8 Машинно-зависимые и машинно-независимые свойства операционной системы

Основные свойства ОС
-эффективность - высокая производительность при малом среднем значении времени обработки запросов
-устойчивость - отказоустойчивая и надежная система, работающая без сбоев при ошибке отдельного приложения или компонента аппаратуры
-мастабируемость - система способная использовать ресурсы по мере их наращивания
-расширяемость - способная адаптироваться к новым технологиям, обладающая возможностью расширения для решения задач, изначально не предусмотренных в ОС
-мобильность - разрабатывается для функционирования на различных конфигурациях аппаратных средств
-защищенность - препятствует пользователям и ПО в получении НСД к услугам и ресурсам. Опирается на механизмы которые реализуют политику безопасности системы
-интерактивность - позволяет приложениям быстро реагировать на действия пользователей и другие события в системе.

Машинозависимые и машинонезависимые свойства ОС

Машинозависимые свойства: - многоплатформенность (мобильность). все остальные свойства машинонезависимые
Машинонезависимые свойства: - расширяемость, совместимость, надежность.

В идеале ОС должна содержать только машинонезависимые компоненты - но это невозможно.
В контексте нашей профессии, можно выделить следующие машинонезависимые компоненты:
-средства поддержки привилегированного режима (хранит признак текущего режима привилегий, например у Intel уровней 4: 0, 1, 2 и 3). в обязанности режима входит проверка допустимости выполнения активной программой инструкций процессора при текущем уровне привилегированности.
-средства трансляции адресов - выполняют операции преобразования виртуальных адресов, которые содержатся в кодах процесса, в адреса физической памяти. для хранения таблиц используется оперативная память. аппаратура процессора содержит только указатели на эти области памяти. использовуются указатели для доступа к элементам таблиц и аппаратного выполнения алгоритма преобразования адреса, - все это значительно ускоряет процедуру трансляции по сравнению с программной реализацией.
-средства переключения процессов - предназначены для быстрого сохранения и восстановления контекста процесссов. обычно содержит в себе содержимое всех регистров общего назначения процессора, регистры флагов операций. хранятся также в оперативной памяти и используют указатели процессора. - переключение контекста выполняется по определенным командам процессора. после чего данные из сохраненных контекстов загружаются в регистры процессора, и процесс продолжается с прерванного ранее места.
-система прерываний - позволяет компьютеру оповестить процессор о возникновени в вычислительной машине некоторого непредсказуемого события или события которое не синхронизинровано с циклом работы процессора. - завершение операции ввода-вывода внешним устройством (запись блока данных контроллером диска), некорректное завершение арифметической операции (переполнение регистра), истечение интервала астрономического времени, итд. - переход на процедуру обработки прерываний сопровождается заменой состояния системного регистра, что позволяет одновременно с переходом по нужному адресу выполнить переход в привилегированный режим. после завершения обработки прерывания обычно происходит возврат к исполнению прерванного кода.
-системный таймер - необходим ОС для выдержки интервалов времени. реализован как счетчик, при достижении нулевого значения таймер инициирует прерывание, которое обрабатывается процедурой ОС. - таймер нужен для слежения за тем, как отдельные процессы расходуют время процессора. - например реализация принудительной передачи управления другому процессу, если данный процесс исчерпал выделенный ему квант времени.
-средства защиты областей памяти - обеспечивают на аппаратном уровне проверку возможности программного кода осуществлять с данными определенной области памяти такие операции, как чтение, запись, выполнение. - если аппаратура ЭВМ поддерживает механизм трансляции адресов, то средства защиты областей памяти встраиваются в этот механизм. - происходит сравнение уровней привилегий текущего кода процессора и сегмента памяти, к которому производится обращение.