Вибір оптимальних мережевих рішень на базі багатозадачних операційних систем для побудови комп'ютерної мережі вузу
Реферати >> Програмування та комп >> Вибір оптимальних мережевих рішень на базі багатозадачних операційних систем для побудови комп'ютерної мережі вузу
· Рівень апаратних абстракції виртуализирует апаратні інтерфейси, забезпечуючи тим самим незалежність іншої частини операційної системи від конкретних апаратних особливостей. Подібний підхід поз-воляет забезпечити легку переносимість Windows NT з однієї апаратної платформи на іншу. Ядро є основою модульної будови системи і координує виконання більшості базових операцій Windows NT. Цей компонент спеціальним чином оптимізовано по займаному обсягу та ефективності функціонування. Ядро відповідає за планування виконання потоків, синхронізацію роботи кількох процесорів, обробку апаратних переривань і виняткових ситуацій.
· Виконуюча система включає до свого складу набір програмних конструкцій привілейованого режиму (kernel-mode), що надають базо-вий сервіс операційної системи підсистемам середовища. Виконуюча система складається з декількох компонентів; кожна з них призначена для підтримки певного системного сервісу. Так, одна з компо-нент - монітор безпеки (Security Reference Monitor) -функціонірует спільно з захищеними підсистемами і забезпечує реалізацію моделі безпеки системи.
· Підсистеми середовища являють собою захищені сервери користувач-ського режиму (user-mode), які забезпечують виконання та підтримку додатку, розроблених для різного операційного оточення (різних операційних систем). Прикладом підсистем середовища можуть служити підсистеми Win32 і OS / 2.
Рівень апаратних абстракцій
Рівень апаратних абстракцій (HAL) являє собою создавае-мий виробниками апаратних засобів шар програмного забезпечення, який приховує (або абстрагує), особливості і відмінності апаратури від верхніх рівнів операційної системи. Таким чином, завдяки забезпе-чувати НАLом фільтру, різні апаратні засоби виглядають ана-логічно з точки зору операційної системи; знімається необхідність спеціальної налаштування операційної системи під використовуване оборудо-вання.
При створенні рівня апаратних абстракцій ставилося завдання підготовки процедур, які дозволяли б єдиному драйверу конкретного пристрою підтримувати функціонування цього пристрою для всіх платформ. HAL орієнтований на велику кількість різновидів апаратних платформ з однопроцессорной архітектурою; таким чином, для кожного з апаратних варіантів не потрібно окремої версії операційної системи.
Процедури HAL викликаються як засобами операційної системи (включаючи ядро), так і драйверами пристроїв. При роботі з драйверами пристроїв рівень апаратних абстракцій забезпечує підтримку різних технологій введення-виведення (замість традиційної орієнтації на рідну апаратну реалізацію або вимагає значних витрат адаптації під кожну нову апаратну платформу).
Рівень апаратних абстракцій дозволяє також «зривати» від інших рівнів операційної системи особливості апаратної реалізації симетричних мультипроцесорних систем.
Ядро (Kernel) є «серцем» Windows NT і працює в тісному контакті з рівнем апаратних абстракцій. Цей модуль, в першу чергу, займається плануванням дій комп'ютерного процесора. У разі якщо комп'ютер містить кілька процесорів, ядро синхронізує їх роботу з метою досягнення максимальної продуктивності системи.
Ядро виробляє диспетчеризацію ниток управління таким чином, щоб максимально завантажити процесори системи і забезпеч першочергову обробку ниток з більш високим пріоритетом. (Всього існує 32 значення пріоритету, які згруповані в два класи пріоритетів: real-lime і variable). Подібний підхід дозволяє досягти максимальної ефективності операційної системи.
Подкомпоненти виконуючої системи, такі як диспетчер введення-виведення і диспетчер процесів, використовують ядро для синхронізації дій. Вони також взаємодіють з ядром для вищих рівнів абстракції, званих об'єктами ядра; деякі з цих об'єктів експортуються всередині пользо-ницького викликів інтерфейсу прикладних програм (API).
Ядро керує двома типами об'єктів:
· Об'єкти диспетчеризація (dispatcher objects) характеризуються сигнальним станом (signaled або nonsignaled) і керують диспетчеризацією і синхронізацією системних операцій. Ці об'єкти включають події, мутанти, мутекси, семафори, нитки управління і таймери (events, mutants, mutexes, semaphores, threads, timers).
· Керуючі об'єкти (control objects) використовуються для операцій управ-ління ядра, але не впливають на диспетчеризацію або синхронізацію. Керуючі об'єкти включають в себе асинхронні виклики процедур, переривання, повідомлення і складалися поточила харчування, процеси і профілі (asynchronous procedure calls, interrupts, power notifies, power sta-tuses, processes, profiles).
В основному, ядро не забезпечує проведення в життя будь-якої політики, т. К. За це відповідає виконуюча система. Однак ядро виробляє формування політики по переміщенню процесів з нам'яті.
Ядро може виконуватися одночасно на всіх процесорах в мультіпроцес-сорной конфігурації, відповідним чином синхронізуючи доступ до критичних областях.
Третім і найбільш складним модулем, що виконується в привілейованому режимі, є виконуюча система
Виконуюча система Windows NT
Виконуюча система (Executive), до складу якої входять ядро і рівень апаратних абстракцій HAL, забезпечує загальний сервіс системи, який можуть використовувати всі підсистеми середовища. Кожна група сервісу перебуває підлогу управлінням однієї з окремих складових виконує системи:
· Диспетчера об'єктів (Object Manager):
· Диспетчера віртуальної пам'яті (Virtual Memory Manager>;
· Диспетчера процесів (Process Manager)
· Коштів виклику локальних процедур (Local Procedure Call Facility);
· Диспетчера введення-виведення (I / O Manager);
· Монітора безпеки (Security Reference Monitor). Монітор безпеки спільно з процесом входу в систему (Logon) і захищеними підсистем-мами реалізує модель безпеки Windows NT.
Верхній рівень виконує системи називається системним сервісом (System Services). Системний сервіс являє собою інтерфейс між підсистемами середовища користувальницького режиму і привілейованим режимом. Наступні розділи описують призначення кожної складової виконуючої системи.