Număr Curs 1. Concepte de bază
Software de sistem și de aplicare
Toate software-ul (software) este împărțit în sistem și de aplicare. Sistemul numit programele care sunt utilizate de către toate celelalte programe, fără a le este imposibil de a crea și rula aplicații. Programe de aplicații efectua activități științifice, tehnice și alte care nu sunt legate direct la calculator de management.
cele două componente pot fi distinse în compoziția software-ului sistemului: de bază și de servicii.
software-ul de bază - este minim set de instrumente software care oferă calculator. Acesta include: sistemul de operare și plicul de operare.
sistem de operare în structura de ansamblu a computerului prezentat în Fig. 1.1. Ideea de bază cea mai mare strat al modelului - sunt dispozitive fizice care fac parte din computer: circuite integrate, placa de baza, sursa de alimentare, afișaj, tastatură, etc. Dispozitivele individuale sunt combinate pentru a forma blocuri de funcții și de calculator microarhitecturii. La nivelul microarhitecturii sunt registre interne CPU (unitate centrală de procesare), precum și o cale de date, inclusiv unitate logică aritmetică.
calea de date este proiectat pentru a efectua un set de comenzi. Hardware și comenzi care sunt disponibile pentru programator în limbaj de asamblare. formează o arhitectură set de instrucțiuni. De multe ori, acest nivel este, de asemenea, numit limbaj mașină.
Assembler descrie în detaliu toate etapele pe care trebuie să le realizeze pentru a gestiona mai multe dispozitive de calculator. Scopul principal al sistemului de operare este de a ascunde toate complexitatea și a da un programator sistem de comandă mai convenabil. Din punctul de vedere al unui utilizator, sistemul de operare îndeplinește funcția unei mașini virtuale. pentru care este mai ușor de programat și cu care este mai ușor de a lucra cu mult direct de hardware-ul computerului.
În conformitate cu sistemul de operare este în general înțeles că software-ul care se execută în modul de kernel, sau cum este numit, modul de supervizor. Sistemul de operare este protejat de intrare de utilizator prin intermediul hardware-ului.
Pe partea de sus a programelor software care rulează aplicații. De obicei, acestea sunt cumpărate de către utilizator (sau să le scrie) pentru a rezolva propriile probleme - procesare de text, foi de calcul, calcule tehnice sau stocarea de informații într-o bază de date.
Sistemul de operare (OS) este un set de programe de control și de prelucrare, care, pe de o parte, acționează ca o interfață între calculator și echipamentul de utilizator cu obiectivele sale, pe de altă parte, sunt proiectate pentru utilizarea mai eficientă a resurselor sistemului informatic și organizarea de calcul de încredere.
Sistemul de operare izolează hardware-ul computerului de la aplicațiile de utilizator. Atât utilizatorul și programul interacționează cu computerul prin intermediul interfețelor sistemului de operare.
Exemple de sisteme de operare: UNIX, OS / 2, Windows, Linux, QNX, MacOS, BeOS.
Neglijarea detaliu, putem spune că sistemele de operare efectua două funcții de bază. În primul rând, extinde capacitățile fizice reale ale computerului. De exemplu, prin creșterea volumului de funcționare memorie virtuală sau software multitasking pe un singur procesor. În al doilea rând, gestionarea resurselor informatice. În special, memorie și dispozitive de intrare-ieșire.
O listă mai detaliată a caracteristicilor este după cum urmează:
Recepția de la utilizator (sau operatorul de sistem) atribuirile sau instrucțiunile stabilite în limba corespunzătoare, și prelucrarea acestora.
Se încarcă în memorie pentru a fi executate de software.
Rulați programul (controlul transferului acestuia, astfel încât procesorul execută programul).
Identitatea tuturor programelor și a datelor.
Acceptarea și punerea în aplicare a diferitelor cereri de la aplicațiile care rulează. Sistem de operare este capabil să execute un număr mare de funcții de sistem (servicii), care pot fi solicitate de programul de funcționare. Recurs la aceste servicii se efectuează în conformitate cu anumite reguli, care definesc interfața de programare a aplicațiilor (Application Program Interface, API) a sistemului de operare.
Menținerea tuturor operațiunilor de intrare-ieșire.
Funcționarea unui sistem de management de fișiere (FMS) și / sau un sistem de management al bazei de date (SGBD), care poate creste dramatic eficienta a software-ului.
Asigurarea modului multiprogramming, adică, organizarea executării în paralel a două sau mai multe programe pe un singur procesor, care dă aspectul de execuție simultane.
Planificarea și programarea sarcinilor în conformitate cu strategia stabilită și discipline de servicii.
Organizarea mesajelor și a datelor între programe mecanisme de schimb.
Pentru sistemul de operare de rețea este o trăsătură caracteristică a interoperabilității calculatoare interconectate.
Protejarea unui program de influența altor, asigurând integritatea datelor, pentru a proteja sistemul de operare din aplicațiile care rulează pe calculator.
restricții severe privind satisfacția unui timp de răspuns în timp real (tipic pentru timp real sistem de operare) Mod.
Funcționarea sistemelor de programare. prin care utilizatorii se pregătesc programele lor.
Furnizarea de servicii în caz de eșec al sistemului parțial.
Sistemul de operare include o multitudine de module de program. Unitatea principală a sistemului de operare numit un supervizor (supervizor). În sistemele de operare complexe, acesta poate consta din mai multe module, cum ar fi supervizor de intrare-ieșire, supervizor întrerupere, programe de supervizor, manager de sarcini, etc.
Literatura de specialitate, de asemenea, folosește adesea miezul termenul (nucleu) a sistemului de operare, care este înțeleasă ca sinonim pentru un supervizor.
Echipa de manipulare a sistemului de operare poate prelua controlul, pune CPU în modul privilegiat. Cele mai multe calculatoare au două (sau mai multe) moduri de operare: privilegiat (modul supervizor) și utilizatorul. O resursă poate fi alocată unui proces de calcul, consultați sistemul de operare cu cererea dumneavoastră dacă:
resursa este disponibilă, iar sistemul nu are solicitări din sarcinile de prioritate mai mare la aceeași resursă;
cererea curentă și interogări emise anterior permit partajarea resurselor;
utilizarea resurselor și sarcina prioritate scăzută poate fi selectată temporar (resursă partajată).
La primirea unei cereri, sistemul de operare sau satisface aceasta și se întoarce de control pentru sarcina care a emis cererea, sau în cazul în care resursa nu este disponibilă, setați sarcina la coada de la o resursă, transformându-l într-o stare de așteptare (blocare). Întoarceți-vă la resursa pot fi aranjate în mai multe moduri, dar cea mai mare parte este implementată cu ajutorul unei structuri de listă.
După ce a lucrat cu resursa sarcina din nou, cu ajutorul unui apel supraveghetor speciale (printr-o comandă corespunzătoare) indică sistemului de operare de la eșecul unei resurse sau sistemul de operare ia resursa în sine, în cazul în care controlul este returnat supraveghetorului după efectuarea unei funcții de sistem.
Supervizor, care primesc acest tratament de control eliberează resursa și verifică dacă toate există pentru a elibera resurse. Dacă există coada, se elimină din starea de așteptare sarcină de așteptare pentru o resursă și îl convertește într-o stare de pregătire pentru a efectua, și apoi se trece la controlul, fie ei sau returnează o problemă, doar eliberați resursele.
O aplicație proiectată pentru a lucra pe unele sisteme de operare nu va funcționa pe un alt sistem de operare, deoarece API-ul diferă de la aceste sisteme de operare. Într-un efort de a depăși această limitare, dezvoltatorii de sisteme de operare a început să creeze așa-numitele medii de operare. Sistemul de operare (în general) poate suporta mai multe medii de operare asociate cu alte sisteme de operare.
Acel mediu software care funcționează în mod direct cod de sistem, numit primar, naturale. sau nativ (nativ - în limba engleză „nativ“). Pe langa mediul de operare de bază a sistemului de operare poate fi aranjat (prin emularea un mediu de operare special) medii software suplimentare.
Emulare (emulare Engl.) - software de redare sau hardware (sau o combinație) de alte programe sau dispozitive. Spre deosebire de simulare (simulare), care reproduce doar comportamentul programului, în timp ce emularea scopul este de simulare exactă a stării simulate a sistemului pentru a efectua codul mașinii original.
În general, emularea este folosit în următoarele scopuri.
Crearea unui nou microprocesor. În acest caz, folosind emulator pe un alt microprocesor executa comenzi ale procesorului încă nu există.
Necesitatea de a implementa software-ul scris pentru un alt dispozitiv sau sistem de operare.
Programele de testare scrise pentru sisteme diferite.
Atunci când se utilizează limbaje de nivel înalt, uneori, în scopul de a menține viteza programului executabil, mai degrabă decât emularea face portarea software-ul la noul mediu. În acest caz, re-produs rescrierea dependente de hardware părți ale codului.
Sistemul de operare Windows XP permite, în plus față de aplicațiile de bază, create folosind Win32API, aplicații pe 16 biți pentru Windows 3.x, aplicații pe 16 biți, DOS, aplicațiile de 16 biți pentru prima versiune a sistemului de operare / 2.
Emularea pentru Windows pe UNIX poate fi realizată prin programul WineHQ. Informații cu privire la această problemă și pentru a descărca software-ul de vin pachetul open-source, poate simula Windows API pe partea de sus a UNIX, http://www.winehq.com conținute pe site-ul.
Trebuie remarcat faptul că WineHQ nu este un emulator regulat. Acest lucru este indicat prin acronimul programului: «Vinul nu este un Emulator». În loc de a acționa ca un vin plin emulator creează un „strat de compatibilitate“, oferind o conexiune alternativă este biblioteci (Dynamic Link Library), care provoacă programe Windows, și punerea în aplicare a proceselor care sunt compatibile cu kernel-ul Windows NT legat în mod dinamic.
Mediul de operare - acest lucru este mediul software de sistem în care programele pot fi realizate lucrând în conformitate cu regulile acestui mediu. Mediul de operare poate fi fie native (naturale) sau pot fi aranjate într-un sistem de operare străin prin emulare.
De regulă, toate sistemele de operare au o interfață linie de comandă. Deși administratorul de sistem nu se poate face fără el, să-l utilizați nu este întotdeauna convenabil, deoarece este necesar să se țină cont de o mulțime de echipe acceptate în sistemul de operare.
Pentru a depăși acest dezavantaj, au existat mai multe software-ul „piei“ - shell (în limba engleză - „shell“).
plic de operare recent GUIs deplasate activ (Graphical User Interface - GUI), cum ar fi X-Window cu diferiți manageri de ferestre - KDE, Gnome, etc. care sunt câștigă popularitate în rândul utilizatorilor.
Aparent, plicul de operare poate fi considerat ca fiind intermediar între interfața linie de comandă și interfețe grafice.