Модульний принцип побудови комп’ютера, операційної системи

На цій сторінці ми поговоримо на такі теми, як: - Модульний принцип побудови комп'ютера, операційної системи.

Головною вимогою, що висувається доопераційної системи, є здатність виконання основних функцій: ефективного управління ресурсами та забезпечення зручного інтерфейсу для користувача та прикладних програм.Сучасна ОС, як правило, повинна реалізовувати мультипрограмну обробку, віртуальну пам'ять, свопінг, підтримувати багатовіконний інтерфейс, а також виконувати багато інших абсолютно необхідних функцій.

Крім цих функціональних вимог до операційних систем пред'являються не менш важливі принципи побудови, що забезпечують життєздатність системи: модульність, розширюваність, принцип функціональної вибірковості, переносимість (мобільність), надійність і відмовостійкість, сумісність, безпека. , продуктивність.

Модульний принцип побудови комп'ютера

Підмодулем в загальному випадку розуміють функціонально закінчений елемент системи, який передбачає можливість легко замінити його на інший за наявності заданих інтерфейсів.

Принцип модульності полягає в наступному: побудова ОС у вигляді модульної системи, в якій кожен модуль виконує свої функції. При цьому у складі ОС можуть бути виділені такі модулі:

модуль, який відповідає за завантаження ОС.
модуль обробки переривань.
модуль довідкової системи
конфігураційні файли.
утиліти.
драйвери.
бібліотеки програм та ін.

Способи поділу складових частин ОС в окремі модулі можуть суттєво відрізнятися, але найчастіше поділвідбувається саме за функціональною ознакою.

Розширюваність

Принцип розширюваності полягає в наступному: код ОС повинен бути написаний таким чином, щоб можна було легко внести доповнення та зміни, якщо це буде потрібно, та не порушити цілісність системи.

Розширюваність може досягатися за рахунок модульної структури ОС, при якій програми будуються з набору окремих модулів, за рахунок чого ОС можуть бути додані нові компоненти.

Зміни ОС зазвичай є придбання нових властивостей:

підтримка нових пристроїв.
можливість зв'язку із мережами нового типу.
підтримка графічного інтерфейсу користувача.
використання більш ніж одного процесора та ін.

Принцип функціональної вибірковості

Принцип функціональної вибірковості полягає в наступному: поділ усіх модулів системи в залежності від їх пріоритетів та найбільш оптимальне формування складу ядра ОС.

В ОС виділяється деяка частина важливих модулів (ядро), які повинні постійно перебувати в оперативній пам'яті для ефективної організації обчислювального процесу. Ця частина ОС утворює основу системи і при формуванні її складу потрібно враховувати дві суперечливі вимоги:

До складу ядра повинні увійти системні модулі, що найчастіше використовуються.
Кількість модулів має бути таким, щоб об'єм пам'яті, який займає ядро, був би не дуже великим (бо більшість ядра завантажується в оперативну пам'ять).

Переносність (мобільність)

Вимога переносимості коду тісно пов'язана з розширюваністю. Розширюваність дозволяє покращувати операційну систему, тоді як переносимість дає можливість легко переміщати всюсистему на машину, що базується на іншому процесорі або апаратній платформі, роблячи при цьому по можливості невеликі зміни в коді.

Надійність, стійкість до відмов ісумісність

Принцип полягає в наступному: система повинна бути захищена як від внутрішніх, так і від зовнішніх помилок, збоїв та відмов, її дії повинні бути завжди передбачуваними, а додатки не повинні бути в змозі завдавати шкоди ОС.

Принцип сумісності полягає в наступному:

ОС повинна виконувати програми, написані більш ранніх версій цієї операційної системи, написані інших ОС, і навіть інший апаратної платформи.
Інтерфейс користувача повинен бути сумісним з існуючими системами та стандартами.

Безпека та продуктивність

Принцип безпеки полягає в наступному:

Захист ресурсів одного користувача від інших та встановлення квот за ресурсами для запобігання захопленню одним користувачем всіх системних ресурсів (наприклад, таких як пам'ять).
Захист даних від несанкціонованого доступу

Принцип продуктивності полягає в наступному: система повинна мати настільки хорошу швидкодію і час реакції, наскільки це дозволяє апаратна платформа.