1. Организация параллельной работы устройств вв-выв и процессора
Любое устройство снабжено контроллером. В ОС есть драйвер. Когда ОС выводит на это устройство информацию то информация проходит через драйвер попадает на контроллер и далее ОС передает управление контроллеру. ОС дает контроллеру информацию и занимается др задачами. Контроллер обрабатывает эту информацию и когда это информация закончилась он делает запрос. Процесс в процессе выполнения находится в состояние ожидания. Чтобы обратиться к др устройству открыв др процесс используется система прерываний.
2. Согласование скоростей обмена и кэширования данных. (т.е организация буфера, при этом должна производиться синхронизация процессов
3. Разделения устройств и данных между процессами
А. Существуют устройства которые работают монопольно (устройство захватывает процесс и работает постоянно с ним) сетевые устр.
Б. Устройства работающие одновременно (по FTP можно качать фильм, а по HTTP просматривать информацию, но они оба используют одну карту)
4. Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и основной частью системы ( В Dos используются резервированные слова com, lpt, prn )
copy 1.txt prn печать файла на принтере
copy 1.txt null проверка читабельности, отправка в никуда
Linux
Cp 1.txt /dev/null
/dev/hdc2(эта ссылка link) /ide/primary/…
5. Поддержка широкого спектра драйверов
Дается некий интерфейс для оборудования и производитель пишет драйвер. Драйвер получает от ОС информацию в определенном формате и выдает информацию ОС в опр формате.
6. Динамическая загрузка и выгрузка драйверов.
Linux есть 2 способа загрузки драйверов
А. Вкл драйверов в состав ядра. Т.е в ядре находятся драйвера только нужных устройств. Это делает ядро компактным, что ускоряет работу ОС
Б. Подключение драйверов к ядру в виде модулей. Т.е ядро драйвера которые подключаются к ядру при старте ОС
7. Поддержка нескольких файловых систем
8. Поддержка синхронных и асинхронных операций вв-выв.
Синхронные – ОС посылает информацию на устройства через определенные промежутки времени т.е есть определенная скорость передачи
Асинхронная – режим по требованию. Устройство спрашивает информацию ее обрабатывает, а др устройство ждет пока ему не прейдет то, что устройство обраб инф.
Файловая система
Цели и задачи ФС.
Файл –это именованная область внешней памяти для хранения информации.
Файловая система — это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.
В широком смысле понятие файловая система включает:
совокупность всех файлов на диске,
наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске,
комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Функции.
- пользовательская
- программный интерфейс
- управление устройствами
Имена файлов
Файлы идентифицируются именами. Пользователи дают файлам символьные имена, при этом учитываются ограничения ОС как на используемые символы, так и на длину имени. До недавнего времени эти границы были весьма узкими. Так в популярной файловой системе FAT длина имен ограничивается известной схемой 8.3 (8 символов — собственно имя, 3 символа — расширение имени), а в ОС UNIX System V имя не может содержать более 14 символов. Поэтому современные файловые системы, как правило, поддерживают длинные символьные имена файлов. Например, Windows NT в своей новой файловой системе NTFS устанавливает, что имя файла может содержать до 255 символов, не считая завершающего нулевого символа.
При переходе к длинным именам возникает проблема совместимости с ранее созданными приложениями, использующими короткие имена. Чтобы приложения могли обращаться к файлам в соответствии с принятыми ранее соглашениями, файловая система должна уметь предоставлять эквивалентные короткие имена (псевдонимы) файлам, имеющим длинные имена. Таким образом, одной из важных задач становится проблема генерации соответствующих коротких имен.
Длинные имена поддерживаются не только новыми файловыми системами, но и новыми версиями хорошо известных файловых систем. Например, в ОС Windows 95 используется файловая система VFAT, представляющая собой существенно измененный вариант FAT. Среди многих других усовершенствований одним из главных достоинств VFAT является поддержка длинных имен. Кроме проблемы генерации эквивалентных коротких имен, при реализации нового варианта FAT важной задачей была задача хранения длинных имен при условии, что принципиально метод хранения и структура данных на диске не должны были измениться.
Обычно разные файлы могут иметь одинаковые символьные имена. В этом случае файл однозначно идентифицируется так называемым составным именем, представляющем собой последовательность символьных имен каталогов. В некоторых системах одному и тому же файлу не может быть дано несколько разных имен, а в других такое ограничение отсутствует. В последнем случае операционная система присваивает файлу дополнительно уникальное имя, так, чтобы можно было установить взаимно-однозначное соответствие между файлом и его уникальным именем. Уникальное имя представляет собой числовой идентификатор и используется программами операционной системы. Примером такого уникального имени файла является номер индексного дескриптора в системе UNIX.
Типы файлов
Файлы бывают разных типов: обычные файлы, специальные файлы, файлы-каталоги.
Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл. Все операционные системы должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов — их собственные исполняемые файлы.
Специальные файлы — это файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Специальные файлы, так же как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и байт-ориентированные.
Каталог- это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений, а с другой стороны — это файл, содержащий системную информацию о группе файлов, его составляющих. В каталоге содержится список файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами).
В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов разные характеристики, например:
информация о разрешенном доступе,
пароль для доступа к файлу,
владелец файла,
создатель файла,
признак только для чтения,
признак скрытый файл,
признак системный файл,
признак архивный файл,
признак двоичный/символьный,
признак временный (удалить после завершения процесса),
признак блокировки,
длина записи,
указатель на ключевое поле в записи,
длина ключа,
времена создания, последнего доступа и последнего изменения,
текущий размер файла,
максимальный размер файла.
Каталоги могут непосредственно содержать значения характеристик файлов, как это сделано в файловой системе MS-DOS, или ссылаться на таблицы, содержащие эти характеристики, как это реализовано в ОС UNIX (рисунок 2.31). Каталоги могут образовывать иерархическую структуру за счет того, что каталог более низкого уровня может входить в каталог более высокого уровня (рисунок 2.32).
Каталог в FAT
Name ext time date size rash dv №cl
Имя раширение время дата размет отрибуты метка тома номер кластера
Рис. 2.31. Структура каталогов: а — структура записи каталога MS-DOS (32 байта);
б — структура записи каталога ОС UNIX
Иерархия каталогов может быть деревом или сетью. Каталоги образуют дерево, если файлу разрешено входить только в один каталог, и сеть — если файл может входить сразу в несколько каталогов. В MS-DOS каталоги образуют древовидную структуру, а в UNIX’е — сетевую. Как и любой другой файл, каталог имеет символьное имя и однозначно идентифицируется составным именем, содержащим цепочку символьных имен всех каталогов, через которые проходит путь от корня до данного каталога.
Рис. 2.32. Логическая организация файловой системы
а — одноуровневая; б — иерархическая (дерево); в — иерархическая (сеть)
