Требования к современным ОС

Многопоточность (multithereading) -это технология, при которой процесс, выполняющий приложение, разделяется на несколько одновременно выполняющихся потоков. Для повышения эффективности и надежности систем используется технология симметричной многопроцессорности (symmetric multiprocessing - SMP). Этот термин означает, что данная система имеет несколько процессоров, все они объединены коммуникационной шиной, совместно используют основную память и одни и те же устройства ввода – вывода и могут совместно выполнять одинаковые функции. Одним из последних новшеств стало использование объектно-ориентированных технологий. Данная технология позволяет настраивать операционную систему, не нарушая ее целостности за счет добавления к ядру дополнительных модулей.

· Безопасность данных вычислительной системы обеспечивается средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок программного обеспечения, а также средствами защиты от несанкционированного доступа. ОС должна защищать данные и другие ресурсы от взлома. Это достигается за счет использования средств аутентификации и аудита. Эти средства тесно связаны с функциями системного администратора. Так как администратор определяет права доступа пользователей к ресурсам системы и имеет права ограничивать те или иные действия, которые может производить пользователей с доступной ему информацией. Аудит – это фиксация всех событий, от которых зависит безопасность ОС. Например, попытки удачного и неудачного входа в систему, операции доступа к некоторым файлам и каталогам, использование внешних устройств и т.д.Список событий анализируется системным администратором.

· Надежность и отказоустойчивость. Система защищена от внутренних и внешних ошибок, сбоев и отказов. Эти свойства определяются архитектурными решениями, положенными в ее основу.Отказоустойчивость предусматривает использование дисковых массивов. Тема организации дисковых массивов будет рассмотрена в одной из тем курса. Особым случаем повышения отказоустойчивости является использование нескольких процессоров (мультипроцессирование). Поддержка отказоустойчивости – одна из функций системного администратора. В состав ОС входят утилиты, позволяющие администратору выполняя операции резервного копирования для обеспечения быстрого восстановления в случае необходимости важных данных.

· Кроме этого к операционным системам предъявляются эксплутационные требования, перечисленные ниже:

· - Расширяемость. Код ОС должен быть написан таким образом, что дополнения и изменения могут вносится без нарушения целостности системы. Расширяемость достигается за счет модульной структуры ОС - такой, что программы строятся из набора отдельных модулей, взаимодействующих только через функциональный интерфейс. Пример – ОС UNIX.

· - Переносимость. Код ОС легко переносится с одной аппаратной платформы на другую.

· - Совместимость. ОС имеет средства для выполнения прикладных программ, написанных для других ОС. Разные версии одной и той же ОС обладают совместимостью (разновидности UNIX, Windows 3.1., OS/2 и т.д.)

Основные принципы построения операционных систем (определение всех основных принципов).

Принцип модульности- СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПРЕДСТАВЛЕНА В ВИДЕ МОДУЛЕЙ(ОТДЕЛЬНЫХ БЛОКОВ

Под модулем в общем случае понимают функционально законченный элемент системы, выполненный в соответствии с принятыми межмодульными интерфейсами. По своему определению модуль предполагает возможность без труда заменить его на другой при наличии заданных интерфейсов. Способы обособления составных частей ОС в отдельные модули могут существенно различаться, но чаще всего разделение происходит именно по функциональному признаку. В значительной степени разделение системы на модули определяется используемым методом проектирования ОС (восходящее или нисходящее проектирование).

Принцип функциональной избирательности

В ОС выделяется некоторая часть важных модулей, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти для более эффективной организации вычислительного процесса. Эту часть в ОС называют ядром, так как это действительно основа системы. При формировании состава ядра требуется учитывать два противоречивых требования. В состав ядра должны войти наиболее часто используемые системные модули. Количество модулей должно быть таковым, чтобы объем памяти, занимаемый ядром, был бы не слишком большим.

Принцип генерируемости ОС

Основное положение этого принципа определяет такой способ исходного представления центральной системной управляющей программы ОС (ее ядра и основных компонентов, которые должны постоянно находится в оперативной памяти), который позволял бы настраивать эту системную супервизорную часть, исходя из конкретной конфигурации конкретного вычислительного комплекса и круга решаемых задач. Эта процедура проводится редко, перед достаточно протяженным периодом эксплуатации ОС. Процесс генерации осуществляется с помощью специальной программы-генератора и соответствующего входного языка для этой программы, позволяющего описывать программные возможности системы и конфигурацию машины. В результате генерации получается полная версия ОС. Сгенерированная версия ОС представляет собой совокупность системных наборов модулей и данных.

Принцип функциональной избыточности

Принцип функциональной избыточности: Этот принцип учитывает возможность проведения одной и той же работы различными средствами. В состав ОС может входить несколько типов мониторов (модулей супервизора, управляющих тем или другим видом ресурса), различные средства организации коммуникаций между вычислительными процессами. Наличие нескольких типов мониторов, нескольких систем управления файлами позволяет пользователям быстро и наиболее адекватно адаптировать ОС к определенной конфигурации вычислительной системы, обеспечивать максимально эффективную загрузку технических средств при решении конкретного класса задач, получать максимальную производительность при решении заданного класса задач.

Принцип виртуализации

Принцип виртуализации: построение виртуальных ресурсов, их распределение и использование в настоящее время применяется практически в любой ОС. Этот принцип позволяет представить структуру системы в виде определенного набора планировщиков процессов и распределителей ресурсов (мониторов) и использовать единую централизованную схему распреде-ления ресурсов.

Другими словами, речь идет об организации нескольких операционных сред.

Принцип независимости программ от внешних устройств

Принцип совместимости

Одним из аспектов совместимости является способность ОС выполнять программы, написанные для других ОС или для более ранних версий данной ОС, а также для другой аппаратной платформы. Необходимо разделять вопросы двоичной совмести-мости и совместимости на уровне исходных текстов приложений.