Επιτεύγµατα των Λ.Σ.

Transcript

1 Επιτεύγµατα των Λ.Σ. ιεργασίες ιαχείριση Μνήµης Ασφάλεια και προστασία δεδοµένων Χρονοπρογραµµατισµός & ιαχείρηση Πόρων οµή Συστήµατος

2 ιεργασίες Ένα πρόγραµµα σε εκτέλεση Ένα στιγµιότυπο ενός προγράµµατος που εκτελείται σε ένα υπολογιστή Ηοντότηταπουµπορεί να ανατεθεί και εκτελεστεί από ένα επεξεργαστή Μια µονάδα δραστηριότητας που χαρακτηρίζεται από µία σειριακή ροή εκτέλεσης, τρέχουσα κατάσταση και έχει δεσµεύσει ένα σύνολο πόρων.

3 υσκολίες σχεδιασµού Λογισµικό Συστηµάτων Improper Συγχρονισµός Εξασφαλίστε ότι µία διεργασία που περιµένει για µια συσκευή I/O λαµβάνει τη διακοπή Αποτυχηµένος Αµοιβαίος Αποκλεισµός Μη ντετερµινιστική εκτέλεση προγραµµάτων Ησυµπεριφορά των προγραµµάτων πρέπει να εξαρτάται από τα δεδοµένα και όχι σε κοινές περιοχές µνήµης Αδιέξοδα

4 ιεργασία Αποτελείται από τρία τµήµατα Ένα πρόγραµµα σε εκτέλεση εδοµένα που σχετίζονται µε το πρόγραµµα Περιβάλλον εκτέλεσης του προγράµµατος Όλες οι πληροφορίες που χρειάζεται το λειτουργικό σύστηµα για την διαχείριση της διεργασίας

5 ιαχείριση Μνήµης Αποµόνωση ιεργασιών Αυτόµατη εκχώρηση και διαχείρηση Υποστήριξη αρθρωτού προγραµµατισµού Έλεγχος προστασίας και πρόσβασης Αποθήκευση µακράς πνοής

6 Εικονική Μνήµη & Σύστηµα Αρχείων Εικονική µνήµη Επιτρέπει στους προγραµµατιστές την προσπέλαση µνήµης χρησιµοποιώντας λογικές διευθύνσεις Όταν µια διεργασία γράφεται στη µονάδα δίσκου η διεργασία που φορτώνεται δεν γίνεται χιαστά Σύστηµα Αρχείων Υλοποιεί την αποθήκευση πνοής Η πληροφορία αποθηκεύεται σε αντικείµενα που ονοµάζονται αρχεία.

7 Σελιδοποίηση Μνήµης Επιτρέπει στη διεργασία την χρήση τµηµάτων µνήµης που ονοµάζονται σελίδες Εικονική διεύθυνση είναι ένας αριθµός σελίδας µνήµης και το offset Κάθε σελίδα µπορεί να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε θέση της κεντρικής µνήµης Πραγµατικήήφυσικήδιεύθυνσηείναιη θέση µνήµης στην κεντρική µνήµη

8

9 Προστασία πληροφοριών και Έλεγχος Πρόσβασης ασφάλεια Έλεγχος της πρόσβασης των χρηστών στο σύστηµα Έλεγχος Ροής Πληροφορίας Ελέγχει την ροή των δεδοµένων µέσα σρτο σύστηµα ώστααυτάναπαραδοθούνστουςχρήστες Ταυτοποίηση Επιβεβαίωση ότι η πρόσβαση και η ροή ελέγχου πραγµατοποιείται βάση των προδιαγραφών

10 Χρονοπρογραµµατισµός και ιαχείριση Πόρων ικαιοσύνη Παροχή ίσης και δίκαιης πρόσβασης σε όλες τις διεργασίες Επίπεδα αντίδρασης ιαφοροποίηση ανάµεσα σε διαφορετικές κατηγορίες διεργασιών Αποδοτικότητα Μεγιστοποίηση παροχής, ελαχιστοποίησης απόκρισης και προσφορά χρήσης σε όσο το δηνατόν περισσότερες διεργασίες

11 Κύρια µέρη ενός Λ.Σ.

12 οµή Συστήµατος Το σύστηµα µπορεί να αναπαρασταθεί σε επίπεδα Κάθε επίπεδο πραγµατοποιεί ένα υποσύνολο από ενέργειες Κάθε επίπεδο βασίζεται στο αµέσως κατώτερό του για την υλοποίηση των ενεργειών που προσφέρει Αυτό διαµοιράζειτοσυνολικόπρόβληµασε υποπροβλήµατα που µπορούν να αντιµετωπιστούν απλούστερα

13 Σχεδιασµός Λ.Σ. Ιεραρχία Level Name Objects Example Operations 13 Shell User programming Statements in shell language environment 12 User processes User processes Quit, kill, suspend, resume 11 Directories Directories Create, destroy, attach, detach, search, list 10 Devices External devices, such Open, close, as printer, displays read, write and keyboards 9 File system Files Create, destroy, open, close read, write 8 Communications Pipes Create, destroy, open. close, read, write

14 Σχεδιασµός Λ.Σ. Ιεραρχία Level Name Objects Example Operations 7 Virtual Memory Segments, pages Read, write, fetch 6 Local secondary Blocks of data, device Read, write, allocate, free store channels 5 Primitive processes Primitive process, Suspend, resume, wait, signal semaphores, ready list 4 Interrupts Interrupt-handling Invoke, mask, unmask, retry programs 3 Procedures Procedures, call stack, Mark stack, call, return display 2 Instruction Set Evaluation stack, micro- Load, store, add, subtract program interpreter, branch scalar and array data 1 Electronic circuits Registers, gates, buses, Clear, transfer, activate, etc. complement

15 Χαρακτηριστικά µοντέρνων Λειτουργικών Συστηµάτων Αρχιτεκτονική Μικροπυρήνα Ανάθεση µόνο κάποιον πολύ βασικών υπηρεσιών στον πυρήνα Χώρος µνήµης ιαδιεργασιακή επικοινωνία (IPC) Βασικός χρονοπρογραµµατισµός Πολυνηµάτωση (Multithreading) Κάθε διεργασία περιέχει νήµατα εκτέλεσης (threads) τα οποία εκτελούνται παράλληλα Thread Ροή εκτέλεσης εντολών Εκτελείται σειριακά και µπορεί να διακοπεί

16 Χαρακτηριστικά µοντέρνων Λειτουργικών Συστηµάτων Συµµετρική πολυεπεξεργασία Υπάρχουν πολλαπλοί επεξεργαστές Οι επεξεργαστές χρησιµοποιούν κοινή κύρια µνήµη και συσκευές I/O Όλοιοιεπεξεργαστέςµπορούν να εκτελέσουν τις ίδιες εργασίες Κατανεµηµένα Λειτουργικά Συστήµατα Προσφέρει την ψευδαίσθηση της µίας κεντρικής και εικονικής µνήµης Χρησιµοποιείται για κατανεµηµένο σύστηµα αρχείων Αντικειµενοστραφή Σχεδίαση Χρησιµοποιείται για την προσθήκη αρθρωµάτων στο πυρήνα ίνει την δυνατότητα στους προγραµµατιστές να εξειδικεύσουν τις λειτουργίες του πυρήνα χωρίς να επηρεάσουν την συνοχή του συστήµατος