Встроенные системные программы операционные системы это что

Содержание

Операционная система, сокр. ОС (англ. operating system, OS) — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой, машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами (драйверами) — с одной стороны — и прикладными программами с другой. Гордеев А.В. Операционные системы: Учебник для вузов. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2007. — 16 с.

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Операционная система является базовой и необходимой составляющей программного обеспечения компьютера, без нее компьютер не может работать в принципе.

Операционная система обеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Современные операционные системы имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определенные функции по управлению компьютером.

Что такое операционная система и как она работает

Управление файловой системой. Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В операционной системе имеются программные модули, управляющие файловой системой.

Командный процессор. В состав операционной системы входит специальная программа — командный процессор, — которая запрашивает у пользователя команды и выполняет их.

Пользователь может дать команду запуска программы, выполнения какой-либо операции над файлами (копирование, удаление, переименование), вывода документа на печать и так далее. Операционная система должна эту команду выполнить.

Графический интерфейс. Для упрощения работы пользователя в состав современных операционных систем, и в частности в состав Windows, входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В операционных системах с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.

Сервисные программы. В состав операционной системы входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и так далее), выполнять операции с файлами (архивировать и так далее), работать в компьютерных сетях и так далее.

Справочная система. Для удобства пользователя в состав операционной системы обычно входит также справочная система. Справочная система позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между периферийными устройствами, т.е. необходимо уметь управлять файловой системой. Ядром операционной системы является программа, которая обеспечивает управление файловой системой.

Пользователь общается с компьютером через устройства ввода информации (клавиатура, мышь). После ввода команды операционной системы специальная программа, которая называется командный процессор, расшифровывает команды и исполняет их.

Процесс общения пользователя с компьютером должен быть удобным. В состав современных операционных систем (Windows) обязательно входят модули, создающие графический интерфейс.

Таким образом, в структуру операционной системы входят следующие модули:

1) базовый модуль, управляющий файловой системой;
2) командный процессор, расшифровывающий и выполняющий команды;
3) драйверы периферийных устройств;
4) модули, обеспечивающие графический интерфейс.

Файлы операционной системы находятся на диске (жестком или гибком). Однако программы могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить в оперативную память.

Для функционирования компьютера обязательно должны находиться в оперативной памяти базовый модуль, командный процессор и драйверы подключенных устройств. Модули операционной системы, обеспечивающие графический интерфейс, могут быть загружены по желанию пользователя. В операционной системе Windows 95 выбор варианта загрузки представлен в виде меню. правовой информация нормативный акт программный

После включения компьютера производится загрузка операционной системы в оперативную память, т.е. выполняется программа загрузки. Однако для того чтобы компьютер выполнял какую-нибудь программу, эта программа должна уже находиться в оперативной памяти. Выход из этого противоречия состоит в последовательной, поэтапной загрузке.

В соответствии с английским названием этого процесса — bootstrap, — система как бы «поднимет себя за шнурки ботинок». В системном блоке компьютера находится ПЗУ (BIOS), в котором содержатся программы тестирования компьютера и первого этапа загрузки операционной системы. После включения компьютера эти программы начинают выполняться, причем информация о ходе этого процесса высвечивается на экране дисплея.

На этом этапе процессор обращается к диску и ищет на определенном месте (в начале диска) наличие очень небольшой программы-загрузчика BOOT. Программа-загрузчик считывается в память, и ей передается управление. В свою очередь она ищет на диске базовый модуль операционной системы, загружает его в память и передает ему управление.

В состав базового модуля операционной системы входит основной загрузчик, который ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.

Информация в компьютере хранится в памяти или на различных носителях, таких как: гибкие и жесткие диски, или компакт-диски. При выключении питания компьютера информация, хранящаяся в памяти компьютера, теряется, а хранящаяся на дисках — нет. Для уверенной работы за компьютером следует знать основные принципы хранения информации на компьютерных дисках. Кузнецов П.У.

Информационные технологии в юридическои? деятельности. Учебник для бакалавров. — М.: Юраи?т, 2011. С. 27.

Вся информация, предназначенная для долговременного использования, хранится в файлах. Файл представляет собой последовательность байт, объединенных по какому-то признаку и имеющих имя. Система хранения и работы с файлами в компьютере называется файловой системой.

Для удобства файлы хранятся в различных папках, которые расположены на дисках. В компьютере может быть установлено несколько дисков. Любой гибкий диск, жесткий диск, компакт-диск, цифровой видеодиск или сетевой диск мы будем называть просто диском, так как принципы организации хранения файлов на них идентичны.

Каждому диску присваивается буква латинского алфавита от А до Z, причем существуют некоторые правила обозначения. Буквой А обозначается гибкий диск, буквой С — основной диск вашего компьютера, где расположена система Windows. Буквой D и последующими буквами обозначаются остальные диски.

После буквы, обозначающей диск, ставится символ двоеточия “:”, чтобы показать, что буква обозначает именно диск, например А: или С:. Кроме буквы, каждый диск имеет свое уникальное имя, также называемое меткой. Чаще всего при указании диска используется метка и буквенное обозначение в скобках. Например, надпись Main (С:) означает, что основной диск вашего компьютера имеет метку Main.

На каждом диске помещается множество различных файлов. Любой файл может располагаться как прямо на диске, так и в произвольной папке, которая в свою очередь также может располагаться в другой папке

То, что файлы могут находиться в разных папках, позволяет расположить, на диске несколько файлов с одинаковыми именами. Структура хранения информации на диске, при котором одни папки могут располагаться в других папках, называется иерархической или древовидной. Такая структура действительно похожа на реальное дерево, на котором каждый листок представляет собой отдельный файл, а ветка — папку. Листок может расти как непосредственно из ствола, так и из любой ветки.

При указании пути к файлу имена папок отделяются друг от друга и от имени диска с помощью символа обратной косой черты “”, например, С:Мои документыМои рисункиЯ в молодости.jpg. Данная запись означает, что файл с именем Я в молодости.jpg расположен в папке Мои рисунки. Эта папка находится в папке Мои документы, размещенной на диске С:.

Обратите внимание, что в рассмотренном примере имя файла содержит в себе символ точки и как бы состоит из двух частей -до точки и после нее. Часть имени, расположенная после точки, называется расширением и используется для обозначения вида информации, хранящейся в файле. Например, расширение doc обозначает текстовый файл, wav — файл, содержащий звуки, а jpg — изображение. В Windows XP многие расширения файлов не показываются, так что, скорее всего, в нашем примере файл будет называться просто Я в молодости, но Windows будет знать, что работает с изображением.

Важным понятием в Windows XP является понятие ярлыка. На любой объект Windows можно сослаться из другого места. Такая ссылка и называется ярлыком. Например, в какой-то папке расположен часто использующийся рисунок. Для быстрого доступа к этому рисунку из разных мест можно поместить в эти места ярлыки, содержащие адрес реального местонахождения рисунка.

Удаление и перемещение ярлыка не влияет на расположение оригинального файла, поэтому использование ярлыков может обеспечить дополнительную защиту. Информатика и информационные технологии / Под ред. Ю.Д. Романовои?. — М.: ЭКСМО, 2011. С. 23.

Системные утилиты (Утилита от англ. utility или tool) — вспомогательная компьютерная программа в составе общего программного обеспечения для выполнения специализированных типовых задач, связанных с работой оборудования и операционной системы (ОС).

Утилиты предоставляют доступ к возможностям (параметрам, настройкам, установкам), недоступным без их применения, либо делают процесс изменения некоторых параметров проще (автоматизируют его).

11) Системные по,операционные системы: их назначение и основные возможности.

Систе́мное програ́ммное обеспе́чение — это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами компьютерной системы, такими как процессор, оперативная память, устройства ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс», с одной стороны которого аппаратура, а с другой — приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечения, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.

Операционная система — комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. Функции ОС

Основные функции (простейшие ОС):

— Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.

— Стандартизованный доступ к периферийным устройствам

— Управление оперативной памятью

— Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях, организованным в той или иной файловой системе.

— Сетевые операции, поддержка стека протоколов.

— Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

— Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

Понятие операционной системы

Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях сотовых телефонах Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев, это UNIX-подобные системы

12) Защита информации в компьютерных системах.

Аппаратно-программные средства защиты информации можно разбить на пять групп:

1. Системы идентификации и аутентификации пользователей.

Применяются для ограничения доступа случайных и незаконных пользователей к ресурсам компьютерной системы. При построении этих систем возникает проблема выбора информации, на основе которой осуществляются процедуры идентификации и аутентификации пользователя. Можно выделить следующие типы:

— секретная информация, которой обладает пользователь ;

— физиологические параметры человека (отпечатки пальцев,или особенности поведения

Системы, основанные на первом типе информации, считаются традиционными. Системы, использующие второй тип информации, называют биометрическими.

2. Системы шифрования дисковых данных.

Системы шифрования могут осуществлять криптографические преобразования данных на уровне файлов или на уровне дисков. К программам первого типа можно отнести архиваторы типа ARJ и RAR, которые позволяют использовать криптографические методы для защиты архивных файлов. Другим классификационным признаком систем шифрования дисковых данных является способ их функционирования.

— системы «прозрачного» шифрования;

— системы, специально вызываемые для осуществления шифрования.

В системах прозрачного шифрования (шифрования «на лету») криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя. Системы второго класса обычно представляют собой утилиты, которые необходимо специально вызывать для выполнения шифрования.

3. Системы шифрования данных, передаваемых по сетям.

Различают два основных способа шифрования: канальное шифрование и оконечное (абонентское) шифрование.

В случае канального шифрования защищается вся информация

При обмене данными по сетям возникает проблема аутентификации автора документа и самого документа, т.е. установление подлинности автора и проверка отсутствия изменений в полученном документе. Для аутентификации данных применяют код аутентификации сообщения (имитовставку) или электронную подпись.

Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом.

5. Средства управления криптографическими ключами.

Различают следующие виды функций управления ключами: генерация, хранение, и распределение ключей.

Способы генерации ключей для симметричных и асимметричных криптосистем различны. Для генерации ключей симметричных криптосистем используются аппаратные и программные средства генерации случайных чисел. Функция хранения предполагает организацию безопасного хранения, учета и удаления ключевой информации.

Для обеспечения безопасного хранения ключей применяют их шифрование с помощью других ключей. Распределение — самый ответственный процесс в управлении ключами. Этот процесс должен гарантировать скрытность распределяемых ключей, а также быть оперативным и точным. Между пользователями сети ключи распределяют двумя способами:

— с помощью прямого обмена сеансовыми ключами;

— используя один или несколько центров распределения ключей.

Источник: studfile.net

Встраиваемые операционные системы. Область применения и основы разработки

Встраиваемая система — система специального назначения, в которой компьютер полностью инкапсулирован в основное устройство. В отличие от компьютера общего назначения (например, персонального компьютера), встраиваемая система предназначена для решения одной или нескольких заранее определенных задач в конкретной предметной области . Так как система создается для решения конкретных задач, оптимизацию можно проводить уже на этапе проектирования, уменьшая таким образом физические размеры системы и снижая ее стоимость . Производство встраиваемых систем может быть как серийным, так и штучным.

Наладонные компьютеры ( PDA ) также обычно относят к встраиваемым устройствам ввиду аппаратных особенностей, хотя они могут решать довольно широкий круг задач. Граница встраиваемых решений становится все более неопределенной по мере появления новых типов устройств.

Физически, к встраиваемым системам относится масса устройств — от MP3-плееров до больших стационарных систем, таких как «умные» светофоры или интеллектуальные датчики на электростанциях.

Встраиваемая операционная система — это операционная система для встраиваемых систем. При создании таких систем особое внимание уделяют компактности и эффективности работы, отказываясь от большинства функций, предоставляемых операционными системами для обычных компьютеров. Такие действия оправданны, поскольку встраиваемые устройства решают одну или несколько конкретных задач и большая часть функциональности обычных ОС им просто не понадобится. Существует несколько десятков встраиваемых операционных систем, наиболее известными из которых являются:

NetBSD,
Windows CE,
Windows XP Embedded,
Symbian OS.

Реальное время

Вычисления в реальном времени (Real-Time Computing — RTC) — это вычисления, удовлетворяющие ограничениям реального времени (Real-Time Constraint); то есть интервал времени между событием и реакцией системы не превышает некоторого порогового значения. Соответственно системы, не относящиеся к системам реального времени (non-real-time system), не имеют ограничений на время отклика, даже если к ним предъявляются требования высокой производительности и быстрого отклика.

Программное обеспечение реального времени обычно разрабатывается на основе операционных систем реального времени (real-time operating systems) с использованием синхронных языков программирования (synchronous programming languages).

К системам реального времени часто относят системы, приложения которых считаются критически важными (mission critical). Пример компьютерной системы реального времени — противоблокировочная тормозная система автомобиля. В данном случае, ограничением реального времени является интервал, во время которого необходимо отпустить тормоза для предотвращения блокировки колес.

Вычисления реального времени считаются выполненными неуспешно, если они не завершились в заданный интервал времени. Временной интервал определяется условиями конкретной задачи. Система должна завершать вычисления реального времени в течение заданного интервала вне зависимости от своей загруженности другими задачами.

Жесткое и «мягкое» реальное время

Систему считают системой реального времени, если корректность выполнения операции зависит не только от логической корректности операции, но и от времени ее выполнения. Считается, что в случае систем жесткого реального времени ( hard или immediate real-time system) завершение операции по истечении заданного интервала времени (наступления «дедлайна») является бесполезным и в конечном счете может привести к критическому сбою всей системы. Системы мягкого реального времени ( soft real-time system) допускают задержки и предпринимают различные меры для реакции в заданный интервал, например, снижая качество возвращаемого ответа (пропуск кадров в видео).

Как правило, системы жесткого реального времени взаимодействуют с оборудованием на низком уровне. Например, система управления двигателем автомобиля является системой жесткого реального времени, так как задержка реакции может привести к сбою в работе двигателя и его повреждению. Другими примерами встраиваемых систем жесткого реального времени являются различные медицинские системы (такие как электронный стимулятор сердца), системы управления подушками безопасности, промышленные роботы, системы управления атомными электростанциями.

Системы жесткого реального времени используются, когда необходимо реагировать на события в течение строго заданного интервала времени. Обычно такие строгие требования предъявляются к системам, которые в случае задержки реакции могут привести к значительным потерям в том или ином виде, например к физическому повреждению окружения, угрозе жизни человека.

Как происходит распределение системного времени в случае систем, предназначенных для решения более одной задачи? Как правило, время распределяется на основании приоритетов задач. Кроме того, существуют алгоритмы, отдающие предпочтение задачам, которым осталось меньше всего времени на выполнение (Earliest Deadline First). Такие алгоритмы подходят для систем, загруженных менее чем на 100%.

Windows Embedded

Семейство встраиваемых Windows включают следующие операционные системы: Windows CE, Windows XP Embedded и Windows Embedded for Point of Service .

Windows XP Embedded

Windows XP Embedded (Xpe) — компонентная версия Microsoft Windows XP Professional. В основе ХРе — те же двоичные коды, что и у XP Pro, но XPe ориентирован на разработчиков для OEM, ISV и IHV, которым требуется полноценная поддержка Win32 API, но не нужны некоторые компоненты Professional. XPe запускает существующие Windows-приложения и драйверы устройств на устройствах с 32MB памяти Compact Flash, 32MB RAM и микропроцессором P-200.

XPe не имеет отношения к Wndows CE. Они ориентированы на различные устройства и оба имеют свои преимущества и недостатки. Например, XPe не сможет работать на некоторых достаточно малых объемах памяти, на которых работает CE. Однако CE не поддерживает полноценное Win32 API, которое поддерживает XPe (в CE есть аналог Win32 API). CE не сможет исполнять сотни уже разработанных драйверов и тысячи существующих приложений.

К устройствам, на которые ориентирована XPe, можно отнести торговые и игровые автоматы, кассовые аппараты, промышленных роботов, тонких клиентов, компьютерные приставки, сетевые устройства хранения данных, таймеры, устройства навигации и т. д. Различные версии XPe могут быть развернуты на самых разных устройствах, за исключением полноценного ПК. XPe поддерживает все оборудование, поддерживаемое XP Pro. Его нельзя установить на обычный ПК ввиду лицензионных ограничений.

Windows CE

Windows CE (WinCE) — версия операционной системы Microsoft Wndows для сильно ограниченных по сравнению с обычными ПК компьютеров и встраиваемых систем. Ядро Wndows значительно отличается от ядра Wndows для обычного ПК и не является урезанной версией. Ядро Win CE поддерживает архитектуры, совместимые с Intel x86, MIPS, ARM и Hitachi SuperH.

Windows CE специально оптимизирована для устройств, имеющих мало памяти — ядро Wndows CE требует для исполнения менее мегабайта памяти. Устройства часто конфигурируются без привлечения внешнего дискового устройства. Более того, можно настроить конфигурацию устройства так, чтобы получить изолированную от внешних пользователей систему (конечный пользователь не сможет расширять систему). Это можно сделать, записав образ ОС в ROM.

Windows CE соответствует определению системы реального времени (в отличие от XPe) с детерминированной задержкой обработки прерываний. Win CE поддерживает 256 уровней приоритета и поддерживает наследование приоритетов. Основной единицей исполнения является поток. Это позволяет упростить решение вопросов наследования и улучшить время исполнения.

На основе Win CE было разработано множество платформ (наиболее распространенные на сегодняшний день — Mobile 2003, Mobile 5.0, Smartphone 2003) и множество промышленных устройств и встраиваемых систем.

Значительная часть Windows CE поставляется с открытыми исходными кодами. В частности, Platform Builder (интегрированная среда создания образа ОС на основе Wndows CE) предлагает несколько компонент в форме исходных кодов.

Итоги

Для персональных компьютеров разработано огромное число информационных систем. Прочие устройства до сих пор испытывают недостаток различных программных средств. Разработка решений для встраиваемых систем или мобильных устройств требует учета ограниченности их возможностей по сравнению с персональными компьютерами. В то же время такие устройства представляют платформы для создания совершенно новых приложений и сервисов.

Появление таких операционных систем, как Wndows CE и Wndows XP Embedded , существенно упрощает разработку встраиваемых систем. А возможность использования . NET Compact Framework упрощает создание прикладных программ и различных сервисов для устройств.

Источник: intuit.ru

Русские Блоги

Встроенная безопасность / встроенные основы — 4-встроенное системное программное обеспечение

1. Программная структура встроенной системы.

Простая структура опроса:

Во встроенных системах начального уровня процессор имеет низкую вычислительную мощность, небольшой объем памяти, простые системные функции и обычно реализует только некоторые простые операции управления. Такой тип встроенной системы не требует поддержки операционной системы, а прикладное программное обеспечение работает непосредственно на «голом железе».
В структуре опроса приложение многократно проверяет каждое внешнее условие ввода в цикле. Как только появляется задача, которую нужно обработать, она будет обработана соответствующим образом. Он применяется только в сценариях, где количество задач в системе невелико, обработка задач проста, а требования к работе в реальном времени невысоки.

Структура опроса с прерыванием:

Процедура обслуживания прерывания (ISR) добавляется к основному циклу простой структуры опроса.Программа обслуживания прерывания обрабатывает особенно срочные запросы обслуживания, а затем устанавливает флаги состояния; основная программа цикла опрашивает эти флаги состояния и выполняет последующую обработку.

Операционная система мониторинга + структура прикладного программного обеспечения:

Монитор встроенной операционной системы), этот тип встроенной операционной системы обычно содержит только ядро посредством планирования задач и переключения задач для обеспечения параллельной работы задач, связи, синхронизации и взаимного исключения между задачами, а также между задачами и процедурами обслуживания прерываний. также требуется операционная система.

Общая встроенная операционная система + структура прикладного программного обеспечения:

Встроенная операционная система высшего класса включает в себя сложную структуру драйверов, файловых систем, стеков сетевых протоколов и других компонентов, а приложения используются для реализации пользовательских функций.

2. Уровень аппаратной абстракции и пакет поддержки на уровне платы.

Уровень аппаратной абстракции (HAL): Базовое программное обеспечение встроенной системы представляет собой независимый программный уровень интерфейса, устанавливаемый между уровнем операционной системы и оборудованием. Это все программное обеспечение, которое напрямую зависит от оборудования, включая загрузчики, программы конфигурации оборудования и коды доступа к оборудованию.

Пакет поддержки платы (BSP): Чтобы реализовать переносимость ОС между различными аппаратными платформами, многие производители ОС будут определять спецификацию интерфейса между аппаратно-независимым кодом и кодом, связанным с аппаратным обеспечением. Аппаратно-независимый код ОС одинаков на разных аппаратных платформах и предоставляется производителем ОС. Аппаратно-зависимый код обычно пишется пользователем или производителем оборудования, и эта часть кода обычно называется пакетом поддержки платы.

Пакет поддержки на уровне платы позволяет универсально применять встроенную операционную систему к различным аппаратным платформам, поддерживаемым BSP, реализуя переносимость и кроссплатформенность встроенной операционной системы. Пакет поддержки платы — это конкретная реализация уровня аппаратной абстракции в конкретной среде операционной системы.

BSP отвечает за инициализацию программного и аппаратного обеспечения системы после перезагрузки системы, и его функции также можно разделить на три части:

Аппаратная инициализация при сбросе системы, включая инициализацию микросхемы процессора и инициализацию печатной платы
Обеспечение аппаратной поддержки драйверов для операционной системы
Загрузочная операционная система

3. Загрузчик

Загрузчик: Это часть базового программного обеспечения. Встроенная система сначала запускает загрузчик после сброса при включении питания, который отвечает за самопроверку системы при включении, инициализацию оборудования, создание сопоставления дискового пространства, настройку параметров системы, создание программной операционной среды верхнего уровня. , а также загрузка и запуск операционной системы.

В зависимости от места хранения образа операционной системы методы загрузки встроенной операционной системы включают:
Запускать код операционной системы прямо в ПЗУ
Запустить код операционной системы в ОЗУ
Загрузить код операционной системы из внешней памяти для запуска
Загрузите код операционной системы из коммуникационного порта для запуска

Большинство программ загрузчика, запускаемых из флэш-памяти, имеют двухэтапный процесс выполнения:
Цель первого этапа — позволить встроенной системе нормально работать и подготовить базовую аппаратную среду для второго этапа и последующей работы ядра операционной системы, включая инициализацию оборудования и инициализация на уровне платы. Для достижения используйте язык ассемблера.
Код второго этапа реализован на языке C для реализации функции загрузки операционной системы. Включая создание канала взаимодействия с информацией о конфигурации системы и канала загрузки образа, проверку образа ядра, распаковку образа ядра, распаковку образа ядра, копирование образа ядра в ОЗУ и обеспечение подходящего контекста для выполнения ядра.

4. Драйвер устройства

Функции драйвера устройства: инициализация устройства, открытие (активация) и закрытие устройства, чтение и запись устройства (отправка и получение данных), запрос состояния устройства и операции управления устройством.

5. Система реального времени

Определение: правильность ответа на внешний мир зависит не только от правильности функции, но и от правильности времени обработки события.
Временной лимит — это самый важный индикатор, которым следит система реального времени, который подразделяется на относительный временной предел и абсолютный временной предел. Относительный предел времени — это максимально разрешенный период времени, а абсолютный предел времени — это момент, когда задача должна быть завершена.

6. Операционная система реального времени.

Концепция: Операционная система реального времени — это операционная система, которая не ставит своей целью выполнение большего количества задач за заданное время, но максимально быстро реагирует на внешние события и имеет детерминированное время отклика.
Наиболее важной особенностью операционной системы реального времени является постоянство времени, необходимого для выполнения каждой задачи. Отклонение времени, необходимого для выполнения каждой задачи, называется джиттером.

7. Показатели производительности операционной системы в реальном времени.

Параметры, связанные с переключением задач и временем задержки прерывания, являются наиболее важными индикаторами для измерения производительности операционных систем реального времени.

Время задержки прерывания: Он относится к самому продолжительному времени, которое проходит от получения сигнала запроса маскируемого прерывания до того, как операционная система ответит и перейдет к программе обслуживания прерывания.
Время переключения задач:Это время, необходимое операционной системе для переключения между двумя независимыми готовыми задачами с одинаковым приоритетом.
Время вытеснения задачи: Время, необходимое системе для передачи управления от задачи с низким приоритетом к задаче с высоким приоритетом.

8. Структура ядра встроенной операционной системы.

Одноядерная (макроядерная) структура:
объединяет различные функциональные модули ядра, а взаимодействие между модулями осуществляется путем прямого вызова функций в других модулях, что обеспечивает высокую эффективность выполнения и хорошую производительность. Этот тип ядра операционной системы представляет собой одноядерное или макроядро.

Структура микроядра:
В ядро помещаются только необходимые базовые функции, и они выполняются в основном режиме; другие функции находятся вне ядра и выполняются службами, работающими в пользовательском режиме. Такой подход делает Структура ядра очень мала, поэтому ее называют микроядерной структурой.

9. Особенности встроенной операционной системы uC / OS -2.

Ядро многозадачной операционной системы реального времени, специально разработанное для встроенных приложений, обладает такими характеристиками, как высокая эффективность выполнения, небольшая занимаемая площадь, отличная производительность в реальном времени и высокая масштабируемость.
Высококачественное ядро с открытым исходным кодом, работающее в реальном времени, переносимость, обрезка, точность времени, многозадачность, вытесняющее ядро и несколько системных служб.

10. Состав встраиваемой системы uC / OS -2.

Ядро примерно разделено на модули, такие как планирование задач, управление задачами, управление временем, синхронизация и связь между задачами, управление памятью и управление системой. Управление системой включает в себя инициализацию системы, запуск системы, управление прерываниями, прерывание часов и обработку событий.

11. Статус задачи uC / OS -2

Состояние сна:
Код задачи находится в памяти, но еще не передан ядру для планирования. Задачу можно передать в управление ядром, вызвав функцию создания задачи.

Состояние готовности:
Задача имеет условия выполнения, но не может выполняться временно, поскольку приоритет ниже, чем у выполняющейся задачи.

Состояние работы:
Задача получила право на использование процессора и выполняется. Одновременно в системе выполняется только одна задача.

Состояние ожидания:
Выполняющаяся задача приостанавливается, поскольку ожидает возникновения события и передает использование процессора другим задачам.

Прерванное состояние:
Состояние задачи, которая была приостановлена из-за выполнения процессором процедуры обслуживания прерывания.

12. uC / OS -2 этапы выполнения служебной программы прерывания

1. Сохраните все регистры процессора;
2. Вызовите OSIntEnter () или OSIntNesting, чтобы напрямую добавить 1;
3. Выполнить код обслуживания прерывания пользователя (вызвать функцию обработки прерывания);
4. Вызов OSIntExit ();
5. Восстановите все регистры ЦП;
6. Выполните инструкцию возврата прерывания.

Источник: russianblogs.com

Системное программное обеспечение. операционные системы.

Информатика, информационные технологии

Операционная система выполняет роль связующего звена между аппаратурой компьютера, с одной стороны, и выполняемыми программами, а также пользователем, с другой стороны.

Операционная система обычно хранится во внешней памяти компьютера — на диске. При включении компьютера она считывается с дисковой памяти и размещается в ОЗУ.

Этот процесс называется загрузкой операционной системы.

В функции операционной системы входит:

осуществление диалога с пользователем;

ввод-вывод и управление данными;

планирование и организация процесса обработки программ;

распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств);

запуск программ на выполнение;

всевозможные вспомогательные операции обслуживания;

передача информации между различными внутренними устройствами;

программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).

Операционную систему можно назвать программным продолжением устройства управления компьютера. Операционная система скрывает от пользователя сложные ненужные подробности взаимодействия с аппаратурой, образуя прослойку между ними. В результате этого люди освобождаются от очень трудоёмкой работы по организации взаимодействия с аппаратурой компьютера. Операционные системы для персональных компьютеров делятся на:- одно- и многозадачные (в зависимости от числа параллельно выполняемых прикладных процессов);- одно- и многопользовательские (в зависимости от числа пользователей, одновременно работающих с операционной системой);- непереносимые и переносимые на другие типы компьютеров;- несетевые и сетевые, обеспечивающие работу в локальной вычислительной сети ЭВМ.Большое значение сегодня имеет применение 32-разрядных операционных систем для персональных компьютеров:- OS/2 во всех модификациях (IBM);- Windows во всех модификациях (Microsoft);- Unix во всех модификациях;- Next Step 3.2 (Next);- SCO Open Desktop 3.0 (Santa Cruz Operation);- Solaris 2.1 (SunSoft) — x86;- UnixWare Personal Edition 1.0 (Novell).-Linux (распространяется свободно)

MS-DOS – однозадачная, OS/2 — многозадачная

В различных моделях компьютеров используют операционные системы с разной архитектурой и возможностями. Для их работы требуются разные ресурсы. Они предоставляют разную степень сервиса для программирования и работы с готовыми программами.

Операционная система для персонального компьютера, ориентированного на профессиональное применение, должна содержать следующие основные компоненты:

программы управления вводом/выводом;

программы, управляющие файловой системой и планирующие задания для компьютера;

процессор командного языка, который принимает, анализирует и выполняет команды, адресованные операционной системе.

Каждая операционная система имеет свой командный язык, который позволяет пользователю выполнять те или иные действия:

обращаться к каталогу;

выполнять разметку внешних носителей;

запускать программы;

… другие действия.

Анализ и исполнение команд пользователя, включая загрузку готовых программ из файлов в оперативную память и их запуск, осуществляет командный процессор операционной системы.

Для управления внешними устройствами компьютера используются специальные системные программы — драйверы. Драйверы стандартных устройств образуют в совокупности базовую систему ввода-вывода (BIOS),которая обычно заносится в постоянное ЗУ компьютера.

Сетевые операционные системы- комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети. Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах. Сетевые операционные системы используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас эти операционные системы распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют Linux, Windows NT, FreeBSD

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, возможности администрирования.

Программное обеспечение сетевых ОС распределено по узлам сети. Имеется ядро ОС, выполняющее большинство из охарактеризованных выше функций, и дополнительные программы (службы), ориентированные на реализацию протоколов верхних уровней, выполнение специфических функций для коммутационных серверов, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относят также драйверы сетевых плат.

сетевые ОС — UNIX, Windows NT и Novell Netware, Linux

ОC UNIX применяют преимущественно в крупных корпоративных сетях, поскольку эта система характеризуется высокой надежностью, возможностью легкого масштабирования сети. В Unix имеется ряд команд и поддерживающих их программ для работы в сети. Во-первых, это команды ftp, telnet, реализующие файловый обмен и эмуляцию удаленного узла на базе протоколов TCP/IP. Во-вторых, протокол, команды и программы UUCP, разработанные с ориентацией на асинхронную модемную связь по телефонным линиям между удаленными Unix-узлами в корпоративных и территориальных сетях.

ОС Windows NT включает серверную (Windows NT Server) и клиентскую (Windows NT Workstation) части и, тем самым, обеспечивает работу в сетях клиент/сервер. Windows NT обычно применяют в средних по масштабам сетях.

ОС Novell Netware состоит из серверной части и оболочек Shell, размещаемых в клиентских узлах. Предоставляет пользователям возможность совместно использовать файлы, принтеры и другое оборудование. Содержит службу каталогов, общую распределённую базу данных пользователей и ресурсов сети. Эту ОС чаще применяют в небольших сетях.

Операционная система Unix была создана в Bell Telephone Laboratories. Unix — многозадачная операционная система, способная обеспечить одновременную работу очень большого количество пользователей.

В настоящее время Linux —очень мощная операционная система, но самое замечательное то, что она бесплатная (free).

Встроенные операционные системы используются в карманных компьютерах и бытовой технике. Карманный компьютер — это маленький компьютер, помещающийся в кармане и выполняющий небольшой набор функций, например, телефонной книжки и блокнота. Встроенные системы, управляющие работой устройств бытовой техники, не считаются компьютерами, но обладают теми же характеристиками, что и системы реального времени, и при этом имеют особые размер, память и ограничения мощности, что выделяет их в отдельный класс. Примерами таких операционных систем являются PalmOS и Windows CE (Consumer Electronics — бытовая техника).

Статьи к прочтению:

Системное тестирование программного обеспечения
Скалярные типы данных, операции, преобразование типов.

Встроенные системные программы операционные системы это что

11) Системные по,операционные системы: их назначение и основные возможности.

12) Защита информации в компьютерных системах.