Дизайн и реализация в операционной системе
Проектирование операционной системы — обширная и сложная тема, затрагивающая многие аспекты информатики. В этой статье будет рассмотрен дизайн операционных систем в целом, а затем основное внимание будет уделено аспекту реализации.
Цели дизайна:
Цели проектирования — это цели операционной системы. Они должны быть выполнены для выполнения проектных требований, и их можно использовать для оценки проекта. Эти цели не всегда могут быть техническими, но они часто имеют прямое влияние на то, как пользователи воспринимают свою работу с операционной системой. Хотя дизайнеры должны определить все цели дизайна и расставить их приоритеты, они также должны убедиться, что эти цели совместимы друг с другом, а также совместимы с ожиданиями пользователей или советами экспертов.
Разработчики также должны определить все возможные способы, которыми их проекты могут конфликтовать с другими частями их систем, а затем определить приоритеты этих потенциальных конфликтов на основе анализа затрат и выгод (CBA). Этот процесс позволяет лучше принимать решения о том, какие функции целесообразно включить в конечные продукты, а не те, которые потребуют серьезной доработки в будущем. Также важно отметить, что CBA касается не только финансовых затрат; он также может включать другие факторы, такие как взаимодействие с пользователем, время выхода на рынок и влияние на другие системы.
Процесс определения целей дизайна, конфликтов и приоритетов часто называют «ориентированным на цель дизайном». Цель этого подхода — гарантировать, что каждое проектное решение принимается с учетом наилучших интересов пользователей и других заинтересованных сторон.
Механизмы и политики:
Операционная система — это набор программных компонентов, которые управляют ресурсами компьютера и обеспечивают общее управление системой.
Механизмы и политики являются двумя основными компонентами операционной системы. Механизмы выполняют низкоуровневые функции, такие как планирование, управление памятью и обработка прерываний; Политики управляют функциями более высокого уровня, такими как управление ресурсами, безопасность и надежность. Хорошо спроектированная ОС должна предоставлять как механизмы, так и политики для каждого компонента, чтобы она успешно справлялась со своей задачей:
Механизмы должны гарантировать, что приложения имеют доступ к соответствующим аппаратным ресурсам (рабочим местам). Они также должны убедиться, что приложения не мешают друг другу использовать эти ресурсы (например, путем взаимного исключения).
Политики определяют, как процессы будут взаимодействовать друг с другом, когда они выполняются одновременно на нескольких ЦП в пределах одного экземпляра машины — какое соответствие процессоров должно иметь место во время многозадачных операций? Должен ли быть разрешен доступ ко всем процессам одновременно или только к тем, которые относятся конкретно к группе «А»?
Это лишь некоторые из многих вопросов, на которые должна ответить политика. ОС отвечает за применение этих механизмов и политик, а также за обработку исключений, когда они возникают. Операционная система также предоставляет ряд услуг для приложений, таких как доступ к файлам и сетевые возможности.
Операционная система также отвечает за то, чтобы все эти задачи выполнялись эффективно и своевременно. ОС предоставляет приложениям доступ к базовым аппаратным ресурсам и гарантирует их правильное использование приложением. Он также обрабатывает любые исключения, возникающие во время выполнения, чтобы они не приводили к сбою всей системы.
Реализация:
Реализация — это процесс написания исходного кода на языке программирования высокого уровня, его компиляция в объектный код и последующая интерпретация (выполнение) этого объектного кода с помощью интерпретатора. Цель операционной системы — предоставлять услуги пользователям, когда они запускают приложения на своих компьютерах.
Основной функцией операционной системы является управление выполнением программ. Он также предоставляет такие услуги, как управление памятью, обработка прерываний и средства доступа к файловой системе, чтобы пользователи или другие устройства, подключенные к системе, могли лучше использовать программы.
Операционная система — это программа или программное обеспечение, которое управляет оборудованием и ресурсами компьютера. Он действует как посредник между приложениями, пользователями и оборудованием компьютера. Он управляет деятельностью всех программ, работающих на компьютере, без вмешательства пользователя.
Операционная система выполняет множество функций, таких как управление памятью компьютера, применение политик безопасности и управление периферийными устройствами. Он также предоставляет пользовательский интерфейс, который позволяет пользователям взаимодействовать со своими компьютерами.
Операционная система обычно хранится в ПЗУ или флэш-памяти, поэтому ее можно запускать при включении компьютера. Первые операционные системы были разработаны для управления мейнфреймами. Они были очень большими и сложными, состояли из миллионов строк кода, и для их разработки требовалось несколько человек.
Сегодня операционные системы намного меньше и проще в использовании. Они были спроектированы как модульные, чтобы их могли настраивать пользователи или разработчики.
Существует множество различных типов операционных систем:
- Графические пользовательские интерфейсы (GUI), такие как Microsoft Windows и Mac OS.
- Интерфейсы командной строки, такие как Linux или UNIX
- Операционные системы реального времени, управляющие промышленным и научным оборудованием.
- Встроенные операционные системы предназначены для работы на одном компьютере без необходимости использования внешнего дисплея или клавиатуры.
Операционная система — это программа, которая управляет выполнением компьютерных программ и предоставляет услуги пользователю.
Он отвечает за управление аппаратными ресурсами компьютера и предоставление общих служб для всех программ, работающих на компьютере. Операционная система также облегчает взаимодействие пользователя с компьютером.
В дополнение к этим основным функциям операционная система управляет такими ресурсами, как память, устройства ввода/вывода, файловые системы и другие компоненты аппаратной архитектуры компьютерной системы (аппаратное обеспечение). Он не управляет прикладным программным обеспечением или его данными; эта ответственность лежит на самих отдельных приложениях или их соответствующих разработчиках через API, предоставляемые интерфейсами каждого приложения с их соответствующими средами (например, Java VM).
Операционная система является наиболее важным компонентом компьютера, поскольку она позволяет пользователям взаимодействовать со всеми остальными компонентами. Операционная система обеспечивает доступ к аппаратным ресурсам, таким как устройства хранения и принтеры, а также обеспечивает правильную работу программ и координирует их действия.
Проектирование и внедрение операционной системы — это сложный процесс, в который вовлечено множество различных дисциплин. Цель состоит в том, чтобы предоставить пользователям надежную, эффективную и удобную вычислительную среду, чтобы сделать их работу более эффективной.