Драйверы внешних устройств.
Драйвер — программа, которая управляет работой внешнего устройства, преобразует данные на входе и выходе.
Чтобы сигнал от внешнего устройства был воспринят и правильно расшифрован процессором или сигнал, передаваемый процессором, был верно отображен, необходима работа драйвера.
Каждое внешнее устройство имеет свой драйвер. Драйверы основных стандартных устройств (таких, как клавиатура, монитор, дисковод дисков и др.) включены в базовую систему ввода/вывода (BIOS) и зашиты в ПЗУ. Драйверы, которые обеспечивают работу новых устройств (лазерного пойнтера, сканера и многих других) или нестандартное использование стандартных устройств, хранятся на системном диске в виде обычных файлов. При начальной загрузке операционной системы они автоматически загружаются в оперативную память, для этого их имена должны быть перечислены в специальном файле config.sys. Таким образом, можно легко добавить или заменить драйверы вновь подключаемых устройств, не затрагивая основных системных файлов.
3. Командный процессор (процессор командного языка, интерпретатор команд) — программа, которая обеспечивает диалог пользователя с компьютерной системой. Она хранится на системном диске в файле со стандартным именем command.com. Диалог ведется на командном языке. Команды, отдаваемые пользователем, обрабатываются командным процессором и затем исполняются.
В командный язык конкретной ОС (в нашим случае MS-DOS) входит определенный набор команд. Это так называемые внутренние команды (например, DIR — вывод каталога, COPY — копирование файлов, TYPE -просмотр текстового файла и т.д.). Программы их исполнения хранятся в файле command.com.
Набор команд командного языка может быть расширен. Имя «любого исполняемого файла с расширениями .com или .ехе становится новой командой командного языка. Такие команды можно назвать, внешними командами ДОС.
Когда от пользователя поступает команда, она принимается и разбирается командным процессором. Если это внутренняя команда, из файла command.com — она исполняется операционной системой. Если поступившей команды нет среди внутренних команд, на диске ищется файл с соответствующим именем и расширениями .com или .ехе (исполняемый файл), и управление передается хранящейся в нем программе. Если такого файла нет, выдается сообщение об ошибке. Такие файлы могут содержать сервисные программы ДОС (утилиты), которые поставляются вместе с ДОС в виде внешних файлов, но могут содержать и прикладные программы. Командный процессор, в сущности, не отличает их друг от друга, поэтому обращение к внешней команде ДОС и запуск прикладной программы осуществляются одинаково.
В функции командного процессора входит также исполнение файла автозапуска (autoexec.bat). В нем указаны команды и программы, которые требуется автоматически выполнить при запуске компьютера. Такой файл пользователь формирует сам, если желает соответствующим образом настроить свой компьютер. Взаимодействие пользователя с операционной системой MS-DOS (пользовательский интерфейс) осуществляется с помощью командной строки в режиме диалога. Операционная система выводит на экран приглашение пользователю, который в ответ вводит с клавиатуры команду, предписывающую выполнить то или иное действие, и, если требуется, имя файла, над которым это действие должно быть совершено. ДОС обеспечивает выполнение команды и вновь выводит приглашение к диалогу. Если по каким-то причинам команда не может быть выполнена, выдается соответствующее сообщение и диалог может быть продолжен.
Средства аппаратной поддержки операционных систем
Современные аппаратные архитектуры компьютеров реализуют базовые средства поддержки операционных систем. К ним принадлежат:
Система прерываний является основным механизмом, который обеспечивает функционирование ОС. С помощью прерываний процессор получает информацию о событиях, не связанных с основным циклом его работы (получением инструкций по памяти и их выполнением). Прерывания бывают двух типов: аппаратные и программные.
Аппаратное прерывание — это специальный сигнал (запрос прерывания, IRQ), который передается процессору от аппаратного устройства.
-прерывание введения-вывода, которые поступают от контролера периферийного устройства; например, такое прерывание генерирует контролер клавиатуры при нажатии на клавишу;
-прерывание, связанные с аппаратными или программными ошибками (такие прерывания возникают, например, в случае сбоя контролера диска, доступа к запрещенной области памяти или деление на нуль).
Программные прерывания генерирует прикладная программа, выполняя специальную инструкцию прерывания. Такая инструкция есть в системе команд большинства процессоров. Обработка программных прерываний процессором не отличается от обработки аппаратных прерываний.
Если прерывания состоялось, то процессор немедленно передает управление специальной процедуре — обработчику прерывания. После выхода из обработчика процессор продолжает выполнение инструкций прерванной программы. Различают два типа прерываний в зависимости от того, какая инструкция будет выполнена после выхода из обработчика:
Все прерывания ввода-вывода и программные прерывания принадлежат к категории ловушек, большинство прерываний через ошибки относятся к отказам.
Если ОС не занятая выполнениям какой-нибудь задачи, она ожидает прерывание, которое и привлекает ее к работе. Поэтому можно считать, что современные ОС управляются прерываниями.
Для реализации привилегированного режима процессора в одном из его регистры предусмотрены специальный бит (бит режима), который показывает, в каком режиме находится процессор. В случае программного или аппаратного прерывания процессор автоматически переключается в привилегированный режим, и именно поэтому ядро ОС (которое состоит из обработчиков прерываний) всегда получает управление в этом режиме. За любой попытки непосредственно выполнить привилегированную инструкцию в режиме пользователя происходит аппаратное прерывание.
Средства переключения задач дают возможность сохранять содержимое регистров процессора (контекст задачи) в случае прекращения задачи и восстанавливать данные перед ее дальнейшим выполнением.
Механизм трансляции адресов обеспечивает преобразование адресов памяти, с которыми работает программа, у адреса физической памяти компьютера. Аппаратное обеспечение генерирует физический адрес, используя специальные таблицы трансляции.
Защита памяти обеспечивает проверку прав доступа к памяти во время каждой попытки его получить. Средства защиты памяти интегрированные с механизмами трансляции адресов: в таблицах трансляции поддерживается информация о правах, необходимых для их использования, и о лимите (размеры участка памяти, к которой можно получить доступ с их помощью). Невозможно получить доступ к памяти сверх лимита или при отсутствии прав на использование таблицы трансляции.
Системный таймер является аппаратным устройством, которое генерирует прерывание таймера через определенные промежутки времени. Такие прерывания обрабатывает ОС; информацию от таймера чаще всего используют для определения времени переключения задач.
Безопасность операционных систем: Учебное пособие
Учебное пособие содержит материал в соответствии с Государственным образовательным стандартом по специальности 090105. Рассматриваются принципы построения и концептуальные основы операционных систем, методы, средства и алгоритмы управления процессами, памятью и вводом-выводом в операционных системах. Приведены понятия и основные положения в информационно-вычислительных системах, стандарты и спецификации в области информационной безопасности, а также модели основных типов политик безопасности. Подробно рассмотрены модели и механизмы защиты операционных систем, программного обеспечения, а также протоколирование и аудит. Пособие может быть полезно при курсовом и дипломном проектировании, аспирантам, а также кругу читателей, интересующихся современными проблемами безопасности операционных систем.
Операционные системы. Теория и практика: Учебное пособие
В учебном пособии изложены особенности функционирования, назначения и архитектуры современных операционных систем (ОС). В работе отражены: понятие и эволюция операционных систем, архитектурные особенности и классификация ОС по различным критериям, особенности управления процессами и памятью, основы организации файловых систем и некоторые их конкретные примеры, рассмотрены консолидированные серверные системы хранения данных большого объема RAID. Для получения практических навыков работе в операционных системах (на примере систем семейства Unix-Linux) учебное пособие освещает вопросы разработки программных проектов с использованием специализированных утилит, а также по управлению процессами и потоками и средствами их синхронизации. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 230100 Информатика и вычислительная техника.
Загрузка...
