Принцип модульности

1.1

История развития операционных систем. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. (2-е изд.)

- 50-е годы – компьютеры - большие, громоздкие и дорогие - предназначались для очень небольшого числа избранных пользователей. Не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки.

- 60-е годы - начали развиваться интерактивные многотерминальные системы разделения времени. В таких системах компьютер отдавался в распоряжение сразу нескольким пользователям.

- 70-е годов - технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов - появились большие интегральные схемы и первые локальные вычислительные сети.

- 80-е годы - утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях в качестве центров хранения и обработки данных.

- Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. В локальных сетях появилось разнообразное коммуникационное оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы.

Классификация операционных систем. http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/extent/os/sos/index.html

- Поддержка многозадачности.

• однозадачные (например, MS-DOS, MSX) и
• многозадачные (OC EC, OS/2, UNIX, Windows 95).

- Поддержка многопользовательского режима.

• однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, ранние версии OS/2);
• многопользовательские (UNIX, Windows NT).

- Вытесняющая и невытесняющая многозадачность.

• невытесняющая многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
• вытесняющая многозадачность (Windows NT, OS/2, UNIX).

- Поддержка многонитевости.

- Многопроцессорная обработка.

Принцип модульности

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 (снизу вверх или наоборот).

Мы говорим о системных программных модулях (они являются программными ресурсами и могут быть распределены между выполняющимися процессами).

Программные модули могут быть однократно и многократно используемыми.

Однократно используемыми назвают такие модули, которые могут быть правильно выполнены только один раз. Т.е. в процессе выполнения они могут испортить себя (повреждается часть кода или исходные данные). Очевидно, что они являются неделимыми ресурсами. Эти модули обычно используются на этапе загрузки ОС (файлы на системном диске, в которых записаны эти модули при этом не портятся, поэтому могут быть использованы при следующих запусках).

Многократно используемые программные модули делятся на

- привилегированные,

- повторно входимые,

- реентерабельные модули.

Привилегированные работают в привилегированном режиме (т.е. при отключенной системе прерываний). Таким образом, никакие внешние события не могут нарушить порядок их выполнения). Эти модули являются попеременно разделяемым ресурсом.

Непривилегированные модули – это обычные программные модули, которые могут быть прерваны во время своей работы.

(В общем случае их нельзя считать разделяемыми, так как после прерывания выполнения такого модуля, исполняемого в рамках одного процесса, запусить его еще раз по требованию другого процесса, то промежуточные результаты прерванных вычислений могут быть потерянными.

Противоположны им реентерабельные модули (reenterable – допускающий повторное обращение).

Они допускают повторное многократное прерывание своего исполнения и повторный запуск.

Для этого они создаются таким образом, чтобы было обеспечено сохранение промежуточных вычислений и возврат с прерванной точки. Это может быть реализовано двумя способами: с помощью статических и динамических методов выделения памяти под сохраняемые значения.

Чаще используется динамический метод.

С помощью обращения из системной привилегированной секции осуществляется запрос на получение в системной области памяти блока ячеек, необходимого для размещения текущих данных. При этом на вершину стека помещается указатель на начало выделенной области и ее объем. Теперь включается система прерываний (завершилась привилегированная част модуля). Поэтому возможно прерывание во время выполнения основной части модуля. Если прерывание не возникает, то после завершения основной части модуля выполняется запрос на освобождение блока системной области памяти. Если возникает прерывание и другой процесс обращается к этому же самому реентерабельному модулю, для нового процесса вновь заказывается новый блок памяти и на вершину стека записывается новый указатель.

При статическом способе выделения памяти заранее для фиксированного числа процессов резервируются области памяти, в которых будут располагаться переменные реентерабельных модулей. Для каждого процесса – своя область.

Чаще всего такими процессами являются процессы ввода\вывода и речь идет о реентерабельных драйверах, которые могут управлять параллельно несколькими однотипными устройствами).

Существуют еще и повторно входимые (re-entrance) модули. Они также допускают многократное паралльное использование, но в отличие от реентерабельных, их нельзя прерывать. Они состоят из привилегированных секций и повторное обращение к ним возможно только после завершения какой-нибудь из секций. Другими словами, в повторно входимых модулях четко предопределены все допустимые точки входа.

Заметим, что повторно входимые модули встречаются чаще, чем реентерабельные.

Принцип модульности отражает технологические и эксплуатационные свойства системы. Наибольший эффект от его использования достижим в случае, когда принцип распространен одновременно на операционную систему, прикладные программы и аппаратуру.

Поиск по сайту: