Základní typy struktur výpočetních systémů
Struktury výpočetních systémů
Monolitická struktura
Vrstvená (hierarchická) struktura
Virtuální počítače (virtuální stroje)
Abstraktní počítače
Modulární struktura
Model klient - server
i
Základní typy struktur neplatí pouze pro výpočetní systém jako celek, ale lze
je aplikovat obecně pro další části ( jádro systému, vrstvy jádra, …).
Základní typy struktur výpočetních systémů
typy
Struktury výpočetních systémů
Monolitická struktura
popis
- nejjednodušší strukura
- dvě části jádro a rozhraní, které zprostředkovává
komunikaci s okolím
- části uspořádány do vrstev
- vrstvy využívají služeb vrstvy nižší, ne naopak
Vrstvená (hierarchická)
struktura
- vrstvy komunikují pouze s okolními vrstvami
- systémy budovány od vnitřní k vnějším vrstvám,
vnitřní vrstvy nejdulěžitější
-nejběžnější u moderních systémů
- rozdělení do samostatných modulů (virtuální
počítače, virtuální zařízení)
Virtuální počítače
(virtuální stroje)
- virtuální stroj má k dispozici samostatné prostředky
(čas, paměť, virtuální zařízení)
- použití pro podsystémy, kde je nutné oddělit
prostředky (př. starší aplikace)
- využití také ve virtualizaci
Základní typy struktur výpočetních systémů
typy
popis
- systém rozdělen do modulů, stejně jako u virtuálních
počítačů, ale abstraktní počítač má specifickou funkci
Struktury výpočetních systémů
Abstraktní počítače
- nemá k dispozici prostředky jako virtuální počítače,
ale má k dispozici pouze jeden exkluzivní prostředek
- použití v primárních rozhraních ovladačů
-systém rozdělen do modulů, které lze dle potřeby
přidávat (za běhu systému)
Modulární struktura
- struktura obsahuje unifikované rozhraní, které
zajišťuje možnost použití dříve neexistujících rozhraní
- modulární struktura je požita v Unixových systémech
a ve Windows od verze s označením "Longhorn"
-systém obsahuje co nejmenší jádro (minikernel,
mikrokernel), obsahující pouze základní funkce (řídící
procesy a mechanismy, komunikace mezi procesy, ...)
Model klient - server
- další funkce zajišťují specializované systémové
procesy (servery), procesy spuštěné uživatelem
nejsou systémové (klienti)
•
Struktura MS-DOS
Konfigurace (CONFIG.SYS, AUTOEXEC.BAT)
vnější příkazy, uživatelské programy
Komunikace s uživatelem (COMMAND.COM)
Jádro (MSDOS.SYS)
Obsluha technický prostředků (BIOS, IO.SYS)
Hardware
i
Samostatný operační systém MS-DOS bez spuštěná nástavby Windows
používá vrstevnatou strukturou
Struktura MS-DOS + Windows 3.x
Aplikace Win16
Aplikace Win16
Aplikace Win16
Správce programů (PROGMAN.EXE), shell
Konfigurační soubory (WIN.INI, SYSTEM.INI)
VM
VM
VM
DOS
DOS
DOS
1
1
1
Jádro Windows
(KRNL386.EXE, USER.EXE, GDI.EXE)
DOS Extender (WIN386.EXE), řadiče virtuálních strojů
BIOS, MS-DOS, (WIN.COM)
Hardware
Windows s DOS jádrem
Systémové procesy
a služby, shell
Jádro Windows
Aplikace
Win32
Aplikace
Win32
Aplikace
Win16
Aplikace
Win16
VM
VM
VM
DOS
DOS
DOS
1
1
1
Register
(KERNEL, USER, GDI)
IFSM
Správce konfigurace
BIOS, ovladače
Hardware
VMM
Windows řady NT – uživatelský režim
Uživatelský režim
Systémové
procesy a
podsystémy
v user mode
(Session
Manager,
Winlogon,
...)
Aplikace Win32
VM pro aplikace
Win16
VM pro DOS
aplikace
Aplikace Win32
VM pro aplikace
Win16
VM pro DOS
aplikace
Podsystémy prostředí – Win32, POSIX, ...
NTDLL.DLL (hlavní část WinAPI)
Privilegovaný režim (režim jádra)
…
zobrazení viz. další slide
Windows řady NT – privilegovaný režim (režim jádra)
Exekutiva
Hlavní systémový proces
Správa I/O a cache
IFSM
Systémové služby
Správa paměti
Zabezpečení
Ovladače souborových
systémů
Správa Procesů
Win32k.sys
Správa objektů
Správa oken
Jádro
HAL (Hardware Abstraction Layer)
BIOS
Hardware
Správa grafického
rozhraní
Windows od verze Vista – uživatelský režim
Uživatelský režim
Aplikace
Prezentační služby
Správa oken
Zpracování
zvuku
Komunikační a
transportní služby
Datové služby
DirectX
CLR pro .NET
Framework
Síťové služby
Firewall
Privilegovaný režim (režim jádra)
…
zobrazení viz. další slide
Windows od verze Vista – privilegovaný režim (režim jádra)
Správa
grafiky
Ovladače
Audio
DirectX Gr.
Mini Port
Správa I/O
Správa
procesů
Správa
paměti
Správa zabezpečení
Správa
napájení
Jádro
HAL (Hardware Abstraction Layer)
BIOS
Hardware
IFSM
Síťové
prototokoly
Ovladače zařízení a
souborových systémů
Unixové systémy
Programy
Skripty
Grafické rozhraní (správce oken) a textové shelly
Knihovny
Rozhraní systémových volání
Hlavní jádro
Knihovna jádra
Správa paměti
Démony
Podsystémy jádra
VFS
Správa procesů
Síťové služby
Ovladače souborových systémů
FUSE
Ovladače síťových
protokolů
Další ovladače
Ovladače síťových
zařízení
Ovladače blokových
zařízení
Ovladače sběrnic
HAL (Hardware Abstraction Layer)
BIOS
Hardware
Download

Struktura OS