| Назад |
Реализованные в системе UNIX принципиальные решения представляют собой пример удачного сочетания универсальности и простоты. Они основаны на обобщении понятий, связанных с ресурсами вычислительной системы, управлением программами, распределением памяти, вводом-выводом данных. Базовыми понятиями ОС являются процесс, ядро и файл.
Процессом называется программа во время выполнения. Ядро - это часть кода системы UNIX, считываемая в память машины при загрузке ОС, и остающаяся там на все время ее функционирования. Оно ответственно за запуск процессов, распределение памяти, работу с внешними устройствами и т. д. В отличие от многих других многозадачных операционных систем ядро в системе UNIX пассивно, т.е. не выполняет никаких функций, пока его об этом не "попросят".
Программы используют ядро для удовлетворения своих потребностей и выполнения операций, связанных с обращением к ресурсам компьютера. С точки зрения процессов ядро можно рассматривать как набор резидентных в памяти подпрограмм и структур данных. Для выполнения действий, связанных с использованием ресурсов системы, задача вызывает процедуры ядра. Такого рода вызовы в UNIX называются системными.
Процесс, осуществивший системный вызов, приостанавливается, пока последний не будет завершен. При этом говорят, что программа находится в режиме работы "система". Процесс, занятый обработкой своих локальных структур данных, работает в режиме "пользователь".
Все процессы в системе работают параллельно, используя один центральный процессор по принципу разделения времени. Каждому из них присваивается определенный приоритет. Чем он выше, тем больше "внимания" уделяет ОС задаче.
Процесс может быть порожден другим процессом при выполнении последним соответствующего системного вызова. При этом в ядре резервируется необходимая память, и вновь созданной задаче присваивается уникальный идентификатор - неотрицательное целое число. Количество одновременно существующих в системе программ ограничено. Оно определяется в момент установки UNIX на ЭВМ (или, как говорят программисты, в момент генерации системы).
Важным компонентом операционной системы являются файлы. В UNIX это именованный набор данных, хранящихся на внешнем устройстве (например магнитном диске), который доступен для чтения и (или) записи. Единицей информации, хранящейся в файле, является байт, состоящий из 8 битов. Каждый файл кроме имени имеет дополнительные атрибуты, такие как размер, дата создания, права доступа к нему пользователей и некоторые другие (см. Более подробно, например [3,4]). Файлы объединяются в единую файловую систему (см. ниже).
Работа с файлами и внешними устройствами, такими как диск, принтер, клавиатура, дисплей, в UNIX унифицирована. Каждому из устройств соответствует файл, который в терминах ОС называют "специальным". Когда программа пишет байты в него, то они выводятся ядром на соответствующее устройство. Аналогично, когда информация читается из специального файла, то реально данные принимаются с устройства. Все устройства делятся на два типа: блочно-ориентированные (блочные) и символьно-ориентированные (символьные). Обмен данными с первыми осуществляется порциями длиной более одного байта (обычно 512 байт). Такими являются, например, магнитные диски. Обмен данными с устройствами второго типа осуществляется порциями равными одному байту (символу). Такими являются, например, клавиатура.