операционные системы. часть 1. основы управления ресурсами: учебное пособие

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ Кафедра "Персональные ЭВМ" А. В. Рощин ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ Часть 1 ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ Москва 2007 2 УДК 681.3 Операционные системы. Часть 1. Основы управления ресурсами. Учебное пособие/ А.В.Рощин. – М.: МГУПИ, 2007. – 119 с.: ил. Рекомендовано Ученым Советом МГУПИ в качестве учебного пособия для специальности 2201. Рецензенты: Предлагаемая профессор Зеленко Г.В. доцент Туманов М.П. работа может рассматриваться как пособие- справочник для студентов, изучающих устройство и функционирование операционных систем. В пособии рассматриваются типы операционных систем, их структура, а также функции и работа отдельных подсистем. Достаточно подробно рассматриваются вопросы управления памятью и процессами в системе. Для успешной работы с этим пособием необходимо знание основ информатики. © А.В.Рощин. 2007. 3 1 1.1 1.2 1.3 1.4 ВВЕДЕНИЕ 4 ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ Классификация операционных систем Структура операционной системы ОС как система управления ресурсами Контрольные вопросы 8 8 17 36 52 2 МУЛЬТИПРОГРАММИРОВАНИЕ 2.1 Системы пакетной обработки 2.2 Мультипрограммирование в системах разделения времени 2.3 Мультипрограммирование в системах реального времени 2.4 Мультипроцессорная обработка 2.5 Контрольные вопросы 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 56 58 63 65 68 70 ПРОЦЕССЫ И ПОТОКИ Планирование процессов и потоков Создание процессов и потоков Планирование и диспетчеризация потоков Состояния потока Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования Алгоритмы планирования, основанные на квантовании Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах Смешанные алгоритмы планирования Планирование в системах реального времени Контрольные вопросы 72 72 79 84 88 91 96 100 105 109 114 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117 4 Введение Стало уже избитым местом предлагать определение понятию «Операционная система». К сожалению, до сих пор не существует общепринятого и краткого определения операционной системы (ОС). Далее мы попытаемся дать определение ОС через список функций, которые на нее обычно возлагаются, но необходимо помнить, что многие из программных продуктов, предлагаемых на рынке в качестве ОС, не выполняют (а иногда выполняют, но так, что лучше бы и не брались совсем) некоторые из этих функций [1]. Бэррон (Barron) определяет операционную систему так: "Я не знаю, что это такое, но всегда узнаю ее, если увижу". Эта фраза была сказана в первой половине 70-х годов прошлого века, когда операционные системы действительно отличались большим разнообразием структуры и выполняемых функций. С тех времен положение мало изменилось. С одной стороны, системы "общего назначения" — Unix, Windows ХР, z/OS похожи друг на друга настолько, что доходит до анекдотов: например, в 1998 году OS/390 прошла тесты консорциума X-Open и отныне может на законных основаниях называться UNIX (ТМ). С другой стороны, оставив в стороне "универсальные многопользовательские компьютеры (которые, в действительности, всего лишь специализируются в той же области, что и компьютеры первых поколений), мы обнаруживае