Тема 6. Режими роботи обчислювальних систем. Спеціальне програмне забезпечення.

Рис. 5.5. Склад операційної системи

Склад операційних систем

Компонентний склад операційної системи визначається набором функцій, для виконання яких вона призначена. Всі її програми можна розбити на дві групи: управляючі і системнооброблювальні (рис. 5.5).

Блок управляючих програм невід’ємний компонент будь-якої операційної системи, це основна її частина (ядро), без якого вона не може існувати. Їх функції планування проходження безперервного потоку завдань, управління розподілом ресурсів, реалізація прийнятих методів організації даних, управління операціями вводу-виводу, організація мультипрограмної роботи, управління працездатністю системи після збоїв та інше.

Блок управляючих програм складається з чотирьох основних компонентів:

· управління статичними ресурсами (управління завданнями);

· управління динамічними ресурсами (управління задачами);

· управління даними;

· управління відновленням.

Програми управління завданнями здійснюють попереднє планування потоку завдань для виконання і статичного розподілу ресурсів між одночасно виконуваними завданнями у процесі підготовки до виконання (ініціалізації). До таких ресурсів зазвичай відносять розділи пам’яті (основна, віртуальна, зовнішня), доступні для використання завданнями, пристроями, що допускають тільки монопольне використання, наборів даних і т.п. Ці ресурси закріплюються за завданням або його частиною з моменту його ініціалізації до моменту завершення і використовуються зазвичай у монопольному режимі.

Програми управління задачами здійснюють динамічний розподіл ресурсів системи між декількома задачами, що вирішуються одночасно в мультипрограмному режимі для виконуваного потоку завдань.

Програми управління даними забезпечують всі операції вводувиводу (обмін між оперативною пам’яттю і периферійними пристроями), які надходять як від програм користувача, так і від програм операційної системи та реалізують різні структури даних і можливість доступу до них. Управління даними призначене для виконання наступних функцій:

· централізоване здійснення операцій вводувиводу (операцій обміну) з використанням зовнішніх (периферійних) пристроїв;

· забезпечення зберігання даних на пристроях зовнішньої

пам’яті;

· забезпечення різних способів організації і ідентифікації даних;

· управління каталогом даних, що дозволяє здійснювати їх пошук, використовуючи символічне ім’я без вказівки місцезнаходження;

· автоматичний розподіл пам’яті на пристроях прямого доступу;

· автоматичний пошук даних по їх символічному імені;

· забезпечення незалежності програм від характеристик даних, які вони обробляють і типів використовуваних зовнішніх пристроїв;

· забезпечення різних методів доступу до даних у залежності від їх організації і логічного рівня способу доступу.

Всі функції управління даними, перераховані вище, можна розділити на два види:

· управління процесами вводу-виводу у обчислювальній системі;

· організація даних, що зберігаються в обчислювальній системі (ця функція має відношення тільки до даних, що зберігаються на зовнішніх запам’ятовуючих пристроях).

Програми управління відновленням реєструють машинні збої і відмови, а якщо це можливо, відновлюють працездатність системи.

Системні оброблювальні програми виконуються під управлінням блоку управляючих програм так само як будь-яка оброблювальна

програма, наприклад програма автоматизованого проектування. Це означає, що вони у повному об’ємі можуть користуватися послугами управляючих програм і не можуть самостійно виконувати системні функції. Так, оброблювальні програми не можуть самостійно здійснювати ввід-вивід. Операції вводу-виводу оброблювальні програми реалізують за допомогою запитів до управляючих програм. Централізоване виконання системних функцій управляючою програмою дозволяє виконувати їх ефективніше і забезпечує високий рівень послуг для користувача.

До системних оброблювальних програм відносяться програми, що входять до складу операційної системи: асемблери, транслятори, сервісні програми обслуговування і ряд інших.

Асемблери машинно орієнтовані мови низького рівня і програмні засоби для їх перетворення у мову машинних кодів.

Транслятори програмні засоби, що служать для перетворення програми, написаної на одній з мов програмування високого рівня (Fortran, Pascal, PL/1, С, C++ та ін.) у мову машинних кодів.

До сервісних програм можна віднести компонувальник програм,

завантажувач, програми виявлення несправностей і т.п.5.3. Операційна система в процесі розробки програм

У процесі реалізації програмних проектів операційна система використовується на всіх етапах проектування програм, починаючи від формулювання алгоритмів і структурних схем і закінчуючи відладкою і виконанням програм.

Розглянемо функції операційної системи при розробці програм за допомогою систем програмування з використанням різних мов. У сучасних системах програмування широко застосовується модульний принцип, що дозволяє для однієї системи паралельно і незалежно розробляти велику кількість модулів, що належать як одному, так і декільком програмним проектам. При цьому операційна система підтримує бібліотеки модулів на різних стадіях розробки.

При розробці програм програміст користується послугами операційної системи. Система програмування дозволяє проводити програмування і відладку завдання по частинах з використанням різних мов програмування. До складу системи програмування входить набір трансляторів, компонувальник програм (редактор зв’язків) і завантажувач.

Для підвищення ефективності програмування використовується сегментація великих програм на менш великі їх автономна розробка і об’єднання перед виконанням або у його процесі. Кожна програма є модулем. Декілька модулів можуть бути об’єднані в крупніший модуль, крім того, модулі можуть динамічно викликати один одного.

Програми написані на одній з мов програмування є початковими модулями, тексти яких поміщаються у набори даних операційної системи. Набір даних, що містить початковий модуль є вхідними даними для відповідного транслятора або асемблера. У результаті трансляції виходить об’єктний модуль на машинній мові, який поки що непридатний для завантаження в оперативну пам’ять і виконання. Специфіка початкової мови в об’єктному модулі буде втрачена.

Об’єктні модулі складаються з тексту в машинному коді, що містить команді і константі програми і управляючих словників, інформації для об’єднання об’єктних модулів і подальшого завантаження та настройки програм в оперативній пам’яті і можуть зберігатися в зовнішній пам’яті ЕОМ.

Окремий програмний модуль може мати посилання на інші програмні модулі. На деякі величини даної програми можуть бути посилання з інших модулів. Величини програм, які здійснюють посилання поза модулем і на які проводитися посилання ззовні називаються зовнішніми символами. Інформація про зовнішні символи (адреси, тип і т.д.) поміщається в управляючому словнику зовнішніх символів, який використовується при об’єднанні декількох модулів в один для узгодження дозволу зовнішніх посилань, тобто посилань модулів між собою. Формат об’єктних модулів – стандартний для всіх трансляторів, використовуваних в даній операційній системі, що дозволяє однаково обробляти їх редактором зв’язків і об’єднувати модулі написані на різних мовах програмування.

Об’єктний модуль проходить подальшу обробку компоновку (редагування зв’язків) і завантаження в оперативну пам’ять. Компоновка полягає в ув’язці окремих модулів в єдину програму шляхом настройки зв’язків між модулями і виконується обслуговуючою програмою, яка називається компонувальником (редактором зв’язків). Завдяки компонувальнику користувач може збирати програму з окремих модулів, написаних у різний час і на різних алгоритмічних мовах. У результаті ця програма буде завантажувальним модулем.

Завантажувальний модуль є переміщуваною програмою і може бути поміщений у будь-яку область оперативної пам’яті. Розрізняють просту і оверлейну структуру завантажувальних модулів. Модуль має просту структуру, якщо всі підпрограми, що входять у нього завантажуються в оперативну пам’ять і постійно в ній знаходяться. Модуль називається оверлейним (з перекриттям), якщо в оперативній пам’яті постійно знаходяться лише деякі підпрограми.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Загальне програмне забезпечення	\|	Рішення завдань автоматизованого проектування складних

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.011 сек.