Петербургский Университет Телекомунникаций им проф. Бонч-Бруевича курс лекций

Вид материала

Курс лекций

Содержание

Обращение к ОС
2.6. Основные утилиты ОС UNIX
5. ОС Helios.
5.2.Ядро ОС Helios

Подобный материал:

Федеральное агентство связи санкт-петербургский государственный университет телекоммуникаций, 39.82kb.
Петербургский Государственный Университет телекоммуникаций им проф. М. А. Бонч-Бруевича, 55.39kb.
Федеральное агентство связи санкт-петербургский государственный университет телекоммуникаций, 30.2kb.
М. А. Бонч-Бруевича Кафедра опдс бочелюк Т. В., Доронин Е. М. «Назначение и примеры, 612.04kb.
«мобильная связь», 49.1kb.
Название доклада: универсальный, 63.37kb.
Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций им проф. М. А. Бонч-Бруевича, 269.66kb.
Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций им проф. М. А. Бонч-Бруевича, 143.46kb.
Проблемы формирования учебно-методического комплекса, 151.02kb.
Учебное пособие министерство Российской Федерации по связи и информатизации Санкт-Петербургский, 1446.56kb.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Обращение к ОС

Подсистема управления функцией (ПУФ)

Подсистема управления процессами (ПУП)

Взаимодействие процессов

Планирование

Распределение памяти

Буфер памяти

Символ блок

Драйверы устройств

Аппаратный контроль

Технические средства

2.5.1. ПУФ:

управление функцией
размещение записей функции
управление свободным правом
управление доступом к функции
поиск доступа в функции

2.5.2. ПУП:

синхронизация процессов
взаимодействие процессов
распределение памяти
планирование выполнения процессов

Ядра

Распределение системных ресурсов

Управление памятью

Управление фунгкцией системы

Управление доступом к компьютеру

2.6. Основные утилиты ОС UNIX

cat – вывод функции на экран
chmode – изменение атрибутов записи файла
сhown, chgrp – изменение влад-цы, группы файла
dd – копирование и преобразование файла
df – сообщение о свободных и занятых блоков
dircmp – сравнение каталогов и файлов
du – вывод информации о размерах файла
fdisk – создание и модифицирование табличных разделов на диске
file – определение типа файла
format – форматирование
mkfifo – создание fifo файла
rename – изменение имени файла
touch – обновление времени доступа и модифицирование файла
tail – вывести остаток файла
cmp – побайтовое сравнение файлов
comm – сравнение файлов построчно
grep – поиск по
unix 2dos, dos 2unix – перекодировка файла из одной системы в другую
cnv – среда
exit – выход
kill – завершение процесса
nice – выполняется процесс с указанным приоритетом

renice – изменение приоритета процесса

set – установка режимов
sleep – задержка выполнения
wait – ожидание завершения процесса
find – поиск файла
hd – вывод файла в заданном формате
head – просмотр строк файла
host – вывод и установка имени текущего компьютера
finger – вывод информации о локальных и удаленных пользователях
id – вывод идентифицированных пользователей и групп
logname – имя, которое мы загрузили
who – список, кто сейчас работает в системе
ping – посылка эхо – запроса и сетевому посту
pwd – напечатать рабочую директорию; вывод имени рабочего каталога
cd – изменение директории
quota – показывает лимит дискового производства для пользователя
tty – вывод имени терминаля
uname – вывод имени системы
- библиотекарь
ld – компановщик объектных файлов
as – assembler
ec – компилятор языка СИ

3.Инструментальные средства программирования

Компилятор - СС
Отладчик - debug
Утилита - make
Поддержка версий исходных текстов - SCCS или RCS

3.1. Компилятор

СС

.C

.h

PP

O

A

Link

a.out

Lib

3.1.1. Стадии компиляции:

Обработка препроцессором (РР)
Трансляции (С - as)
Ассемблер (А) - создает объектный модуль as - o
Редактор связей работает:

связывает объектные модули (модуль) в загрузочный модуль
разрешает все внешние ссылки
подключение библиотечных модулей

пример:

#include

main ( )

{

printf ("Hello, world\n");

}

OC hello.c

Ls

a.out - Hello, world

CC - o hello hello.c

Hello -

X - Window

Оконные системы для UNIX

Cостав:

server

Client 1 … . …. Client 4

Как HW эта система состоит из:

сервера
клиента
сетевого обеспечения

Как SW - программный сервер

программный клиент
х - протокол - позволяет обмениваться сообщениями между сервером и клиентом

Особенности:

Сетевая система
Графическая система
Многоплаторная система
Программирование по языку "Си"
Нет встроенного оконного менеджера

Оконный менеджер - отдельная программа, запускающаяся вместе с X-Window

Оконные менеджеры:

twm - table (том) W.m
mwm - motif w.m - коммерческий
olwm - open look w.m
fvwm - Free virtual w.m
fvwm 95 - похоже на Win 95

Последняя версия X-Window: X11R6 "-" - громоздская система

Nano - x

Для встраиваемых систем (Window CE - для ноутбуков)

Основные возможности для программирования:

имеется библиотека Xlib, она обеспечивает низко уровненный интерфейс
вывод на экран
обработка клавиатуры

в состав X-Window входят:

библиотека lib x.a
хедеры - .h
набор исполнительных файлов *.bin

XT - Xtoolhit Intrinsies - набор дополнительных возможностей

Widoed - класс, описывающий окно соответствующими программами функции находящихся в файле libxt.a

Иеррархия классов о-в XE

object

Rect obj

core

composite

schell

constraint

Override schell

WM schell

Top level schell

Transcent schell

Application schell

Более высоко уровненные библиотеки:

Athena
Athena 3d
Motif

Редакторы: xedit, xemous, пакет для UNIX: shar office

Прыр.пакет XV_pc, он включает в себя 2 основных файла:

X viev.o - (obj)
Mouse.o - (obj)

Для создания графических файлов:

дизайнер - xmake.exe
примеры

Window 1

ОС РВ (Операционные системы реального времени).

ОС Реального времени

Основные требования:

временные рамки
параллельная обработка

поддержка вытекающей много поточности и много процессорных архитектур
поддержка нескольких уровней прерывания и вытеснение обработчика прерываний
наличие приоритетов у Нитей (thread) (потоков)
синхронизация между нитями и взаимодействием процессов
предсказуемость ОС
работа в огромных ресурсах
стоимость достаточно невысокая
обеспечение API и сервера

4. ОС QNX.

Software, 1982.

4.1. Достоинства:

первая ОС с мини-ядром (8-16 Кбайт);
система мягкого РВ (СМРВ).

Если система успевает отреагировать за некоторое характерное время

, то это – система РВ.

Различие между системами жесткого и мягкого реального времени заключается в трактовке

. Пусть система работает с некоторым набором событий, обработка каждого из которых соответственно занимает один из временных интервалов следующего набора:

, где n - число событий.

Если характерное время определяется как средне арифметическое указанного набора интервалов:

,

то мы имеем дело с системой мягкого РВ. В системах жесткого реального времени

определяется как минимальный временной интервал из данного набора. Для поддержки этого требования система должна быть высоко производительной, чтобы "суметь" в любой момент времени "жестко" отреагировать на событие, требующее самое малое время обработки.

Q

NX:

АУФ

АУП

администраторы (системы управления памятью, файлами)

аппаратные средства

ядро

СА

8-18 Кбайт

АС

Ядро содержит:

средство управления АС;
средства коммуникации с администраторами;

создать порт связи;
удалить порт связи;
читать порт связи;
писать в порт связи.

4.2. Преимущества:

Мультипрограммирование – псевдопараллельное программирование, которое применимо также и на одном процессоре.

Параллельное программирование (мультипроцессорная обработка или распределенная обработка информации) – информация обрабатывается на нескольких процессорах.

параллельная обработка;

ЦП_1

Теоретически, производительность увеличивается в N раз, но на практике получается меньше

ЦП_2

Поток задач

ЦП_N

Рис. 1

конвейерная обработка;

Пусть необходимо решение

.

ЦП

ЦП, который занимается распределением задач

…………...………...

Т.е. каждый из конвейеров (ЦП-ов) выполняет свою задачу.

Производительность 

(k>1).

смешанная обработка;

Т.е. N последовательно включенных цепей (рис. 1), каждая из которых выполняет свой комплекс задач.

Транспьютер – компьютер, который имеет средства связи для объединения с другими транспьютерами многопроцессорной системы.

Трудности, возникающие при параллельном программировании:

определение перечня задач (фрагментов задач), которые необходимо выполнять параллельно;

Эта трудность связана с:

общей сложностью решения задачи;
Фон-Неймановской структурой вычислительной системы (из-за последовательной обработки информации).

задача оптимального распределения ресурсов, вообще, - очень сложна; для мультипроцессорных систем усложняется требованием равномерной разгрузки транспьютеров;
конфликты при обращении к периферийным устройствам;
ОС для этих систем должна быть сложнее, т.е. учитывать первые 3 трудности.

Модуль Т-40 для построения мультипроцессорных систем:

ЭВМ

Т-40

Т-40 состоит из 2-ух частей:

Системная плата

Векторные платы

Системная плата:

схема транспьютера;
1 Мбайт памяти (для организации связи);
интерфейс с HOST-ЭВМ;
интерфейс для работы с дисковой подсистемой.

Векторная плата:

схема транспьютера;
адаптер каналов;
1 Мбайт памяти (для организации памяти);
АЛУ и статическое ОЗУ.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Это обрабатывающая часть компьютера. Она отвечает за выполнение вычислений, таких, как сложение, вычитание, умножение и деление. Она содержит решающие механизмы, которые позволяют компьютеру, например, сравнивать два элемента из блока памяти, чтобы определить, равны они или нет.

Такая система занимается следующими 2-умя задачами:

системная сеть (на уровне ОС);
гиперсвязь.

Для поддержания мультипроцессорного программирования, необходимо:

а) язык параллельного программирования;

б) поддержка языка на аппаратном уровне.

ОССАМ-2 – язык параллельного программирования, который используется на HOST-ЭВМ. Использует транслятор 3L.

Поддержка 3L распространяется также на:

p
(все они совместимы на уровне объектных модулей с ОССАМ-2)
arallel C;
parallel Pascal;
parallel Fortran.

Далее, есть еще язык параллельного программирования – Modula-2.

Есть еще язык параллельного программирования Modula-T, предназначенный для сигнализации процессов (т.е. для процессоров с адекватными каналами).

5. ОС Helios.

Дата создания – 1988 год. Perihelion Software Limited. England.

5.1. Основные цели:

поддержка параллельного программирования;
базирование на пользовательских и системных серверах.

Пользовательские серверы решают задачи пользователя. Системные серверы решают системные задачи.

Пользователи получают доступ к ресурсам через системные серверы, тем самым избегая рассмотренную ранее коллизию.

5.2.Ядро ОС Helios:

Прикладное ПО

Библиотеки компилятора

POSIX-библиотека