Základní typy struktur výpočetních systémů

Transkript

1 Základní typy struktur výpočetních systémů Struktury výpočetních systémů Monolitická struktura Vrstvená (hierarchická) struktura Virtuální počítače (virtuální stroje) Abstraktní počítače Modulární struktura Model klient - server i Základní typy struktur neplatí pouze pro výpočetní systém jako celek, ale lze je aplikovat obecně pro další části ( jádro systému, vrstvy jádra, ).

2 Základní typy struktur výpočetních systémů typy Monolitická struktura - nejjednodušší strukura popis - dvě části jádro a rozhraní, které zprostředkovává komunikaci s okolím Struktury výpočetních systémů Vrstvená (hierarchická) struktura Virtuální počítače (virtuální stroje) - části uspořádány do vrstev - vrstvy využívají služeb vrstvy nižší, ne naopak - vrstvy komunikují pouze s okolními vrstvami - systémy budovány od vnitřní k vnějším vrstvám, vnitřní vrstvy nejdulěžitější -nejběžnější u moderních systémů - rozdělení do samostatných modulů (virtuální počítače, virtuální zařízení) - virtuální stroj má k dispozici samostatné prostředky (čas, paměť, virtuální zařízení) - použití pro podsystémy, kde je nutné oddělit prostředky (př. starší aplikace) - využití také ve virtualizaci

3 Základní typy struktur výpočetních systémů typy popis - systém rozdělen do modulů, stejně jako u virtuálních počítačů, ale abstraktní počítač má specifickou funkci Struktury výpočetních systémů Abstraktní počítače Modulární struktura Model klient - server - nemá k dispozici prostředky jako virtuální počítače, ale má k dispozici pouze jeden exkluzivní prostředek - použití v primárních rozhraních ovladačů -systém rozdělen do modulů, které lze dle potřeby přidávat (za běhu systému) - struktura obsahuje unifikované rozhraní, které zajišťuje možnost použití dříve neexistujících rozhraní - modulární struktura je požita v Unixových systémech a ve Windows od verze s označením "Longhorn" -systém obsahuje co nejmenší jádro (minikernel, mikrokernel), obsahující pouze základní funkce (řídící procesy a mechanismy, komunikace mezi procesy,...) - další funkce zajišťují specializované systémové procesy (servery), procesy spuštěné uživatelem nejsou systémové (klienti)

4 Struktura MS- Konfigurace (CONFIG.SYS, AUTOEXEC.BAT) vnější příkazy, uživatelské programy Komunikace s uživatelem (COMMAND.COM) Jádro (MS.SYS) Obsluha technický prostředků (BIOS, IO.SYS) i Samostatný operační systém MS- bez spuštěná nástavby Windows používá vrstevnatou strukturou

5 Struktura MS- + Windows 3.x Aplikace Win6 Aplikace Win6 Aplikace Win6 Správce programů (PROGMAN.EXE), shell Konfigurační soubory (WIN.INI, SYSTEM.INI) Jádro Windows (KRNL386.EXE, USER.EXE, GDI.EXE) Extender (WIN386.EXE), řadiče virtuálních strojů BIOS, MS-, (WIN.COM)

6 Windows s jádrem Systémové procesy a služby, shell Aplikace Win32 Aplikace Win32 Aplikace Win6 Aplikace Win6 Jádro Windows Register (KERNEL, USER, GDI) IFSM Správce konfigurace M BIOS, ovladače

7 Windows řady NT uživatelský režim Uživatelský režim Aplikace Win32 pro aplikace Win6 pro aplikace Systémové procesy a podsystémy v user mode (Session Manager, Winlogon,...) Aplikace Win32 pro aplikace Win6 Podsystémy prostředí Win32, POSIX,... pro aplikace NTDLL.DLL (hlavní část WinAPI) Privilegovaný režim (režim jádra) zobrazení viz. další slide

8 Windows řady NT privilegovaný režim (režim jádra) Exekutiva Hlavní systémový proces Systémové služby Správa I/O a cache Správa paměti Správa Procesů Win32k.sys IFSM Zabezpečení Správa objektů Správa oken Ovladače souborových systémů Jádro Správa grafického rozhraní HAL ( Abstraction Layer) BIOS

9 Windows od verze Vista uživatelský režim Uživatelský režim Aplikace Prezentační služby Datové služby Komunikační a transportní služby Správa oken Zpracování zvuku DirectX CLR pro.net Framework Síťové služby Firewall Privilegovaný režim (režim jádra) zobrazení viz. další slide

10 Windows od verze Vista privilegovaný režim (režim jádra) Správa grafiky Ovladače Audio DirectX Gr. Mini Port Správa I/O IFSM Síťové prototokoly Správa procesů Správa paměti Správa zabezpečení Správa napájení Ovladače zařízení a souborových systémů Jádro HAL ( Abstraction Layer) BIOS

11 Unixové systémy Programy Skripty Grafické rozhraní (správce oken) a textové shelly Knihovny Knihovna jádra Ovladače souborových systémů Ovladače blokových zařízení Rozhraní systémových volání Správa paměti Ovladače sběrnic Hlavní jádro VFS Správa procesů Síťové služby HAL ( Abstraction Layer) BIOS Démony FUSE Další ovladače Podsystémy jádra Ovladače síťových protokolů Ovladače síťových zařízení