Tipuri de sisteme de operare pentru a fi utilizate cu rsoi - lecții de informatică

TIPURI DE SISTEME DE OPERARE pentru a lucra cu RSOI

Sistemele de operare asociate Ferm sunt denumite în mod obișnuit sisteme de operare distribuite (Distributed Operating System, DOS) și sunt utilizate pentru a controla sistemele multiprocesor și multicalculator omogene. Ca și în sistemele de operare tradiționale singur procesor, obiectivul principal al unui sistem de operare distribuit este de a masca subtilitățile hardware de control care este folosit simultan de mai multe procese. Sisteme de operare fragila rețea (Network Sisteme de operare) sunt utilizate pentru a gestiona sistemele de multicalculator eterogene. Deși controlul hardware-ul este principala sarcină a sistemelor de operare de rețea, acestea sunt diferite de cele tradiționale. Această diferență rezultă din faptul că serviciile locale ar trebui să fie disponibile pentru clienți la distanță.

Pentru a crea într-adevăr un sistem distribuit, servicii, sistem de operare de rețea nu este suficient. Trebuie să adăugați componente suplimentare pentru a le organiza

Pentru a crea într-adevăr un sistem distribuit, servicii, sistem de operare de rețea nu este suficient. Trebuie să adăugați componente suplimentare pentru a le organiza mai bine de sprijin transparență distribuție. Aceste componente suplimentare sunt mijloace cunoscute ca un sistem de strat intermediar (middleware), și care stau la baza sistemelor moderne distribuite. Tabel. 3 prezintă datele de bază și a sistemului de operare de rețea distribuită, și înseamnă un nivel intermediar.

Sisteme de operare distribuite

Există două tipuri de sisteme de operare distribuite. sistem de operare multiprocesor (sistem de operare multiprocesor) gestionează resursele multiprocesor. Sistemul de operare Multikompyoterpaya (sistem de operare multicalculator) este proiectat pentru multikompyuterov omogene. Funcționalitatea sistemului de operare distribuit este substanțial diferit de funcționalitatea sistemelor de operare tradiționale concepute pentru calculatoare cu un singur procesor, cu excepția faptului că acesta sprijină funcționarea mai multor procesoare.

1. Sisteme de operare pentru calculatoare cu un singur procesor

Sistemele de operare au fost în mod tradițional construite pentru a gestiona computerele cu un singur procesor. Sarcina principală a acestor sisteme a fost organizarea de acces facil de utilizatori și aplicații pentru dispozitive partajate, cum ar fi CPU, memorie, discuri si periferice. Vorbind de partajare a resurselor, ne referim la capacitatea de a utiliza același hardware în diverse aplicații sunt izolate unele de altele. Pentru o aplicație, se pare ca și în cazul în care aceste resurse sunt la dispoziția sa, cu același sistem poate rula mai multe aplicații, fiecare cu propriul set de resurse. În acest sens, sistemul de operare implementează o mașină virtuală (mașină virtuală), oferind aplicații instrumente multitasking.

2. Sisteme de operare multiprocesor

Un important, dar de multe ori nu foarte evidentă extindere a sistemelor de operare uniprocesor este abilitatea de a sprijini mai multe procesoare au acces la memorie partajată. Conceptual, această extensie este ușor. Toate structurile de date necesare pentru a sprijini hardware-ul sistemului de operare, inclusiv suport pentru mai multe procesoare, sunt plasate în memorie. Principala diferență este că datele sunt accesibile pentru mai multe procesoare și trebuie să fie protejate împotriva accesului simultan pentru integritate.

Cu toate acestea, multe sisteme de operare, în special proiectate pentru calculatoarele personale și stațiile de lucru, nu poate suporta cu ușurință mai multe procesoare. Principalul motiv pentru acest comportament este că acestea sunt concepute ca program de monolit, care pot fi executate într-un singur fir de control. Adaptarea unui astfel de sistem de operare multiprocesor este re-proiectarea și punerea în aplicare a noii sale de bază. Sistemele de operare moderne dezvoltate inițial, cu posibilitatea de a lucra în sistemele multiprocesor.

sisteme de operare multiprocesor care vizează menținerea configurației de înaltă performanță, cu mai multe procesoare. Principala lor sarcină - pentru a asigura transparența procesoarelor de aplicații. Asigurați-l destul de ușor, deoarece comunicarea între diferite aplicații sau părți ale acestora necesită aceleași primitivele ca și în sistemele de operare cu un singur procesor multi-tasking. Mesajul are loc prin colaborarea cu date într-o zonă specială de date partajate, și tot ce este necesar - este de a proteja datele de acces concurente. Protecția se realizează prin primitivele de sincronizare. Cele două cele mai importante (și echivalent) primitiv - l semafoarelor și monitoare.

Semaphore (semaphore) poate fi reprezentat ca un întreg, care susține două operații: în sus (creștere) și în jos (scădere). Odată cu scăderea primelor verifică dacă valoarea semaforului depășește 0. Dacă este, este decrementat, iar procesul continuă de execuție. Dacă valoarea semaforului este zero, procesul de asteptare este blocat. creștere operatorul realizează efectul opus. Se verifică mai întâi toate blocate acum procese care nu au putut fi finalizate în timpul reducerii funcționării anterioare. În cazul în care acestea există, se deschide una dintre ele și continuă. În caz contrar, doar crește contorul semaforului. proces deblocată se efectuează pentru a reduce operația de apel. O proprietate importantă a operațiunilor semafoarelor este că acestea sunt atomică (atomic), adică în cazul în care operațiunea de pornire pentru a reduce sau crește timpul este finalizată (sau înainte de procesul de blocare) nici un alt proces nu poate avea acces la semaforul.

Este cunoscut faptul că programarea folosind semafoarele pentru a sincroniza proces cauzează multe erori, cu excepția simpla protecție a datelor partajate. Problema principală este că fiind semaforul duce la un cod nestructurate. O situație similară apare cu utilizarea frecventă declarația goto. Alternativ, semafoarelor, multe sisteme moderne, care susțin bibliotecile de programare paralele prevăd pentru punerea în aplicare a monitoarelor.

Formal monitor (monitor) este un limbaj de programare construcție, cum ar fi un obiect într-o programare orientată pe obiecte. Monitorul poate fi privit ca un modul care conține variabile, și proceduri. Accesul la variabile pot fi obținute numai prin apelarea una dintre procedurile de monitorizare. În acest sens, monitorul este foarte similar cu obiectul. Obiectul are, de asemenea, propriile sale date securizate, la care accesul poate fi obținut numai prin metode puse în aplicare în această facilitate. Diferența dintre monitoarele și obiectele este faptul că monitorul nu permite decât executarea unei proceduri într-un singur proces la un moment dat. Cu alte cuvinte, în cazul în care procedura este conținută în monitor realizează procesul A (să zicem A intrat în monitor) și a proceselor, de asemenea, determină una dintre procedurile de monitorizare, va fi blocat până la finalizarea A (care este, atâta timp cât o nu lasă monitor).

3. Sisteme de operare multicalculator

Sistemele de operare multicalculator au o structură mult mai diversă și mult mai complicată decât multiprocesor. Această diferență rezultă din faptul că structurile de date necesare pentru gestionarea resurselor de sistem, nu îndeplinesc condiția de ușurința de utilizare împreună, deoarece acestea nu trebuie să fie plasate într-o memorie partajată fizic. Singurul tip posibil de comunicare este transmiterea mesajului (transmiterea de mesaje). Sistemele de operare multicalculator sunt aranjate în principal, așa cum se arată în Fig. 9.

Fiecare nod are propriul nucleu, care conține module de memorie pentru managementul resurselor locale, procesorul local, drive-urile locale

În plus, fiecare nod are un modul separat pentru efectele inter-proces, adică, trimiterea de mesaje către alte noduri și de a primi mesaje de la ei.

Pe partea de sus a fiecărui nucleu locale este nivelul de software de uz general, care pune în aplicare sistemul de operare într-o mașină virtuală care sprijină activitatea în paralel pe diferite sarcini. Acest nivel de abstractizare este de a asigura o mașină multiprocesor. Cu alte cuvinte, acesta oferă o implementare software complet de memorie partajată. Fonduri suplimentare sunt implementate, de obicei, la acest nivel sunt, de exemplu, pentru a atribui sarcini procesor, avarii ale echipamentelor de camuflaj, pentru a asigura transparența și păstrarea schimbului totală între procese. Aceste fonduri sunt sisteme de operare tipice

Multe aspecte ale sistemelor de operare de proiectare multicalculator sunt la fel de importante pentru orice sistem distribuit. Diferența principală dintre sistemele de operare multicalculator și a sistemelor distribuite este că, în primul caz, se înțelege în general că hardware-ul este omogen și complet gestionat. Multe sisteme distribuite, cu toate acestea, este construit pe partea de sus a sistemelor de operare existente.

4. Sistem cu memorie partajată distribuită

Practica arată că sistemul de program multicalculator este mult mai complicat decât multiprocesor. Diferența se explică prin faptul că legătura prin procese care au acces la memoria partajată, și primitivele de sincronizare simple, cum ar fi semafoarele și monitoare, mult mai ușor decât de lucru cu un singur mecanism de schimb de mesaje. Probleme cum ar fi de tamponare, blocarea și fiabilitatea de comunicare, să complice situația.

Din acest motiv, vom efectua cercetări cu privire emularea sistemelor de memorie multicalculator partajate. Scopul lor a fost de a crea mașini virtuale cu memorie partajată, care rulează pe sistemele multicalculator pentru care a fost posibil să se scrie aplicații proiectate pe modelul de memorie partajată, chiar dacă nu există fizic. Rolul principal în acest sistem de operare joc multicalculator.

Sisteme de operare de rețea

În schimb, într-o rețea de sisteme distribuite sisteme de operare de operare nu necesită ca hardware-ul pe care operează, au fost în mod omogen și gestionate ca un singur sistem. Acestea sunt de obicei construite pentru un set de sisteme cu un singur procesor, fiecare dintre care are propriul sistem de operare, așa cum este prezentat în Fig. 13. Mașini și sistemele lor de operare pot fi diferite, dar toate acestea sunt conectate la rețea. În plus, sistemul de operare de rețea permite utilizatorilor să folosească servicii localizate pe o anumită mașină. Acesta poate fi mai ușor pentru a descrie sistemul de operare de rețea, considerat pe scurt serviciile care sunt în general disponibile.

Serviciul este furnizat de obicei de sistemele de operare de rețea trebuie să furnizeze un utilizator la distanță conecta la un alt aparat, prin utilizarea comenzilor.

Rezultatul acestei comenzi comută utilizator stația de lucru la modul terminal la distanță, este conectat la aparatul de la distanță. Acest lucru înseamnă că utilizatorul este așezat în stația de lucru grafică, tastarea comenzilor de pe tastatură. Comenzile sunt trimise la mașina de la distanță, rezultatele de la aparatul care sunt afișate într-o fereastră pe ecranul utilizatorului.

Pentru a comuta la o altă mașină de la distanță, trebuie să deschideți o fereastră nouă și de a folosi comanda rlogin pentru a se conecta la o altă mașină. Selectarea manuală a mașinii de la distanță.

sisteme de operare de rețea și sunt compuse dintr-o comandă de la distanță pentru a copia copia fișiere de la o mașină la alta. În același timp, iar utilizatorul trebuie să știe exact mișcarea fișierului impune în mod explicit care conține fișierele, și modul în care a evoluat echipa.

Această formă de comunicare este primitiv. Aceste sisteme forțat designeri care caută o serie de opțiuni mai convenabile pentru comunicarea și schimbul de informații. O abordare presupune crearea unui sistem global de fișiere partajat, accesibil de la toate stațiile de lucru. Sistemul de fișiere este susținută de unul sau mai multe mașini, care sunt numite