Cтраница 3
Это, может быть, кажется несколько удивительным, но формально все файловые системы представляют собой драйверы ввода-вывода. Обращения к блокам диска от пользовательских процессов сначала посылаются менеджеру кэша. Если менеджер кэша не может удовлетворить запрос из кэша, он просит менеджер ввода-вывода вызвать драйвер соответствующей файловой системы, чтобы тот получил требуемый блок с диска. [31]
Вся загрузка состоит из десятков этапов, в течение которых на экране отображается полоса прогресса, растущая по мере выполнения очередных этапов. Последний этап заключается в создании первого настоящего пользовательского процесса, сеансового менеджера smss. Как только этот процесс начинает работу, загрузка считается законченной. [32]
В ИНМОС выполнение программы пользователя происходит в рамках пользовательского процесса. Если требуется выполнить системную функцию, пользовательский процесс создает системный вызов. С момента появления системного вызова процесс считается системным. Таким образом, пользовательский и системный процессы являются двумя фазами одного и того же процесса, однако эти фазы никогда не выполняются одновременно. В целях защиты каждая фаза пользуется своим собственным стеком. В частности, диспетчерский процесс не имеет пользовательской фазы. [33]
Помимо предоставления абстрактной модели аппаратуры более высоким уровням и управления переключениями потоков, ядро также выполняет еще одну ключевую функцию: предоставляет низкоуровневую поддержку двум классам объектов - управляющим объектам и объектам диспетчеризации. Эти объекты не являются объектами, к которым пользовательские процессы получают дескрипторы, но представляют собой внутренние объекты, на основе которых исполняющая система строит объекты пользователя. [34]
Концепция распределенной базы данных основана на логической интеграции ресурсов данных, которые физически распределены по территориально удаленным друг от друга вычислительным системам. Наше определение распределенной базы данных основано на предположении, что пользовательские процессы, обращающиеся к ней, не знают о характере территориальной децентрализации. Существует множество способов организации распределенной базы данных. Наиболее часто применяется дублирование, сегментирование, частичное дублирование или частичное сегментирование. Вне зависимости от характера организации распределенной базы данных для обеспечения ее проектирования и функционирования необходима СССД. [35]
Еще один принцип, помогающий добиться архитектурной согласованности, наряду с принципами минимализма и структурированности заключается в отделении механизма от политики. Если поместить механизм в операционную систему, а политику оставить пользовательским процессам, система может остаться неизменной, даже если появляется потребность в изменении политики. Даже если модуль, занимающийся политикой, должен располагаться в ядре, он должен быть, по возможности, изолирован от механизма, чтобы изменения в модуле политики не влияли на модуль механизма. [36]
В развитии современных операционных систем наблюдается тенденция в сторону дальнейшего переноса кода в верхние уровни и удалении при этом всего, что только возможно, из режима ядра, оставляя минимальное микроядро. Обычно это осуществляется перекладыванием выполнения большинства задач операционной системы на средства пользовательских процессов. Получая запрос на какую-либо операцию, например чтение блока файла, пользовательский процесс ( теперь называемый обслуживаемым процессом или клиентским процессом) посылает запрос серверному ( обслуживающему) процессу, который его обрабатывает и высылает назад ответ. [37]
Некоторые компьютеры позволяют осуществлять ввод-вывод непосредственно в пользовательское пространство. Например, программа может начать передачу данных с диска в буфер внутри пользовательского процесса. Вызовет ли это какие-либо проблемы, если для реализации виртуальной памяти используется уплотнение. [38]
С этим вопросом тесно связана проблема необходимости изолирования отказов. Если какая-либо часть системы выйдет из строя ( чаще всего это один из пользовательских процессов), сбойный процесс не должен нарушить работу всей операционной системы. Устройство операционной системы должно гарантировать надежную изоляцию различных частей операционной системы друг от друга. [39]
Как только страничный блок очищается ( или немедленно, или после записи на диск), операционная система ищет адрес на диске, где находится требуемая страница, и планирует дисковую операцию для ее переноса в память. Во время загрузки страницы процесс, вызвавший прерывание, все еще приостановлен и выполняется другой пользовательский процесс, если такой доступен. [40]
Хотя эффективность уровня HAL является довольно высокой, для мультимедийных приложений ее может быть недостаточно. По этой причине корпорация Microsoft также производит пакет программного обеспечения, называемый DirectX, расширяющий функциональность уровня HAL дополнительными процедурами и предоставляющий пользовательским процессам прямой доступ к аппаратному обеспечению. Пакет DirectX является специализированным, поэтому мы не станем обсуждать его в дальнейшем в данной главе. [41]