Многоуровневые системы

Обобщением подхода, показанного на рис. 1.21, является организация операционной системы в виде иерархии уровней, каждый из которых является надстройкой над нижележащим уровнем. Первой системой, построенной таким образом, была система THE, созданная в Technische Hogeschool Eindhoven в Голландии Э.
Дейкстрой (E. W. Dijkstra) и его студентами в 1968 году. Система THE была простой пакетной системой для голландского компьютера Electrologica X8, имевшего память 32 K 27-разрядных слов. Как показано в табл. 1.3, у системы было шесть уровней. Уровень 0 занимался распределением ресурса процессора (процессорного времени), переключением между процессами при возникновении прерываний или истечении времени таймера. Над уровнем 0 система состояла из последовательных процессов, каждый из которых мог быть запрограммирован без учета того, что несколько процессов были запущены на одном процессоре. Иными словами, уровень 0 обеспечивал основу многозадачности центрального процессора.
Таблица 1.3. Структура операционной системы THE
Уровень Функция
5 Оператор
4 Программы пользователя
3 Управление вводом-выводом
2 Связь оператора с процессом
1 Управление основной памятью и магнитным барабаном
0 Распределение ресурсов процессора и обеспечение многозадачного режима


Уровень 1 управлял памятью. Он выделял процессам пространство в основной памяти и на магнитном барабане емкостью 512 К слов, который использовался для хранения частей процесса (страниц), не умещавшихся в оперативной памяти. На уровнях выше первого процессы не должны были беспокоиться о том, где именно они находятся, в памяти или на барабане. Программное обеспечение уровня 1 обеспечивает помещение страниц в память в то время, когда они необходимы, и удаление их из памяти, когда они не нужны.

Уровень 2 управлял связью каждого процесса с консолью оператора (то есть с пользователем). Над этим уровнем каждый процесс фактически имел собственную консоль оператора. Уровень 3 управлял устройствами ввода-вывода и буферизацией информационных потоков в обоих направлениях. Над третьим уровнем каждый процесс мог работать с абстрактными устройствами ввода-вывода, имеющими определенные свойства. На уровне 4 работали пользовательские программы, которым не надо было заботиться о процессах, памяти, консоли или управлении вводом-выводом. Процесс системного оператора размещался на уровне 5.

Дальнейшее обобщение многоуровневой концепции было сделано в системе MULTICS. Вместо уровней для описания MULTICS использовались серии концентрических колец, где внутренние кольца обладали более высокими привилегиями по отношению к внешним (что, собственно, не меняло сути многоуровневой системы). Когда процедуре из внешнего кольца требовалось вызвать процедуру внутреннего кольца, ей нужно было создать эквивалент системного вызова, то есть выполнить инструкцию TRAP, параметры которой тщательно проверялись на допустимость перед тем, как разрешить продолжение вызова. Хотя вся операционная система в MULTICS являлась частью адресного пространства каждого пользовательского процесса, аппаратура позволяла определять отдельные процедуры (а фактически — сегменты памяти) как защищенные от чтения, записи или выполнения.

Следует отметить, что система уровней в конструкции THE играла лишь вспомогательную роль, поскольку все части системы в конечном счете компоновались в единую исполняемую программу, а в MULTICS кольцеобразный механизм существовал главным образом в процессе выполнения и реализовывался за счет аппаратного обеспечения.

Преимущества кольцеобразного механизма проявлялись в том, что он мог быть легко расширен и на структуру пользовательских подсистем. Например, профессор может написать программу для тестирования и оценки студенческих программ и запустить ее в кольце п, а студенческие программы будут выполняться в кольце п + 1, так что студенты не смогут изменить свои оценки.

1.7.3.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ Х. БОС. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМ Ы 4-е ИЗДАНИЕ. 2015

Еще по теме Многоуровневые системы:

  1. Многоуровневость сознания в ее корреляции с многоуровневостью нервной системы
  2. Часть первая МНОГОУРОВНЕВАЯ МОДЕЛЬ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
  3. Многофункциональность, многосубъектность. многоуровневость социальной сферы.
  4. § 39 Классификация договоров в отдельных видах. – Римская классификация. – Система прусского закона, французского и австрийского кодекса. – Система русского свода. – Система настоящего изложения.
  5. Тема 15 Правова система і система права. Система законодавства та систематизація нормативно-правових актів
  6. Глава 4. Система права и система законодательства
  7. §5. Система военных судов в РФ как часть системы судов общей юрисдикции
  8. Единство и взаимосвязь правовой системы и системы правового общества
  9. § 1.3. Система трудового права і система трудового законодавства
  10. § 33 Общее правило о переходе наследства к детям. – Отличие отделенных от неотделенных. – Право представления. – Право родительское. – Право боковых родственников. – Римская система определения прав по классам и степеням. – Германская система определения прав по линиям и коленам.
  11. § 14 Отношения супругов по имуществу. – Германское начало общения имуществ в браке и римская система приданого. – Особое имущество жены. – Разнообразные системы западных законодательств. – Раздел имуществ по прекращении брака. – Ограничения брачных договоров и сделок между супругами. – Английский закон об отношениях супругов по имуществу.
  12. § 34 Смешанные системы в новейших законодательствах. – Происходящее от различия сих систем различие в порядке раздела и в допущении права представления. – Ограничение наследственного права пределами родства. – Ограничение женщин. – Разделение наследства между родами. – Возвращение подаренного родителями. – Наследование супругов и незаконных детей и родителей. – Закон наследования в Англии.
  13. СИСТЕМА
  14. Организация как система.