Komponentit Operating Systems
Nathaniel Brooks
⚡ Älykäs yhteenveto
Käyttöjärjestelmän komponentit ovat ydinmoduuleja, jotka hallitsevat tiedostoja, prosesseja, syöttö- ja tulostuslaitteita, muistia, tallennustilaa, tietoturvaa ja verkkoyhteyksiä ja toimivat yhdessä ohjelmien tehokkaaksi suorittamiseksi ja laitteistoresurssien jakamiseksi.
Mitä ovat käyttöjärjestelmän komponentit?
Käyttöjärjestelmä on suuri ja monimutkainen järjestelmä, joka voidaan luoda vain jakamalla se pieniin osiin. Näiden osien tulisi olla hyvin määritelty osa järjestelmää, jolla on huolellisesti määritellyt syötteet, lähdöt ja toiminnot.
Vaikka Mac, Unix, Linux, Windows, ja muilla käyttöjärjestelmillä ei ole samaa rakennetta, useimmat käyttöjärjestelmät jakavat samankaltaisia käyttöjärjestelmäkomponentteja, kuten tiedostojen, prosessien, muistin ja I/O-laitteiden hallinnan.
Katsotaanpa jokainen näistä komponenteista yksityiskohtaisesti.
Tiedostonhallinta
Tiedosto on joukko toisiinsa liittyviä tietoja, joiden tekijä on määritellyt. Se edustaa yleensä ohjelmia, sekä lähde- että objektimuotoisia, ja dataa. Datatiedostot voivat olla numeerisia, aakkosnumeerisia tai kirjainnumeerisia.
Tiedostonhallinnan toiminnot käyttöjärjestelmässä
käyttöjärjestelmän suorittaa seuraavat tärkeät tiedostonhallintaan liittyvät tehtävät:
- Tiedostojen ja hakemistojen luominen ja poistaminen.
- Tiedostojen ja hakemistojen käsittely.
- karttaping tiedostot toissijaiseen tallennustilaan.
- Tiedostojen varmuuskopiointi vakaalle tallennusvälineelle.
Prosessinhallinta
Prosessien hallintakomponentti on menetelmä, jolla hallitaan useita käyttöjärjestelmässä samanaikaisesti käynnissä olevia prosesseja. Jokaiseen ohjelmistosovellusohjelmaan liittyy yksi tai useampi prosessi sen ollessa käynnissä.
Esimerkiksi kun käytät selainta, kuten Google Chrome, selainohjelmalle on käynnissä prosessi. Käyttöjärjestelmässä on myös useita prosesseja käynnissä, jotka suorittavat erilaisia toimintoja.
Kaikkia näitä prosesseja tulisi hallita prosessinhallinnalla, joka pitää prosessit toiminnassa tehokkaasti. Se myös käyttää niille varattua muistia ja sammuttaa ne tarvittaessa.
Prosessin suorituksen on oltava peräkkäistä, joten prosessin puolesta tulisi suorittaa ainakin yksi käsky.
Prosessinhallinnan toiminnot käyttöjärjestelmässä
Seuraavat ovat prosessinhallintatoiminnot käyttöjärjestelmässä:
- Prosessin luominen ja poistaminen.
- Keskeyttäminen ja jatkaminen.
- Prosessien synkronointi.
- Prosessiviestintä.
I/O-laitehallinta
Yksi käyttöjärjestelmän tärkeimmistä käyttötarkoituksista on se, että se auttaa piilottamaan tiettyjen laitteistojen muunnelmat käyttäjältä.
I/O-hallinnan toiminnot käyttöjärjestelmässä
- Se tarjoaa puskurivälimuistijärjestelmän.
- Se tarjoaa yleistä laiteajurikoodia.
- Se tarjoaa ohjaimia tietyille laitteistolaitteille.
- I/O auttaa sinua tuntemaan tietyn laitteen yksilöllisyydet.
Network Management
Verkonhallinta on tietokoneverkkojen hallinta- ja hallintaprosessi. Se sisältää suorituskyvyn hallinnan, vikaanalyysin, verkkojen provisioinnin ja palvelun laadun ylläpitämisen.
Hajautettu järjestelmä on kokoelma tietokoneita/prosessoreita, jotka eivät koskaan jaa omaa muistiaan tai kelloaan. Tällaisessa järjestelmässä kaikilla prosessoreilla on oma paikallinen muistinsa, ja prosessorit kommunikoivat keskenään eri tietoliikenneyhteyksien, kuten valokuitujen tai puhelinlinjojen, kautta.
Verkon tietokoneet on yhdistetty tietoliikenneverkon kautta, joka voidaan konfiguroida useilla eri tavoilla. Verkonhallinnan avulla verkko voidaan yhdistää kokonaan tai osittain, mikä auttaa käyttäjiä suunnittelemaan reititys- ja yhteysstrategioita, jotka ratkaisevat yhteys- ja tietoturvaongelmat.
Verkonhallinnan toiminnot
- Hajautetut järjestelmät auttavat hyödyntämään erilaisia laskentaresursseja kooltaan ja toiminnoiltaan. Ne voivat sisältää mikroprosessoreita, minitietokoneita ja monia yleiskäyttöisiä tietokonejärjestelmiä.
- Hajautettu järjestelmä tarjoaa myös käyttäjälle pääsyn erilaisiin verkon jakamiin resursseihin.
- Se auttaa käyttämään jaettuja resursseja, jotka auttavat laskentaa nopeuttamaan tai tarjoavat datan saatavuutta ja luotettavuutta.
Päämuistin hallinta
Keskusmuisti on suuri tallennus- tai tavumäärä, joilla jokaisella on oma osoite. Muistinhallintaprosessi suoritetaan lukemalla tai kirjoittamalla tiettyjä muistiosoitteita sarjana.
Jotta ohjelma voitaisiin suorittaa, se tulee yhdistää absoluuttisiin osoitteisiin ja ladata muistiin. Muistinhallintamenetelmän valinta riippuu useista tekijöistä.
Se perustuu kuitenkin pääasiassa järjestelmän laitteistosuunnitteluun. Jokainen algoritmi vaatii vastaavan laitteistotuen. Keskusmuisti tarjoaa nopeaa tallennustilaa, johon suoritin voi suoraan päästä käsiksi. Se on kallista ja siksi sen tallennuskapasiteetti on pienempi. Jotta ohjelma voidaan kuitenkin suorittaa, sen on oltava keskusmuistissa.
Muistinhallinnan toiminnot käyttöjärjestelmässä
Käyttöjärjestelmä suorittaa seuraavat muistin hallintatoiminnot:
- Se auttaa sinua pitämään track ensisijaista muistia.
- Se määrittää, mikä osa siitä on kenen käytössä ja mikä osa ei ole kenenkään käytössä.
- Moniohjelmointijärjestelmässä käyttöjärjestelmä päättää, mitkä prosessit saavat muistia ja kuinka paljon.
- Se varaa muistia, kun prosessi sitä pyytää.
- Se myös vapauttaa muistia, kun prosessi ei enää tarvitse sitä tai se on lopetettu.
Toissijaisen tallennustilan hallinta
Tietokonejärjestelmän tärkein tehtävä on suorittaa ohjelmia. Näiden ohjelmien ja niiden käyttämien tietojen on oltava keskusmuistissa suorituksen aikana.
Tietokoneen muisti on liian pieni kaikkien tietojen ja ohjelmien pysyvään tallentamiseen. Tietokonejärjestelmä tarjoaa toissijaista tallennustilaa päämuistin varmuuskopiointia varten. Nykyään tietokoneet käyttävät kiintolevyjä/SSD-levyjä sekä ohjelmien että tietojen ensisijaisena tallennustilana. Toissijaisen tallennuksen hallinta toimii kuitenkin myös tallennuslaitteiden, kuten USB-muistitikun ja CD/DVD-asemien, kanssa.
Ohjelmat, kuten assemblerit ja kääntäjät, tallennetaan levylle, kunnes ne ladataan muistiin, ja sitten ne käyttävät levyä lähteenä ja kohteena prosessoinnille.
Toissijaisen tallennustilan hallinnan toiminnot käyttöjärjestelmässä
Tässä ovat käyttöjärjestelmän toissijaisen tallennustilan hallinnan tärkeimmät toiminnot:
- Tallennustilan jako
- Ilmainen tilanhallinta
- Levyn ajoitus
Turvallisuuden hallinta
Käyttöjärjestelmän eri prosessit on suojattava toistensa toiminnalta. Tätä varten voidaan käyttää erilaisia mekanismeja sen varmistamiseksi, että tiedostoilla, muistilla, suorittimella ja muilla laitteistoresursseilla toimimiseen haluavilla prosesseilla on asianmukaiset käyttöjärjestelmän valtuudet.
Esimerkiksi muistin osoituslaitteisto auttaa varmistamaan, että prosessi voidaan suorittaa sen omassa osoiteavaruudessa. Ajoitus varmistaa, ettei mikään prosessi hallitse suoritinta vapauttamatta sitä.
Lopuksi, mikään prosessi ei saa tehdä omaa I/O:ta, mikä auttaa säilyttämään eri oheislaitteiden eheyden.
Muita tärkeitä aktiviteetteja
Tässä on joitakin muita tärkeitä käyttöjärjestelmän toimintoja:
- Käyttäjän ohjelma ei voi suorittaa I/O-operaatioita suoraan. Käyttöjärjestelmän tulisi tarjota jokin väline tämän suorittamiseen.
- Käyttöjärjestelmä tarkistaa ohjelman kyvyn lukea, kirjoittaa, luoda ja poistaa tiedostoja.
- Käyttöjärjestelmä helpottaa tiedonvaihtoa samassa tai eri järjestelmissä suoritettavien prosessien välillä.
- Käyttöjärjestelmän komponentit auttavat varmistamaan oikeanlaisen laskennan havaitsemalla virheitä suorittimessa ja muistilaitteistossa.
