Монолитная структура операционной системы
Для построения монолитной системы необходимо скомпилировать все отдельные процедуры, а затем связать их в единый объектный файл с помощью компоновщика. В такой модели полностью отсутствует сокрытие деталей реализации – каждая процедура видит любую другую процедуру. Во многих монолитных системах компиляция (сборка) осуществляется отдельно для каждого компьютера, при этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в систему. В связи с тем, что монолитная система представляет собой единую программу, то перекомпиляция является единственным способом добавления новых компонентов и исключения неиспользуемых. Присутствие лишних компонентов нежелательно, так как система полностью располагается в оперативной памяти, кроме того, исключение ненужных компонентов повышает ее надежность.
4. Структура операционной системы unix
.
ldd — вывести необходимый список библиотек
as- passwd сменить пароль
copm — Компилирование ядра Linux
cpp – макропроцессор, который автоматически используется компилятором C для преобразования вашей программы перед компиляцией
nroff – программа для файлов, форматирования текста
sh — удаленный доступ к командной оболочке
who — отображает список пользователей, которые в настоящее время вошли в компьютер
a.out — a.out это формат, используемый в более ранних версиях Unix
date – работа с системными часами
wc — подсчет строк, слов и символов
grep — искать везде строки, соответствующие регулярному выражению, и выводить их.
Ed — Редактор текстов
Vi — серия текстовых редакторов операционных систем
Ядро операционной системы unix
ОС
UNIX имеется защищенное ядро, которое
управляет ресурсами компьютера и
предоставляет пользователям базовый
набор услуг.
ОС UNIX представляет собой не очень четко структуризованный монолит большого размера.
В такой модели полностью отсутствует сокрытие деталей реализации – каждая процедура видит любую другую процедуру.
Основные понятия ос: системные вызовы, прерывания, исключительные ситуации, файлы, процессы и нити.
Основные понятия, концепции ОС
Системные вызовы
В любой операционной системе поддерживается механизм, который позволяет пользовательским программам обращаться к услугам ядра ОСВ ОС Unix такие средства называют системными вызовами.
Основное
отличие состоит в том, что при системном
вызове задача переходит в привилегированный
режим или режим ядра (kernel
mode).
Поэтому системные вызовы иногда еще
называют программными прерываниями, в
отличие от аппаратных прерываний,
которые чаще называют просто прерываниями.
В этом режиме работает код ядра
операционной системы, причем исполняется
он в адресном пространстве и в контексте
вызвавшей его задачи.
вызов осуществляется командой программного прерывания (INT). Программное прерывание – это синхронное событие, которое может быть повторено при выполнении одного и того же программного кода.
Прерывания
Прерывание (hardware interrupt) – это событие, генерируемое внешним (по отношению к процессору ) устройством. Посредством аппаратных прерываний аппаратура либо информирует центральный процессор о том, что произошло какое-либо событие, требующее немедленной реакции (например, пользователь нажал клавишу), либо сообщает о завершении асинхронной операции ввода-вывода (например, закончено чтение данных с диска в основную память). Исключительные ситуации
Исключительная ситуация (exception) – событие, возникающее в результате попытки выполнения программой команды, которая по каким-то причинам не может быть выполнена до конца. Примерами таких команд могут быть попытки доступа к ресурсу при отсутствии достаточных привилегий или обращения к отсутствующей странице памяти
Файлы
Файлы
предназначены для хранения информации
на внешних носителях, то есть принято,
что информация, записанная, например,
на диске, должна находиться внутри
файла.
Обычно под файлом понимают
именованную часть пространства на
носителе информации.
Главная задача файловой системы (file system) – скрыть особенности ввода-вывода и дать программисту простую абстрактную модель файлов, независимых от устройств
Процессы, нити
San znaesh .
|
Заглавная страница
КАТЕГОРИИ: Археология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. |
⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 17Следующая ⇒ Монолитное ядро По сути дела, операционная система – это обычная программа, поэтому было бы логично и организовать ее так же, как устроено большинство программ, то есть составить из процедур и функций. В этом случае компоненты операционной системы являются не самостоятельными модулями, а составными частями одной большой программы. Такая структура операционной системы называется монолитным ядром (monolithic kernel). Монолитное ядро представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме. Таким образом, монолитное ядро – это такая схема операционной системы, при которой все ее компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путем непосредственного вызова процедур. Во многих операционных системах с монолитным ядром сборка ядра, то есть его компиляция, осуществляется отдельно для каждого компьютера, на который устанавливается операционная система. При этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в ядро. Так как ядро является единой программой, перекомпиляция – это единственный способ добавить в него новые компоненты или исключить неиспользуемые. Следует отметить, что присутствие в ядре лишних компонентов крайне нежелательно, так как ядро всегда полностью располагается в оперативной памяти. Кроме того, исключение ненужных компонентов повышает надежность операционной системы в целом. Монолитное ядро – старейший способ организации операционных систем. Примером систем с монолитным ядром является большинство Unix-систем. Даже в монолитных системах можно выделить некоторую структуру. Как в бетонной глыбе можно различить вкрапления щебенки, так и в монолитном ядре выделяются вкрапления сервисных процедур, соответствующих системным вызовам. Монолитные системы В общем случае «структура» монолитной системы представляет собой отсутствие структуры (рисунок 4.1). ОС написана как набор процедур, каждая из которых может вызывать другие, когда ей это нужно. При использовании этой техники каждая процедура системы имеет хорошо определенный интерфейс в терминах параметров и результатов, и каждая вольна вызвать любую другую для выполнения некоторой нужной для нее полезной работы. Рис. Для построения монолитной системы необходимо скомпилировать все отдельные процедуры, а затем связать их вместе в единый объектный файл с помощью компоновщика (примерами могут служить ранние версии ядра UNIX или Novell NetWare). Каждая процедура видит любую другую процедуру ( в отличие от структуры, содержащей модули, в которой большая часть информации является локальной для модуля, и процедуры модуля можно вызвать только через специально определенные точки входа). Однако даже такие монолитные системы могут быть немного структурированными. При обращении к системным вызовам, поддерживаемым ОС, параметры помещаются в строго определенные места, такие, как регистры или стек, а затем выполняется специальная команда прерывания, известная как вызов ядра или вызов супервизора. Эта команда переключает машину из режима пользователя в режим ядра, называемый также режимом супервизора, и передает управление ОС. Затем ОС проверяет параметры вызова для того, чтобы определить, какой системный вызов должен быть выполнен. 1)Главная программа, которая вызывает требуемые сервисные процедуры. 2) Набор сервисных процедур, реализующих системные вызовы. 3) Набор утилит, обслуживающих сервисные процедуры.
В этой модели для каждого системного вызова имеется одна сервисная процедура. Утилиты выполняют функции, которые нужны нескольким сервисным процедурам. Это деление процедур на три слоя показано на рисунке 4.2. Рис. 4.2. Простая структуризация монолитной ОС ⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒ Читайте также: Как правильно слушать собеседника Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе Принятие христианства на Руси и его значение Средства массовой информации США |
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-06; просмотров: 1909; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia. |
Определение реакций опор и моментов защемления
Сервисные процедуры выполняются в привилегированном режиме, тогда как пользовательские программы – в непривилегированном. Для перехода с одного уровня привилегий на другой иногда может использоваться главная сервисная программа, определяющая, какой именно системный вызов был сделан, корректность входных данных для этого вызова и передающая управление соответствующей сервисной процедуре с переходом в привилегированный режим работы. Иногда выделяют также набор программных утилит, которые помогают выполнять сервисные процедуры.
4.1. Монолитная структура ОС
После этого ОС индексирует таблицу, содержащую ссылки на процедуры, и вызывает соответствующую процедуру. Такая организация ОС предполагает следующую структуру:
su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 38.242.236.216 (0.003 с.)Монолитная структура операционной системы
следующий → ← предыдущая Монолитная операционная система — это очень простая операционная система, в которой управление файлами, памятью, устройствами и процессами напрямую контролируется ядром. Ядро может получить доступ ко всем ресурсам, присутствующим в системе. В монолитных системах каждый компонент операционной системы содержится в ядре. Операционные системы, использующие монолитную архитектуру, впервые были использованы в 19 веке.70-е годы. Монолитная операционная система также известна как монолитное ядро. Это старая операционная система, используемая для выполнения небольших задач, таких как пакетная обработка и задачи с разделением времени в банках. Монолитное ядро действует как виртуальная машина, управляющая всеми аппаратными частями. Отличается от микроядра тем, что имеет ограниченные задачи. Микроядро разделено на две части: пространство ядра и пространство пользователя . Обе части взаимодействуют друг с другом через IPC (межпроцессное взаимодействие). Преимущество микроядра в том, что если один сервер выходит из строя, то другой сервер берет на себя управление им. Монолитное ядро Монолитное ядро — это архитектура операционной системы, при которой вся операционная система работает в пространстве ядра. Монолитная модель отличается от других архитектур операционных систем, таких как архитектура микроядра, тем, что она одна определяет высокоуровневый виртуальный интерфейс над компьютерным оборудованием. Набор примитивов или системных вызовов реализует все службы операционной системы, такие как управление процессами, параллелизм и управление памятью. Драйверы устройств могут быть добавлены в ядро как модули. Преимущества монолитного ядра Вот следующие преимущества монолитного ядра, такие как:
Недостатки монолитного ядра Вот некоторые недостатки монолитного ядра, такие как:
Архитектура монолитной системы Монолитный дизайн архитектуры операционной системы не делает никаких специальных приспособлений для особого характера операционной системы. Хотя дизайн соответствует разделению задач, не предпринимается никаких попыток ограничить привилегии, предоставляемые отдельным частям операционной системы. Вся операционная система выполняется с максимальными привилегиями. Накладные расходы на связь внутри монолитной операционной системы такие же, как и у любого другого программного обеспечения, но считаются относительно низкими. CP/M и DOS — простые примеры монолитных операционных систем. И CP/M, и DOS являются операционными системами, которые совместно используют одно адресное пространство с приложениями.
Преимущества монолитной архитектуры: Монолитная архитектура имеет следующие преимущества, такие как:
Недостатки монолитной архитектуры: Вот некоторые недостатки монолитной архитектуры:
Модульные монолитные системыМодульные операционные системы и большинство современных монолитных операционных систем, таких как OS-9 OpenVMS, Linux, BSD, SunOS, AIX и MULTICS, могут динамически загружать (и выгружать) исполняемые модули во время выполнения. Эта модульность операционной системы находится на двоичном уровне, а не на уровне архитектуры. Модульные монолитные операционные системы не следует путать с архитектурным уровнем модульности, присущим серверно-клиентским операционным системам (и их производным, иногда продаваемым как гибридное ядро), в которых используются микроядра и серверы. Практически динамическая загрузка модулей — это просто более гибкий способ обработки образа операционной системы во время выполнения вместо перезагрузки с другим образом операционной системы. Модули позволяют легко расширять возможности операционных систем по мере необходимости. Однако в некоторых случаях динамическая загрузка модулей помогает свести к минимуму объем кода, выполняющегося в пространстве ядра. Например, чтобы свести к минимуму использование операционной системы для встроенных устройств или устройств с ограниченными аппаратными ресурсами. А именно, незагруженный модуль не нужно хранить в дефицитной оперативной памяти. Ограничения монолитной системыМонолитная операционная система имеет следующие ограничения, например:
Особенности монолитной системыМонолитная операционная система предоставляет пользователям следующие функции, такие как:
Разница между монолитным ядром и микроядром Ядро — это основная часть операционной системы, управляющая системными ресурсами. Ядро похоже на мост между приложением и оборудованием компьютера. Ядро можно разделить на две категории: микроядро и монолитное ядро. Микроядро — это тип ядра, который позволяет настраивать операционную систему. Он работает в привилегированном режиме и обеспечивает низкоуровневое управление адресным пространством и межпроцессное взаимодействие (IPC). Более того, службы ОС, такие как файловая система, диспетчер виртуальной памяти и планировщик ЦП, находятся поверх микроядра. Каждая служба имеет собственное адресное пространство для обеспечения их безопасности. Кроме того, приложения также имеют свои собственные адресные пространства. Поэтому существует защита между приложениями, службами ОС и ядрами. Монолитное ядро — это другая классификация ядра. В монолитных системах на базе ядра каждое приложение имеет собственное адресное пространство. Как и микроядро, оно также управляет системными ресурсами между приложением и оборудованием, но пользовательские службы и службы ядра реализуются в одном и том же адресном пространстве. Это ядро обеспечивает планирование ЦП, управление памятью, управление файлами и другие системные функции посредством системных вызовов. Поскольку обе службы реализованы в одном и том же адресном пространстве, это ускоряет работу операционной системы. Ниже приведены еще некоторые различия между микроядром и монолитным ядром, например: .
Следующая темаОперационная система MS-DOS ← предыдущая следующий → |
д., реализованы в одном и том же адресном пространстве.
Динамически загружаемые модули несут небольшие накладные расходы по сравнению со встраиванием модуля в образ операционной системы.
Это увеличивает размер ядра, а значит, и размер операционной системы.
Поэтому он более настраиваемый.Что такое монолитная архитектура в программном обеспечении?
По
- Рахул Авати
- Айви Вигмор
Монолитная архитектура — это традиционная унифицированная модель разработки программного обеспечения.
Монолитный в данном контексте означает «составленный в единое целое». Согласно Кембриджскому словарю, прилагательное «монолитный» также означает « слишком большой» и « невозможно изменить . »
Монолитное программное обеспечение спроектировано так, чтобы быть автономным, при этом компоненты или функции программы тесно связаны, а не слабо связаны, как в модульных программах. В монолитной архитектуре каждый компонент и связанные с ним компоненты должны присутствовать для выполнения или компиляции кода и для запуска программного обеспечения.
Монолитные приложения являются одноуровневыми, что означает объединение нескольких компонентов в одно большое приложение. Следовательно, они, как правило, имеют большие кодовые базы, управлять которыми со временем может быть обременительно.
Кроме того, если необходимо обновить один компонент программы, другие элементы также могут потребовать перезаписи, и все приложение должно быть перекомпилировано и протестировано.
Этот процесс может занять много времени и может ограничить гибкость и скорость групп разработчиков программного обеспечения. Несмотря на эти проблемы, этот подход все еще используется, поскольку он предлагает некоторые преимущества. Кроме того, многие ранние приложения были разработаны как монолитное программное обеспечение, поэтому нельзя полностью игнорировать этот подход, когда эти приложения все еще используются и требуют обновлений.
Чтобы понять монолитную архитектуру, давайте возьмем пример банковского приложения. Веб-сайт банковского приложения сначала авторизует клиентов, регистрирует их в своей учетной записи и позволяет им совершать онлайн-переводы денег на другие счета. Во весь этот процесс вовлечено несколько компонентов, в том числе пользовательский интерфейс для клиентов, а также службы для аутентификации пользователей, загрузки выписок, денежных переводов и т.
д.
Если приложение использует монолитную архитектуру, оно создается и развертывается как единое приложение, независимо от того, как его использует клиент. Таким образом, независимо от того, обращаются ли пользователи к приложению со своего рабочего стола или с мобильного устройства, приложение остается тесно связанным, а все различные компоненты и модули напрямую связаны друг с другом. Он также может использовать реляционную систему управления базами данных в качестве единого источника данных. Наконец, если изменения необходимы для какого-либо одного компонента, изменения кода потребуются и для всех других затронутых компонентов.
Ключевые компоненты монолитных приложений Монолитные приложения обычно состоят из нескольких компонентов, которые взаимосвязаны и образуют одно большое приложение.
Эти компоненты могут включать следующие функции:
- Авторизация. Для авторизации пользователя и разрешения ему использовать приложение.
- Презентация. Для обработки запросов протокола передачи гипертекста и ответа с помощью языка гипертекстовой разметки, расширяемого языка разметки или нотации объектов JavaScript.
- Бизнес-логика. Базовая бизнес-логика, управляющая функциональностью и функциями приложения.
- Уровень базы данных. Включает объекты доступа к данным, которые обращаются к базе данных приложения.
- Интеграция приложений. Контролирует и управляет интеграцией приложения с другими службами или источниками данных.
Некоторые приложения могут также включать модуль уведомлений для контроля и отправки автоматических сообщений электронной почты пользователям.
Преимущества монолитной архитектуры У монолитных архитектур есть свои преимущества, поэтому многие приложения до сих пор создаются с использованием этой парадигмы разработки.
Во-первых, монолитные программы могут иметь лучшую производительность, чем модульные приложения. Их также может быть легче тестировать и отлаживать, потому что с меньшим количеством элементов в игру вступает меньше переменных тестирования и сценариев.
В начале жизненного цикла разработки программного обеспечения обычно проще использовать монолитную архитектуру, поскольку разработка может быть проще на ранних этапах. Единая кодовая база также упрощает ведение журналов, управление конфигурацией, мониторинг производительности приложений и другие задачи разработки. Развертывание также можно упростить, скопировав упакованное приложение на сервер. Наконец, несколько копий приложения могут быть размещены за балансировщиком нагрузки для его горизонтального масштабирования.
Тем не менее, монолитный подход обычно лучше подходит для простых и легких приложений. Для более сложных приложений с частыми ожидаемыми изменениями кода или растущими требованиями к масштабируемости этот подход не подходит.
Как правило, монолитные архитектуры имеют недостатки, которые могут задерживать разработку и развертывание приложений. Эти недостатки становятся особенно существенными при увеличении сложности продукта или при увеличении размера команды разработчиков.
Базу кода монолитных приложений может быть трудно понять, поскольку она может быть обширной, что может затруднить для новых разработчиков изменение кода в соответствии с изменяющимися бизнес-требованиями или техническими требованиями. По мере того, как требования развиваются или усложняются, становится сложно правильно реализовать изменения, не ухудшая качество кода и не влияя на работу приложения в целом.
После каждого обновления монолитного приложения разработчики должны компилировать всю кодовую базу и повторно развертывать полное приложение, а не только обновленную часть.
Это затрудняет непрерывное или регулярное развертывание, что затем влияет на гибкость приложения и команды.
Размер приложения также может увеличить время запуска и увеличить задержки. В некоторых случаях разные части приложения могут иметь конфликтующие требования к ресурсам. Это затрудняет поиск ресурсов, необходимых для масштабирования приложения.
Помимо ограниченной масштабируемости, еще одной проблемой монолитного программного обеспечения является надежность. Ошибка в любом компоненте потенциально может вывести из строя все приложение. В примере с банковским приложением предположим, что в модуле авторизации пользователя есть утечка памяти. Эта ошибка может вывести из строя все приложение и сделать его недоступным для всех пользователей.
Наконец, в силу своего размера и сложности монолитные приложения плохо адаптируются к новым технологиям. Новая среда разработки или язык могут повлиять на приложение в целом, поэтому их внедрение может занять много времени и средств. Небольшие организации или компании с ограниченным бюджетом могут не располагать средствами или персоналом для обновления приложения, поэтому они могут в конечном итоге сохранить статус-кво, что может привести к тому, что они не смогут воспользоваться преимуществами нового языка или платформы.
Сегодня многие организации отказываются от монолитных архитектур и внедряют архитектуру микросервисов (MSA), поскольку она предлагает множество преимуществ.
Преимущества микросервисной архитектуры MSA поддерживает модульные приложения, в которых любой отдельный модуль в системе, такой как микрослужба, может быть изменен независимо, не затрагивая другие части программы и не создавая непредвиденных изменений в других элементах.
Модульные программы также лучше адаптируются к итеративным процессам разработки и методам Agile по сравнению с монолитными программами. Они также более масштабируемы и могут тестироваться по отдельности из-за слабой связи между различными компонентами. Модули также взаимодействуют друг с другом, имеют собственные базы данных и увеличивают скорость запуска приложений.
See application architecture , software development , source code , Agile software development , Lean software development , continuous software development , комплект для разработки программного обеспечения , выпуск , артефакт и разработка программного обеспечения .
Последнее обновление: май 2022 г.
Продолжить чтение О монолитной архитектуре- Преимущества монолитной архитектуры, доказывающие, что она не умерла
- Разбейте монолиты на микросервисы за 3 шага
- Декомпозиция монолитной базы данных для микросервисов
- Распределенный монолит: что это такое и как от него избавиться
- Как спланировать и выполнить миграцию на микросервисы
прием данных
Прием данных — это процесс получения и импорта данных для немедленного использования или хранения в базе данных.
ПоискСеть
- беспроводная ячеистая сеть (WMN)
Беспроводная ячеистая сеть (WMN) — это ячеистая сеть, созданная путем соединения узлов беспроводной точки доступа (WAP), установленных в …
- Wi-Fi 7
Wi-Fi 7 — это ожидаемый стандарт 802.
11be, разрабатываемый IEEE. - сетевая безопасность
Сетевая безопасность охватывает все шаги, предпринятые для защиты целостности компьютерной сети и данных в ней.
11be, разрабатываемый IEEE.ПоискБезопасность
- Что такое модель безопасности с нулевым доверием?
Модель безопасности с нулевым доверием — это подход к кибербезопасности, который по умолчанию запрещает доступ к цифровым ресурсам предприятия и …
- RAT (троянец удаленного доступа)
RAT (троян удаленного доступа) — это вредоносное ПО, которое злоумышленник использует для получения полных административных привилегий и удаленного управления целью …
- атака на цепочку поставок
Атака на цепочку поставок — это тип кибератаки, нацеленной на организации путем сосредоточения внимания на более слабых звеньях в организации …
ПоискCIO
- Пользовательский опыт
Дизайн взаимодействия с пользователем (UX) — это процесс и практика, используемые для разработки и внедрения продукта, который будет обеспечивать положительные и .
.. - соблюдение конфиденциальности
Соблюдение конфиденциальности — это соблюдение компанией установленных правил защиты личной информации, спецификаций или …
- контингент рабочей силы
Временная рабочая сила — это трудовой резерв, члены которого нанимаются организацией по требованию.
..SearchHRSoftware
- Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
- удержание сотрудников
Удержание сотрудников — организационная цель, состоящая в сохранении продуктивных и талантливых работников и сокращении текучести кадров за счет поощрения …
- гибридная рабочая модель
Гибридная модель работы — это структура рабочей силы, включающая сотрудников, работающих удаленно, и тех, кто работает на месте, в офисе компании.
