Анализ Архитектур Ядер Операционных Систем Курсовая
Анализ Архитектур Ядер Операционных Систем Курсовая
Содержание
скрыть
Тема моего реферата заключается в анализе различных архитектур ядер операционных систем , их плюсы, минусы, преимущество над друг другом.
Я выбрал данную тему по причине ее некой актуальности. Хоть и разработка новых операционных систем как таковая не ведется (За исключением недавно прошумевшей операционной системы Российского производства «РУСЬ»), но вопрос выбора оптимальной архитектуры ядра операционной системы для определенных процессов не может быть закрыт по причине постоянного развития информационных технологий.
Ядро — центральная часть операционной системы, обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, оперативная память, внешнее оборудование. Обычно предоставляет сервисы файловой системы.
Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для его работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счет использования механизмов межпроцессного взаи модействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.
Далее как пример можно рассмотреть место ядра в таких операционных системах, как WINDOWS и UNIX
Рис.1 Место ядра в операционной системе WINDOWS
Монолитное ядро, или, как его иногда называют в противоположность микроядру, м акроядро есть тип ядра, которое включает в себя весь набор средств для взаимодействия прикладных программ с аппаратным окружением и друг с другом.
Классическое Монолитное ядро состоит из единственного загрузочного модуля, в котором реализованы все функции, возлагаемые на систему, и в частности, все сервисы, которые ядро предоставляет прикладным программам.
Принципиальной особенностью монолитного ядра является размещение всего его кода, включающего весь широкий набор его функций и данных в одном адресном пространстве и исполнение кода ядра в привилегированном режиме при невозможности его вытеснения пользовательскими процессами.
... дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.). Рис 1 2. Сравнительный анализ операционных систем 2.1. Windows XP История Windows (разработка фирмы Microsoft) берет свое ... ОС с графическим интерфейсом. Существует несколько видов операционных систем: Windows, Mac OS. 1.2. Функции операционной системы В функции операционной системы входит: осуществление диалога с пользователем; ввод-вывод ...
Старые монолитные ядра требовали перекомпиляции при любом изменении состава оборудования. Большинство современных ядер позволяют во время работы динамически подгружать модули, выполняющие части функции ядра. Такие ядра называются модульными ядрами. Возможность динамической подгрузки модулей не нарушает монолитности архитектуры ядра, так как динамически подгружаемые модули загружаются в адресное пространство ядра и в дальнейшем работают как интегральная часть ядра. Не следует путать модульность ядра с гибридной или микроядерной архитектурой.
В силу своей относительной простоты и невысоких накладных расходов монолитные ядра использовались в первых операционных системах, однако довольно быстро на смену монолитной архитектуре пришёл её улучшенный вариант — модульное ядро.
В своём классическом виде монолитное ядро сейчас встречается в основном в составе ОС для встраиваемых систем и подобных, специализированных под выполнение конкретных задач.
Термин «Модульное ядро» не является официальным общепринятым термином; Модульным ядром обычно обозначают монолитные ядра с поддержкой архитектуры подгружаемых модулей ядра. Модульное ядро появилось в результате весьма значительного совершенствования монолитного ядра. Последнее было слишком негибким, поскольку не позволяло расширять функциональные возможности ОС и добавлять поддержку новых устройств без повторной трансляции и сборки всего ядра, а зачастую требовало внесения для этого существенных изменений в уже имеющиеся компоненты.
Модульное ядро, как видно из его названия, делится на отдельные загрузочные модули ядра, причём в оперативную память они могут загружаться как все вместе, так и по отдельности, что зависит от особенностей системы, от конфигурации аппаратных средств и настроек, установленных пользователем. Однако, как и в случае монолитного ядра, все модули ядра по-прежнему находятся в общем адресном пространстве и исполняются в режиме ядра, то есть не вытесняются другими задачами.
... стран. Новые возможности автоматизации банковских операций рабочих мест специалистов, информационных технологий банковских услуг позволяют комплексно решать проблемы анализа банковской деятельности, разработки и создания региональных, межрегиональных и международных банковских систем. Автоматизация информационных и других технологий банка ...
Не следует путать модульное монолитное ядро с микроядром. В последнем функции ядра не только распределены между несколькими загрузочными модулями, но и сами модули выполняются в отдельных процессах и (если система это обеспечивает) адресных пространствах.
Такие распространённые современные операционные системы, как Linux и NetBSD, являются бесспорно ОС с монолитным модульным ядром.
Также термин модульное ядро иногда адресуют и к различным «гибридным ядрам» от DragonFly BSD, MacOS X до Windows NT, что не является верным, т.к. большинство системных служб и драйверов данных систем реализуется в виде процессов пользовательского режима, то есть активно используется архитектура микроядра, и следовательно относятся, как минимум, к гибридным ядрам. Это связано с тем, что данные гибридные ядра поддерживают архитектуру загузочных модулей ядра, но здесь также есть важное отличие — подгружаемые модули ядра и прочие компоненты ядер Windows NT и MacOS X располагаются в вытесняемой памяти и взаимодействуют друг с другом путем передачи сообщений, как положено в микроядерных операционных системах.
Без загружаемых модулей ядра, операционные системы должны были бы включать всю возможную функциональность в базовом ядре. Значительная часть кода не используется и лишь занимает память. Каждый раз, когда пользователю необходима новая функциональность, ещё не включенная в базовом ядре, требуется полная перекомпиляция базового ядра и перезагрузка. Использование подгружаемых модулей значительно упрощает изменение функциональности ядра и не требует ни полной перекомпиляции (модуль часто может быть собран отдельно от ядра или поставлен в предкомпилированном виде) ни перезагрузок.
Микроядро — это минимальная реализация функций ядра операционной системы.
Классические микроядра предоставляют лишь очень небольшой набор низкоуровневых примитивов или системных вызовов, реализующих базовые сервисы операционной системы.
Все остальные сервисы ОС, в классических монолитных ядрах предоставляемые непосредственно ядром, в микроядерных архитектурах реализуются в адресном пространстве, отличном от пространства ядра, и называются сервисами. Примерами таких сервисов, выносимых в пространство пользователя в микроядерных архитектурах, являются сетевые сервисы, файловая система, драйверы.
Основное достоинство микроядерной архитектуры — высокая степень модульности ядра операционной системы. Это существенно упрощает добавление в него новых компонентов. В микроядерной операционной системе можно, не прерывая её работы, загружать и выгружать новые драйверы, файловые системы и т. д. Существенно упрощается процесс отладки компонентов ядра, так как новая версия драйвера может загружаться без перезапуска всей операционной системы. Компоненты ядра операционной системы ничем принципиально не отличаются от пользовательских программ, поэтому для их отладки можно применять обычные средства. Микроядерная архитектура повышает надежность системы, поскольку ошибка на уровне непривилегированной программы менее опасна, чем отказ на уровне режима ядра.
... создание автоматизированных банковских систем (АБС). Целями использования АБС являются: сокращение времени на проведение операций и оформление документов, увеличение пропускной способности банка; сокращение численности персонала, занятой малоквалифицированной рутинной работой; ...
И чтобы добавить в ОС с микроядром драйвер того или иного устройства, не надо перекомпилировать всё ядро, а надо лишь отдельно откомпилировать этот драйвер и запустить его в пользовательском
В то же время микроядерная архитектура операционной системы вносит дополнительные накладные расходы, связанные с обменом сообщениями, что отрицательно влияет на производительность. Для того чтобы микроядерная операционная система по скорости не уступала операционным системам на базе монолитного ядра, требуется очень аккуратно проектировать разбиение системы на компоненты, стараясь минимизировать взаимодействие между ними. Таким образом, основная сложность при создании микроядерных операционных систем — необходимость очень аккуратного проектирования.
Классическим примером микроядерной системы является Symbian OS. Это пример распространенной и отработанной микроядерной (a начиная c версии Symbian OS v8.1, и наноядерной) операционной системы.
Экзоядро — ядро операционной системы компьютеров, предоставляющее лишь функции для взаимодействия между процессами безопасного выделения и освобождения ресурсов.
Концепция экзоядра была предложена около 15 лет назад. Её создатели исходили из того, что современные операционные системы слишком сильно «виртуализируют» аппаратуру, лишая прикладные программы гибкости, а заодно сильно теряя в производительности и надёжности из-за чрезмерного усложнения самих ОС. Чтобы избежать этого, предлагается предоставлять прикладным программам лишь минимально необходимый слой абстракций, дозволяя им чуть ли не прямой доступ к управлению аппаратурой. Для упрощения же процесса создания прикладных программ, которые теперь вынуждены выполнять для себя те функции, которые обычно реализовывались где-то в недрах традиционных ОС, предназначены системные библиотеки (libOS) пользовательского режима.
Тем не менее, подобная концепция представляется в целом сомнительной. Например, для обеспечения одновременного выполнения нескольких прикладным программ им нельзя предоставлять доступ для прямого управления памятью, а значит, в составе ядра ОС необходимо реализовать полноценную систему виртуальной памяти (если, конечно, не отказываться от самой идеи виртуализации памяти вообще, но тогда количество одновременно выполняемых программ будет ограничено объёмом физически имеющейся памяти, а её перераспределение между отдельными программами будет крайне затруднено).
Нельзя давать программам и прямой доступ ко многим видам аппаратуры, например, к контроллерам дисков, поскольку они должны совместно использоваться многими программами. Кроме того, слишком низкий уровень предоставляемых абстракций может оказать пагубное влияние на переносимость прикладных программ, а реализация достаточно высокоуровневых абстрактных функций в предоставляемых программам системных библиотеках не даёт ощутимых преимуществ по сравнению с реализацией их в виде системных вызовов, выполняемых ядром ОС.
... доступа поддаются надежной блокировке при правильно разработанной и реализуемой на практике системе обеспечения безопасности. 2. Методы и средства защиты информации в экономических информационных системах угроза безопасность ... под запросы системы); использование программных ловушек; использование недостатков языков программирования и операционных систем; включение в библиотеки программ специальных ...
Так или иначе, несмотря на довольно значительный срок, прошедший после оглашения концепции, никаких практически работающих систем на её основе создано не было, и неизвестно, появятся ли они в будущем.
Наноядро — архитектура ядра операционной системы компьютеров, в рамках которой крайне упрощённое и минималистичное ядро выполняет лишь одну задачу — обработку аппаратных прерываний, генерируемых устройствами компьютера. После обработки прерываний от аппаратуры наноядро, в свою очередь, посылает информацию о результатах обработки (например, полученные с клавиатуры символы) вышележащему программному обеспечению при помощи того же механизма прерываний. Также часто реализуют минимальную поддержку потоков: создание и переключение.
1. Основные определения и понятия 1.1. Операционная система Операционная система – это комплекс взаимосвязанных системных программ, которые загружаются при включении компьютера и постоянно находятся в памяти компьютера. Они производят диалог с ...
... хозяйственной единицей кредитно-финансовых услуг, ядро кредитной системы составляет банковская система, на которую падает ... и Жилсоцбанк, остальные оказались прежними банками, лишь реорганизованными и переименованными. Данная реформа проводилась ...
... Программы менее уязвимы для быстроменяющегося законодательства. Главной особенностью программных систем (ПС) класса «бухгалтерский конструктор» является модульная ... образом. Программы предназначены и создаются для работы в различных операционных средах ...
... предприятия. бухгалтерский налоговый учет программа 1.3Учетная политика организации Действующее ... Если организация использует общую систему налогообложения заполняются вкладки НДС ... создании группы нужно всего лишь заполнить ее наименование. После ...
... высокомонополизированной государственной банковской структуры к динамичной, гибкой, основанной на частной коллективной собственности системе кредитных учреждений, ориентированных на коммерческий успех, на получение прибыли. Идет поиск оптимальных ...
Если вы автор этого текста и считаете, что нарушаются ваши авторские права или не желаете чтобы текст публиковался на сайте FinansIQ.ru, отправьте ссылку на статью и запрос на удаление:
Все документы на сайте представлены в ознакомительных и учебных целях. Вы можете цитировать материалы с сайта с указанием ссылки на источник.
Анализ архитектур ядер операционных систем , Реферат
Архитектура ядер ОС - Скачать Реферат - Рефераты...
Анализ архитектур ядер операционных систем
Ядро операционной системы
Курсовая « Анализ архитектур ядер операционных систем » по...
Технология Обработки Числовой Информации Реферат
12 Жылдық Білім Беру Жүйесі Реферат
Сочинение Мой День На Английском С Переводом
Реферат На Тему Молочная Промышленность
Эссе На Тему Нравственность Это Цветение Истин