоустойчивости.
В1 Системная служебная программа, выполняющая анализ локальных томов с последующим поиском и объединением фрагментированных файлов и папок называется…
В2 Установите соответствие между задачами и функциями интерфейса операционной системы
А Управление процессами 1 запрос на управление виртуальными устройствами
Б Управление памятью 2 запрос на выделение блока памяти
В Управление вводом-выводом 3 запуск, приостанов и снятие задачи с выполнения
Запишите в таблицу выбранные цифры
В3 Установите последовательность этапов загрузки операционной системы
Где содержится главная загрузочная запись (MBR)?
в операционной системе;
в самом первом секторе на винчестере;
в самом первом цилиндре на винчестере;
в самой первой дорожке на винчестере.
Какой из корневых разделов системного реестра содержит информацию о технологии OLE, отвечает за настройки интерфейса?
Как называется программный продукт, предназначенный для решения вспомогательных задач?
Какой вирус относится к вирусам, различающимся по среде обитания?
очень опасный вирус;
Как называется резервное копирование информации?
Что произойдет, если при загрузке не будет выбрана ни одна из предложенных операционных систем?
появится надпись, с предложением обратиться к администратору;
загрузится операционная система, которая была инсталлирована последней;
компьютер будет ждать вашего решения.
Какая команда позволяет управлять потоком вывода на дисплей?
Кто является создателем операционной системы Linux?
Какое название носят современные операционные системы компании Microsoft?
Как называется папка, которая выступает в качестве вершины файловой структуры?
папка верхнего уровня.
Названиями чего являются KDE, GNOME, Xfce?
оболочек операционной системы Linux;
Какой процесс позволяет записывать файлы в кластеры, последовательно идущие друг за другом?
Какая системная программа служит для управления всеми разделяемыми ресурсами компьютера?
диспетчер виртуальной памяти.
Какая команда используется для просмотра оглавления каталога?
Для чего используется утилита CMOS Setup?
для начальной загрузки компьютера;
для изменения текущих настроек базовой системы ввода-вывода;
для работы с графическими редакторами;
для создания резервной копии операционной системы.
Какая команда используется для приостановки выполнения командных файлов?
Какие функции выполняет операционная система?
обеспечение организации и хранения файлов;
подключения устройств ввода/вывода;
организация обмена данными между компьютером и различными периферийнымиустройствами;
организация диалога с пользователем, управление ресурсами компьютера.
Как называется исполняемый код, содержащий обращения к функциям операционной системы и через их посредство получающий доступ к ресурсам?
Какие операционные системы управляют разделением совместно используемых ресурсов?
Какой тип записи реестра не существует?
Каких смен состояний не существует в системе?
Как называется информационная структура, которая содержит информацию о процессе, необходимую ядру ОС в течение всего жизненного цикла процесса независимо от его состояния?
Какую информацию не содержит контекст процесса?
режим работы процессора;
данные о родственных процессах;
указатели на открытые файлы.
Где хранятся атрибуты файлов в файловой системе FAT?
в индексных дескрипторах;
Как называется раздел, с которого загружается ОС при запуске компьютера?
Что отражает числовое значение 12, 16, 32 в файловой системе FAT?
размер кластера на диске;
разрядность элемента в таблице FAT;
допустимое количество символов в имени файла.
Какая запись имени текстового файла является правильной?
текст, распечатанный на принтере;
поименованная область данных на внешнем носителе памяти;
программа в оперативной памяти;
единица измерения информации.
базовая система ввода-вывода;
командный язык операционной системы.
Какой вид многозадачности не существует?
кооперативная (не вытесняющая) многозадачность;
В1 Среда, в которой выполняются прикладные программы пользователей называется…
В2 Установите соответствие между командой и ее описанием: к каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца, обозначенную цифрой.
1 показывает нынешние дату и время, по системным часам ядра
2 изменение пароля пользователя
3 создание нового пользователя
4 изменение параметров пользователя
Запишите в таблицу выбранные цифры.
В3 Установите последовательность действий, производимых ядром при инициализации:
загрузка и инициализация диспетчера ввода-вывода;
загрузка системных сервисов, которые реализуют взаимодействие с пользователем.
установка системы безопасности
инициализация диспетчера памяти;
настройка драйвера файловой системы;
инициализация диспетчера объектов;
Эталон ответов для проверки результатов педагогических измерений
Курс повышения квалификации
Охрана труда
Курс профессиональной переподготовки
Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе
Курс профессиональной переподготовки
Охрана труда
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-1107522
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Минтруд представил проект программ переобучения безработных на 2022 год
Время чтения: 2 минуты
Время чтения: 2 минуты
Пик использования смартфонов приходится на 16 лет
Время чтения: 1 минута
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
В России утвердили новый порядок формирования федерального перечня учебников
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
ГЛАВА 1. Основные функции операционных систем
Введение
Для более полного понимания роли ОС рассмотрим основные составные компоненты любой вычислительной системы. Во-первых, это аппаратное обеспечение (в англоязычных странах принято называть словом hardware): процессор, память, монитор, дисковые устройства и т.д. Во-вторых, вычислительная система состоит из программного обеспечения. Все программное обеспечение принято делить на две части: прикладное и системное. К прикладному программному обеспечению, как правило, относятся разнообразные банковские и прочие бизнес-программы, игры, текстовые процессоры и т. п. Под системным программным обеспечением обычно понимают программы, способствующие функционированию и разработке прикладных программ.
ГЛАВА 1. Основные функции операционных систем
Операционная система (ОС) должна выполнять следующие функции:
— обеспечивать загрузку пользовательских программ и их выполнение (за исключением операционных систем, прошиваемых в ПЗУ);
Программы пользователя выполняются на компьютере под управлением системного программного обеспечения, реализованного в виде операционной системы (ОС). ОС выполняет достаточно много функций, из которых наиболее важными для системного программиста являются:
1) управление файлами. ОС поддерживает структуру файлов и папок (файловая система) на дисках компьютера. Это физический уровень хранения информации. Прикладные программы создают, изменяют информацию в файлах, но ОС управляет их размещением в дисковой памяти;
2) ввод/вывод информации. Прикладные программы запрашивают ввод исходных данных у системы и предоставляют результаты обработки системе с помощью прерываний. Низкоуровневые операции ввода/вывода (канальные программы) ОС выполняет без вмешательства программиста;
3) загрузка программ. Когда пользователь или прикладная программа запрашивают выполнение другой программы, загрузчик (ОС) выполняет последовательность шагов, описываемую ниже, для получения доступа к программе на диске, размещения ее в оперативной памяти и начала выполнения;
4) управление памятью. Когда загрузчик размещает программу в оперативной памяти, он выделяет достаточный объем памяти для кода программы и ее данных. Программы могут обрабатывать данные в первоначально зарезервированной области, могут освобождать ненужную память или запрашивать дополнительную память. Конкретные физические адреса оперативной памяти определяются ОС без вмешательства программиста;
5) обработка прерываний. ОС позволяет прикладным программам получать доступ к внешним устройствам посредством прерываний – специальных команд, включаемых в прикладную программу.
— обеспечивать управление памятью. Эта функция обеспечивает получение программой памяти и управление системными ресурсами;
Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой. Обычно ОС располагается в самых младших адресах, однако может занимать и самые старшие адреса. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.
Существует пять требований к управлению памятью:
В многозадачной системе доступная память разделяется множеством процессов. Эти процессы могут многократно выгружаться и вновь загружаться в основную память. Требование, чтобы выгруженная из памяти программа была вновь загружена в то место, в котором она находилась до выгрузки, является слишком большим ограничением. Желательно, чтобы программа была перемещена в другую область памяти. В связи с этим возникает необходимость в создании определенных требований к адресации. Процессор и программное обеспечение должны быть способны перевести ссылки в коде программы в реальные физические адреса, соответствующие текущему расположению программы в основной памяти.
Требование защиты также связано с возможностью выполнения одновременно нескольких процессов. Каждый процесс должен быть защищен от нежелательного воздействия других процессов. Поэтому код одного процесса не должен иметь возможности без разрешения обращаться к данным другого процесса. Требования защиты памяти должны быть удовлетворены на уровне аппаратного обеспечения, а не на уровне операционной системы, так как операционная система не в состоянии предвидеть все обращения к памяти, которые выполнит программа.
Механизм защиты должен быть гибким и обеспечивать возможность нескольким процессам обращаться к одной и той же области оперативной памяти. Процессам может потребоваться, например, совместный доступ к одним и тем же структурам данных. Система управления памятью должна обеспечивать управляемый доступ к разделяемым областям памяти.
Большинство программ организовано в виде модулей. Если ОС и аппаратное обеспечение компьютера могут эффективно работать с пользовательскими программами и данными, представленными в виде модулей, это обеспечивает ряд преимуществ.
Память компьютера разделяется, как минимум, на два уровня: основная и вторичная. Вторичная память медленнее и дешевле основной и обычно энергонезависима. Следовательно, вторичная память большой емкости может служить для долговременного хранения программ и данных, а основная память меньшей емкости – для хранения программ и данных, использующихся в текущий момент. В такой структуре основная проблема – организация потоков информации между основной и вторичной памятью. Эта задачу должна выполнять операционная система.
— обеспечивать работу с устройствами долговременной памяти (жесткие диски, магнитные ленты, оптические диски и т.п.). В этом случае ОС структурирует пользовательские данные в виде файловых систем;
Структуры данных
1. Линейные структуры (списки, вектора). Обычные списки. Адрес каждого элемента однозначно определяется его номером. Если все элементы списка имеют равную длину – вектора данных.
3. Иерархические структуры. Используются для представления нерегулярных данных. Адрес – определяется маршрутом – от вершины дерева. Файловая система – компьютера. (Маршрут может превысить – величину данных, дихотомия – всегда два разветвления – влево и вправо).
Упорядочение структур данных. Основной способ – сортировка! При добавлении нового элемента в упорядоченную структуру – возможно изменения адреса у существующих. Для иерархических структур – индексация – каждому элементу уникальный номер – который далее используется в сортировке и поиске.
· последовательность произвольного числа байтов;
· уникальное собственное имя (фактически – адрес);
· данные одного типа – тип файла.
Структура файлов. Файл представляет совокупность блоков данных, размещенных на внешнем носителе. Для произведения обмена с магнитным диском на уровне аппаратуры нужно указать номер цилиндра, номер поверхности, номер блока на соответствующей дорожке и число байтов, которое нужно записать или прочитать от начала этого блока. Поэтому во всех файловых системах явно или неявно выделяется некоторый базовый уровень, обеспечивающий работу с файлами, представляющими набор прямо адресуемых в адресном пространстве блоков.