Ю. Б. Гриценко - Операционные среды, системы и оболочки: Учебное пособие

основой для построения первых ОС. Значительная часть теорий построения ОС была разработана в
70–80-х годах прошлого века. Данная область знаний на протяжении 90-х годов развивалась слабо, и только в последние годы

8

производители системного ПО осознали потребность пересмотра функциональности ОС.
Учебное пособие по курсу «Операционные среды, системы
и оболочки» представлено в двух частях. Часть первая состоит
из пяти разделов, в которых отражены теоретические моменты
построения операционных сред, систем и оболочек. Во второй
части учебного пособия (разделы 6–9) изложены примеры реальных ОС и их оболочек.
В первом разделе вводится классификация ПО, дается определение понятиям операционной системы и операционной
среды, рассматриваются понятия вычислительного процесса,
ресурса, потока, механизма обработки прерываний и приводится
классификация ОС.
Второй раздел содержит описание функций управления задачами в ОС, стратегий планирования задачами, дисциплин и
алгоритмов диспетчеризации, методов оценки качества диспетчеризации.
Третий раздел включает: описание фон-неймановской архитектуры вычислительных машин; вопросы организации и распределения оперативной памяти; методы переключения задач и
построения виртуальных машин; способы организации и переключения памяти в реальном и защищенном режимах; вопросы
распределения оперативной памяти; описание процесса кэширования памяти.
Процесс управления внешней памятью и описание файловых систем приведен в четвертом разделе. В нем рассмотрены
общие свойства управления внешней памятью, основные характеристики устройств внешней памяти, функции файловой системы, структура магнитного диска, описание файловых систем:
FAT (File Allocation Table), FAT32, NTFS (New Technology File
System), HPFS (High Performance File System), файловая система
ОС UNIX, файловых систем для постоянного запоминающего
устройства на основе компакт-диска CD-ROM (Compact Disk
Read Only Memory) – CDFS (Compact Disk File System), UDF
(Universal Disk Format).
Пятый раздел содержит описание основных принципов построения операционных систем и интерфейса прикладного программирования, концепции построения микроядерных и моно-

9

литных ОС, описание платформенно-независимого интерфейса
для компьютерного окружения POSIX (Portable Operating System
Interface for Computer Environments).
В шестом разделе приведено описание операционных систем фирмы Microsoft, начиная с прародительницы ОС класса
Windows – ОС MS DOS (Microsoft Disk Operation System) и заканчивая последней на момент написания учебного пособия ОС
Windows 2003 Server.
В седьмом разделе рассматриваются особенности построения архитектуры и интерфейса ОС фирмы IBM – OS/2 Warp, в
частности возможности серверной операционной системы OS/2
Warp 4.5.
Общие представления и основные понятия ОС Unix приводятся в восьмом разделе. В ней более детально рассмотрены вопросы выполнения процессов и межпроцессорные коммуникации в среде Unix; функциональные возможности Unix-подобной
ОС – Linux.
В девятом разделе дано общее представление об операционных системах реального времени, в частности об QNX (Queue
Nicks), разработанной фирмой QNX SoftWare System. Рассмотрены особенности архитектуры и основные механизмы ОС QNX
для организации распределенных вычислений.

10

Часть 1. СТРУКТУРА И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КОНЦЕПЦИИ
ПОСТРОЕНИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СРЕД
И СИСТЕМ
1.1 Классификация программного обеспечения
Программное обеспечение (ПО) – неотъемлемая составляющая любой ЭВМ, без которой невозможно получить необходимые результаты всевозможных вычислительных операций.
При всем многообразии и сложности современных программных
систем при их разработке в качестве базовой основы используются уже существующие фундаментальные концепции, имеющие
много общего в части принципов построения и отличающиеся
некоторыми особенностями реализации.
В работах специалистов по рассматриваемой тематике
предлагается множество неоднозначных классификаций программного обеспечения, в частности, предлагается все программы, созданные для ЭВМ, разделить на следующие основные
классы [1]:
- операционные системы и сервисные программы;
- инструментальные языки и системы программирования;
- прикладные системы.
Рассмотрим эти классы программ.
1. П о д о п е р а ц и о н н о й с и с т е м о й обычно понимают
комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который,
с одной стороны, --">