Többszintű rendszerek - stadopedia
Trendek az operációs rendszerek szerkezeti felépítésében
Általános esetben a monolitikus rendszer "szerkezete" a szerkezet hiánya. Az operációs rendszert eljárási sorként írták, amelyek mindegyike másoknak hívhatja, amikor szüksége van rá.
Ennek a technikának az alkalmazásával minden rendszerművelet jól definiált interfészt tartalmaz a paraméterek és az eredmények tekintetében, és mindegyik szabadon felhívhatja a többieket arra, hogy elvégezzenek valamilyen hasznos munkát.
Egy monolitikus rendszer kiépítéséhez össze kell állítanod az összes egyedi eljárást, majd össze kell kötned őket egy objektumfájlba a linker használatával (például a UNIX kernel vagy a Novell NetWare korábbi verziói). Mindegyik eljárás bármely más eljárást lát (ellentétben a modulokat tartalmazó modulokkal, amelyekben a legtöbb információ helyi a modulra, és a modulfolyamatok csak speciálisan meghatározott belépési pontokon keresztül érhetők el).
Az ilyen monolitikus rendszerek azonban enyhén strukturálhatók is. Az operációs rendszer által támogatott rendszerhívások elérésekor a paramétereket szigorúan meghatározott helyekre, például regiszterekre vagy veremekre helyezik, majd végrehajtják a speciális megszakítási parancsot, amelyet kernelhívásnak vagy felügyeleti hívásnak neveznek. Ez a parancs átkapcsolja a gépet a felhasználói módról a kernel módra, amelyet felügyeleti módnak is neveznek, és átirányítja az operációs rendszert. Ezután az operációs rendszer ellenőrzi a hívás paramétereit annak meghatározása érdekében, hogy melyik rendszerhívást kell végrehajtani. Ezután az operációs rendszer indexeli a táblázatot, amely tartalmazza az eljárásokra való hivatkozásokat, és felhívja a megfelelő eljárást. Az operáció ilyen megszervezése a következő struktúrát feltételezi:
a) a főbb program, amely a szükséges szolgáltatási eljárásokat igényli;
b) olyan szolgáltatási eljárások halmaza, amelyek végrehajtják a rendszerhívásokat.
B) a szolgáltatási folyamatokat kiszolgáló segédprogramok.
Az előző megközelítés általánosabbá tétele az OS szervezeti szintjének hierarchiája. A szintek az operációs rendszer funkcióinak csoportjai - fájlrendszer, folyamat és eszközkezelés, és így tovább. Minden szint csak a közvetlen szomszédjával léphet kapcsolatba - a szint felett vagy alatt. Az operációs rendszerek alkalmazásprogramjai vagy moduljai önmagukban kéréseket küldenek fel és le.
Az első olyan rendszer, amely a Dijkstra és a diákjai által 1968-ban épült. A rendszer 6 szinten volt. A 0-as szint a processzoridő, a kapcsolási folyamatok megszakítással vagy az idő lejárta után történt elosztásával foglalkozott. Az 1. szint a mágneses dobon tárolt RAM-memóriát és helyet szabályozta azoknak a folyamatoknak (oldalaknak), amelyekhez nem volt helye az OP-ban, vagyis az 1. réteg virtuális memóriafunkciókat hajtott végre. A 2. réteg vezérelte az operációs konzol és a folyamatok közötti kommunikációt. Ezzel a szinttel minden folyamat rendelkezik saját operációs konzoldal. A 3. szintű vezérelt I / O eszközök és a pufferelt információ áramlik és onnan származik. A 3. szint használatával minden egyes folyamat, ahelyett, hogy a speciális eszközökkel dolgozott volna, különféle tulajdonságokkal, elvont I / O eszközökhöz fordult, amelyek felhasználóbarát tulajdonságokkal rendelkeznek. A 4. szinten voltak olyan felhasználói programok, amelyeknek nem kellett aggódnia a folyamatok, a memória, a konzol vagy az I / O eszközkezelés miatt. A rendszerirányító folyamata az 5. szinten volt.
A rendszerben a többszintű rendszer elsősorban fejlesztési célokra szolgált, mivel a rendszer minden részét egy közös objektummodulba szerelték össze.
A UNIX operációs rendszer különböző verzióinak megvalósítására többszintű megközelítést is alkalmaztak.
Bár a gyakorlatban ez a strukturális megközelítés általában jól működött, ma egyre inkább monolitikusnak tekintik. A többszintű szerkezetű rendszerekben nem volt könnyű eltávolítani egy réteget, és helyettesíteni azt a rétegek közötti sokaság és elmosódottság miatt.