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, …).
Základní typy struktur výpočetních systémů typy
Struktury výpočetních systémů
Monolitická struktura
popis - nejjednodušší strukura - dvě části jádro a rozhraní, které zprostředkovává komunikaci s okolím - části uspořádány do vrstev - vrstvy využívají služeb vrstvy nižší, ne naopak
Vrstvená (hierarchická) struktura
- 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 počítače (virtuální stroje)
- 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
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
- 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)
Modulární struktura
- 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, ...)
Model klient - server
- další funkce zajišťují specializované systémové procesy (servery), procesy spuštěné uživatelem nejsou systémové (klienti) •
Struktura MS-DOS Konfigurace (CONFIG.SYS, AUTOEXEC.BAT) vnější příkazy, uživatelské programy Komunikace s uživatelem (COMMAND.COM)
Jádro (MSDOS.SYS)
Obsluha technický prostředků (BIOS, IO.SYS)
Hardware
i
Samostatný operační systém MS-DOS bez spuštěná nástavby Windows používá vrstevnatou strukturou
Struktura MS-DOS + Windows 3.x Aplikace Win16
Aplikace Win16
Aplikace Win16
Správce programů (PROGMAN.EXE), shell Konfigurační soubory (WIN.INI, SYSTEM.INI)
VM
VM
VM
DOS
DOS
DOS
1
1
1
Jádro Windows (KRNL386.EXE, USER.EXE, GDI.EXE) DOS Extender (WIN386.EXE), řadiče virtuálních strojů
BIOS, MS-DOS, (WIN.COM)
Hardware
Windows s DOS jádrem
Systémové procesy a služby, shell
Jádro Windows
Aplikace Win32 Aplikace Win32
Aplikace Win16 Aplikace Win16
VM
VM
VM
DOS
DOS
DOS
1
1
1
Register
(KERNEL, USER, GDI) IFSM
Správce konfigurace
BIOS, ovladače
Hardware
VMM
Windows řady NT – uživatelský režim
Uživatelský režim
Systémové procesy a podsystémy v user mode (Session Manager, Winlogon, ...)
Aplikace Win32
VM pro aplikace Win16
VM pro DOS aplikace
Aplikace Win32
VM pro aplikace Win16
VM pro DOS aplikace
Podsystémy prostředí – Win32, POSIX, ...
NTDLL.DLL (hlavní část WinAPI)
Privilegovaný režim (režim jádra) … zobrazení viz. další slide
Windows řady NT – privilegovaný režim (režim jádra) Exekutiva Hlavní systémový proces Správa I/O a cache
IFSM
Systémové služby
Správa paměti
Zabezpečení
Ovladače souborových systémů
Správa Procesů
Win32k.sys
Správa objektů
Správa oken
Jádro HAL (Hardware Abstraction Layer) BIOS
Hardware
Správa grafického rozhraní
Windows od verze Vista – uživatelský režim
Uživatelský režim Aplikace
Prezentační služby
Správa oken
Zpracování zvuku
Komunikační a transportní služby
Datové služby
DirectX
CLR pro .NET Framework
Síťové služby Firewall
Privilegovaný režim (režim jádra) … zobrazení viz. další slide
Windows od verze Vista – privilegovaný režim (režim jádra)
Správa grafiky
Ovladače Audio
DirectX Gr. Mini Port
Správa I/O
Správa procesů
Správa paměti
Správa zabezpečení
Správa napájení
Jádro HAL (Hardware Abstraction Layer) BIOS
Hardware
IFSM
Síťové prototokoly
Ovladače zařízení a souborových systémů
Unixové systémy Programy
Skripty
Grafické rozhraní (správce oken) a textové shelly Knihovny
Rozhraní systémových volání Hlavní jádro Knihovna jádra
Správa paměti
Démony
Podsystémy jádra
VFS
Správa procesů
Síťové služby
Ovladače souborových systémů
FUSE
Ovladače síťových protokolů
Další ovladače
Ovladače síťových zařízení
Ovladače blokových zařízení
Ovladače sběrnic
HAL (Hardware Abstraction Layer) BIOS Hardware
