Lec02 structures (2)

CS207
Үйлдлийн систем
Лекц 2
Үйлдлийн системийн бүтэц
Э.Мөнхсүх
elearn.sict.edu.mn

Lec 2.29/01/10 Kubiatowicz CS162 ©UCB Fall 2010
Товчилсон үг
• ЦГ - Цөм горим
• ПХ - Програм
• ХГ - Хэрэглэгч горим
• ТХ - техник хангамж
• ОТ - Онцгой тохиолдол
• ХК – Хэрэглэгчийн консол

ҮС Хэрэгсэл: Виртуал машины хийсвэрлэл
• ПХ-ын инженерчлэлийн асуудал:
– ТХ/ПХ-ийн вариацийг өөрчлөх 
программист юу хүсч байгаа/юу хэрэгтэй байгаа
– Тохиромжтой байдал, ашиглалт, аюулгүй болон
найдвартай байдлыг оновчлох гэх мэт …
• ҮС-ийн модулиудын хувьд (жишээ нь файлын систем,
виртуал санах ой, сүлжээ, төлөвлөгч):
– ТХ-ийн интерфейс (физик бодит байдал)
– Програмын интерфейс (хийсвэрлэлт)
Програм
Үйлдлийн систем
Техник хангамж
Физик машины интерфейс
Виртуал машины интерфейс

Жишээ: Процессуудыг бие биенээс нь хамгаалах
• Асуудал: Олон програмыг бие биенээс нь хамгаалж,
ажиллуулах
• Зорилго:
– Хэрэглэгчийн програм ҮС-ийг гацаахаас сэргийлэх
– Хэрэглэгчийн програм бие биенийгээ гацаахаас
сэргийлэх
– [ҮС-ийн хэсгүүд бие биенийгээ гацаахаас сэргийлэх?]
• (Зарим шаардлагатай) Механизмууд:
– Хаяг хувиргалт
– Хос ажиллагааны горим
• Энгийн бодлого:
– Програмууд өөр програмын эсвэл ҮС-ийн санах ой руу
бичих, тэндээс унших эрхгүй байх

CPU MMU
Virtual
Addresses
Physical
Addresses
Хаяг хувиргалт
• Хаягийн огторгуй
– Хэрэглэгдэж байгаа бүлэг хаяг
– Програм бүр мөн цөм нь бага зэрэг өөр өөр хаягийн
огторгуйтай байна.
• Хаяг хувиргалт:
– Виртуал хаягийг (CPU-гаас үүсгэсэн) Физик хаяг руу
(санах ойн) хөрвүүлнэ
– Энэ буулгалтыг ихэвчлэн Санах ойг Удирдах
Төхөөрөмжөөр (MMU) ТХ-аар шийддэг

Хаяг хувиргалтын жишээ
Прог 1
Виртуал
хаягийн огторгуй 1
Прог 2
Виртуал
хаягийн
огторгуй 2
Код
Өгөгдөл
Овоолго
Стэк
Код
Өгөгдөл
Овоолго
Стэк
Өгөгдөл 2
Стэк 1
Овоолго 1
ҮС Ов. &
Стэк
Код 1
Стэк 2
Өгөгдөл 1
Овоолго 2
Код 2
ҮС Код
ҮС Өгөгд
Хувиргалтын
буулгалт 1
Хувиргалтын
буулгалт 2
Физик хаягийн огторгуй

Агуулга
• Үйлдлийн системийн түүх
– Нөөцөд суурилсан сонголтуудын үнэн түүх
• Үйлдлийн системийн бүтэц
• Үйлдлийн системийн зохион байгуулалт
• Хийсвэрлэл ба давхарга
Note: Some slides and/or pictures in the following are
adapted from slides ©2005 Silberschatz, Galvin, and Gagne
Note: Some slides and/or pictures in the following are
adapted from slides ©2005 Silberschatz, Galvin, and Gagne.
Many slides generated from lecture notes by Joseph.

Хамгаалалтын бусад тал: Хос ажиллагааны горим
• ТХ ядаж 2 горимоос бүрддэг:
– “Цөм”-ийн горим (or “хянагч” or “хамгаалсан”)
– “Хэрэглэгч”-ийн горим: Хэвийн ПХ-дыг ажиллуулдаг.
• ХГ-д зарим командыг хориголдог:
– Жнь: Хуудсын хүснэгтийн мэдээллийг засаж чадахгүй
» Өөрчлөх оролдлого  ОТ үүснэ.
• ЦГ-оос ХГ-руу шилжвэл:
– Системийн дуудлалт, Тасалдал, Бусад ОТ-ууд

UNIX системийн бүтэц
User Mode
Kernel Mode
Hardware
Програм
Стандарт сан

Мурийн хуулиар ҮС-ийн өөрчлөлт
Их сургуулийн компьютерууд 1981 vs 2010
0.16$4,000$25,000
 0.1 110s
46416
110,0001 Gb/s9600 b/s
200,0002TB10MB
655368GB128KB
1,200
6—40
Quad 3G
0.25—0.5
10
3—10
Өөрчлөлт20101981
Price
#users/machine
# addr bits
Net bandwidth
Disk capacity
DRAM capacity
CPU MHz,
Cycles/inst

Мур-ийн хуулийн үр нөлөө
• Ийм хууль бусад салбарт байхгүй.
• 200 жилийн турш тээврийн салбарт:
– Морины хурд @16км/цаг | Concorde @1500км/цаг
– Гэтэл компьютерийн салбарт 10 жилийн дотор ихсэж
байна. (ядаж 2002 он хүртэл)
• Бидэнд ямар нөлөө байна вэ?
– Техник өөрчлөгдөж дасан зохицож сонгох асуудал цаг
хугацааны явцад янз бүр байна.
• Зарчим дээр илүү их ач холбогдол тавьж байна.
– Компьютерийн системийг суурь гол ойлголт.
– Гэхдээ дараагийн хэдэн жилд өөрчлөгдөж болзошгүй
баримт дээр бага ач холбогдолтой ...

Dawn of time
ENIAC: (1945—1955)
• “Drs. Eckert ба Mauchly –ийн зохион бутээсэн машин
тийм ч сайхан байгаагүй. Уг ENIAC машин
ажиллахад:Өрөөг дүүргэсэн 30тонн жинтэй,200 kilowatt
цахилгаан зарцуулж байсан.”
• http://ei.cs.vt.edu/~history/ENIAC.Richey.HTML

Түүхийн эхний үе (1948—1970)
ТХ үнэтэй, Хүний хөдөлмөр хямд
• Аливаа компьютерт сая сая $ зарцуулж тоног
төхөөрөмжийг илүү үр ашигтай ашиглах боломжтой
байсан.
– Хэрэглэгчийн болон компьютерийн хооронд харилцаа
дутмаг
• Хэрэглэгчийн консол дээр: нэг агшинд нэг хэрэглэгч
• Багц хяналт : програм ачааллах, ажиллах, хэвлэх
• ТХ-г илүү сайн ашиглаж оновчтой болгоход
– Хэрэглэгч завсарлаж байхад компьютер “idle”->Маш
муу
– Програмын багцыг компьютерт оруулна. Хэрэглэгчид
хүлээнэ.
• Хамгаалалт?: Хэрэв багц програм алдаатай бол яах
вэ?

Зүрхэвчтэй санах ой (1950s & 60s)
• Зүрхэвчтэй санах ойн төмөр цагиргийн соронзлолтоор
өгөгдлийг хадгална.
– Төмөр зүрхэвч нь 2 хэмжээстэй сүлжмэл шиг байдаг.
– Төмрийн хаягдал нэртэй байсан.
– IBM зүрхэвчийг хийхдээ аврагчдаас зөвлөгөө авсан.
• See: http://www.columbia.edu/acis/history/core.html
IBM 405 Alphabetical
Accounting Machine-аас анхны
соронзон зүрхэвчтэй санах
ой.

Түүхийн үе 1½ (сүүл 60s/эхэнд 70s)
• Өгөгдлийн суваг, Тасалдал: О/Г ба тооцоололтын давхардалт
– DMA – О/Г төхөөрөмжийн санах ойн шууд хандалт
– О/Г нь асинхроноор дуусдаг.
• Олон програм: хэд хэдэн програмууд нэгэн зэрэг ажилладаг.
– Жижиг ажлууд том ажлуудыг хүлээхгүй.
– О/Г болон CPU хооронд давхардалт ихэснэ.
– ПХ ба ҮС хооронд санах ойн хамгаалалт хэрэгтэй
• Програм илүү төвөгтэй болсон:
– Multics: 1963 онд гарсан, 1969 онд ажилсан.
» 1777 хүмүүс системд хувь нэмрээ оруулсан (30-40 үндсэн хөгжүүлэгч)
» Тьюрингийн шагналтай лекц (key researcher): “Алдаатай систем бүтээх
нь”
– OS 360: Энэ систем нь 1000 алдаатай байсан. (APARs)
» “Програмын хэвийн бус ажиллагааны тайлан”
• ҮС эцэстээ чухал ШУ болсон.
– Төвөгтэй байдлыг шийдэх вэ?
– Unix нь Мultics дээр суурилсан гэхдээ маш их хялбаршуулсан.

A Multics System (Circa 1976)
• MIT IPC –ийн 6180, хаалга нь нээлттэй, circa 1976:
– “Бид ихэвчлэн хаалга нь нээлтэй систем дээр ажилладаг
Учир нь регистрын мэдээллийг хараад ачааллаж байгаа
мэддэг. Мөн EXECUTE товчийг дарахад хялбар. Хэрэв
систем гацвал BOS товчийг дардаг.
• http://www.multicians.org/multics-stories.html

1973:
1. 7 Mbit/inch2
140 MBytes
1979:
7. 7 Mbit/inch2
2,300 MBytes
Дискийн өмнөх үеийн түүх
Contrast: Seagate 2TB,
400 GB/SQ inch,
3.5 inch disk,
4 хавтантай

Түүхийн үе 2 (1970 – 1985)
ТХ хямд, Хүний хүч үнэтэй
• Компьютер нь хэдэнэ сая $ биш хэдэн арван мянган $ болсон.
• ҮС технологи нь сайжирсан/тогтворжсон
• Интерактив хугацааны хуваалт:
– Хямд терминал(~$1000) ашиглаад олон хэрэглэгч нэг систем
дээр зэрэг ажилладаг.
– CPU-ны хугацаа ашиглан хариулах хугацааг сайжруулсан.
– Хэрэглэгчид прогам зүгшрүүлэх, засах ба мэйл бичдэг.
• Асуудал: Гацах
– Гүйцэтгэл нь ачаалалтай шугаман
бус хамааралтай
– Гацалт үүсгэж буй шалтгаанууд
» Хуудас солилт, дараалал
Users
Response
time

The ARPANet (1968-1970’s)
• Paul Baran
– RAND Corp, 1960s эхэнд
– Дайсны дайралтанд
тасардаггүй холбооны
сүлжээ хийсэн.
• ARPANet: “Нөөц Хуваалцах
Компьютерийн сүлжээ” ний
судалгааны хэрэгсэл болсон.
– 2 September 1969: UCLA
first node on the ARPANet
– December 1969: 4 nodes
connected by 56 kbps phone
lines
– 1971: First Email
– 1970’s: <100 computers
SRI
940
UCLA
Sigma 7
UCSB
IBM 360
Utah
PDP 10
IMPs
BBN team that implemented
the interface message processor (IMP)

Түүхийн үе 3 (1981— )
ТХ маш хямд, Хүний хүч үнэтэй
• Компьютерийн зардал $1000, Програмистын зардал
$100,000/жилд
– Нэг хүнд компьютер өгснөөр тэр хүн нь 1% илүү үр
дүнтэй ажиллаж байвал сайн зүйл юм.
– Хүмүүсийг илүү үр дүнтэй болгохын тулд компьютерийг
ашигладаг.
• Хувийн тооцоолох:
– Компьютер хямд учир хүн бүр нэг компьютертэй болж
байна.
• Эхэндээ ТХ нөөц хязгаарлагдмал:
– ҮС дэд програмын сан болдог.
– Нэг агшинд нэг програм (MSDOS, CP/M, …)
• Эцэст нь PC-үүд хүчирхэг болсон:
– ҮС-үүд том, нарийн төвөгтэй болсон.
– Олон програм ажиллахад санах ойн хамгаалалт хэрэгтэй
(NT,OS/2)

Түүхийн үе 3 (үргэжлэл)
Хэрэглэгчийн график интерфэйс
• Хүн компьютерийн харилцааа
• Xerox Star: 1981
– Alto-судалгааны төсөл
– Үүнд “mice”, “windows”
• Apple Lisa/Machintosh: 1984
– “Look and Feel” suit 1988
• Microsoft Windows:
– Win 1.0 (1985)
– Win 3.1 (1990)
– Win 95 (1995)
– Win NT (1993)
– Win 2000 (2000)
– Win XP (2001)
– Win Vista (2007)
XeroxStarWindows3.1
Single
Level
HAL/Protection
No HAL/
Full Prot

Түүхийн үе 4 (1988—): Тархмал систем
• Сүлжээ (Local Area Networking)
– Өөр өөр машинууд нөөцийн хуваалцдаг
– Printers, File Servers, Web Servers
– Клиент – Сервер загвар
• Үйлчилгээ
– Тооцоолол
– Файл хадгалалт

• Эрдэм шинжилгээний нийгэмлэгээс боловсруулсан.
– Интернэт протокол: нээлттэй стандарт дээр суурилсан
– Internet Engineering Task Force (IETF)
• Бусад сүлжээний техникийн үндэс болно.
– Интранет: Байгууллыгн IP сүлжээ
• Интернэтийн үйлчилгээнүүд
– Тооцооллын нөөцийн дундын хандалт: telnet (1970’s)
– Өгөгдөл/файлын дундын хандалт: FTP, NFS, AFS (1980’s)
– Хүмүүсийн хооронд харилцах орчин болсон.
» email (1980’s), on-line chat rooms, instant messaging (1990’s)
» audio, video (1990’s, early 00’s)
– Мэдээлэл түгээх орчин
» USENET (1980’s) -Форум
» WWW (1990’s)
» Audio, video (late 90’s, early 00’s) – replacing radio, TV?
» File sharing (late 90’s, early 00’s)
Түүхийн үе 4 (1988—): Интернэт

ARPANet нь Internet руу хувирсан.
• Анхны SPAM мэйл: 1 May 1978 12:33 EDT
• 80-83: TCP/IP, DNS; ARPANET ба MILNET хуваагдсан
• 85-86: ШУА нь гол шугмын NSFNET үүсгэсэн. 6
суперкомпьютерын төвийг холбосон. Хурд: 1.5 Mbps, 10,000
компьютер.
• 87-90: Орон нутгийн сүлжээнүүдийг холбосон. NSI (NASA),
ESNet (DOE), DARTnet, TWBNet (DARPA), 100,000 computers
ARPANet
SATNet
PRNet
TCP/IP NSFNet Нэг улсын биш &
Худалдааны
1965 1975 1985 1995 2005
WWW
ISP
ASP
AIP
SATNet: Satelite network
PRNet: Radio Network

Холбооны сүлжээ гэж юу вэ?
(Системийн талаасаа)
• Сүлжээ нь нэг үндсэн үйлчилгээ үзүүлдэг: мэдээллийг
дамжуулдаг.
– Тагтаа, Гал, Элч, Машин, Телеграф, Утас, Интернэт …
– Өөр жишээ, Тээврийн үйлчилгээ: ачаа тээвэрлэлт
» Морь, Галт тэрэг, ачааны машин, онгоц ...
• Сүлжээг юугаар ялгадаг вэ?
– Үйлчилгээгээр нь
• Үйлчилгээг нь яаж ангилдаг вэ?
– Хоцролт
– Нэвтрүүлэх чадвар (Highest BW? “Sneakernet”)
– Алдагдлын хэмжээ
– Системийн тоо
– Үйлчилгээний интерфэйс (Яаж үйлчилгээ авдаг?)
– Бусад
» Найдвартай, unicast vs. multicast, бодит...

Харилцаа холбооны сүлжээ гэж юу вэ?
(Дэд бүтцийн талаасаа)
• Харилцаа холбооны орчин : Электрон, фотон
• Сүлжээний бүрэлдэхүүн хэсэг:
– Холбоос– нэг газраас нөгөө газар руу бит дамжуулах (or
maybe multiple places): fiber, copper, satellite, …
– Интерфэйс – Холбоосуудыг төхөөрөмжтэй холбогч
– Switches/routers – interconnect links: electronic/optic,
crossbar/Banyan
– Хост – Холбооны төгсгөлийн цэг: workstations, PDAs, cell
phones, toasters
• Протокол – зангилаа хооронд харилцааг зохицуулах
журам
– TCP/IP, ATM, MPLS, SONET, Ethernet, X.25
• Програм: Web browser, X Windows, FTP, ...

Сүлжээний бүрэлдэхүүн хэсэг (Жишээ)
Fibers
Coaxial
Cable
Холбоос Интерфэйс Switches/routers
Ethernet card
Wireless card
Large router
Telephone
switch

Сүлжээний төрөл
• Газар зүйн зайд
– Local Area Networks (LAN): Ethernet, Token ring, FDDI
– Metropolitan Area Networks (MAN): DQDB, SMDS
– Wide Area Networks (WAN): X.25, ATM, frame relay
– Caveat: LAN, MAN, WAN эдгээр нь дараах ойлголтоор
ялгаатай
» Service, network technology, networks
• Мэдээллийн төрөл
– Өгөгдлийн сүлжээ vs. Харилцаа холбооны сүлжээ
• Програмын төрөл
– Сүлжээн дэх тусгай зориулалтын програм: Тийз
захиалга, банкны сүлжээ, кредит карт, сүлжээ, утас
– Ерөнхий зориулалт: Интернэт

Сүлжээ “Cloud”

Regional
Net
Бүс нүтгийн сүлжээ + Гол шугам
Regional
Net
Regional
Net
Regional
Net Regional
Net
Regional
Net
Backbone
LAN LANLAN
LAN: Local Area Network

ISP
Гол нуруу + NAPs + ISPs
ISP
ISP
ISP
Business
ISP
Consumer
ISP
LAN LANLAN
NAP
NAP
Гол шугам
Dial-up
ISP: Internet Service Provide
NAP: Network Access Point

Covad
@home
ISP
Cingular
Sprint AOL
LAN LANLAN
NAP
Dial-up
DSL
Always on
NAP
Cable
Head Ends
Cell
Cell
Cell
Satellite
Fixed Wireless

Моррисийн интернэтийн өт(1988)
• Интернэт өт (Өөрийг хувилдаг)
– Зохиогч Robert Morris, Корнелийн магистрийн эхний жилдээ
– 1988-11-02 нд ажил тарах үед тараасан.
– Хэдэн цагийн дотор компьютеруудыг ажиллагаагүй
болгосон.
• Техник
– UNIX сүлжээний онцлог талыг ашигласан.(Алсын хандалт)
– finger програмын алдааг ашигласан. (Буффер халилт) бас
sendmail алдааг ашигласан. (Зүгшрүүлэлтийн горимд алсын
нэвтрэлт идэвхтэй байсан)
– Толинд суурилсан аргаар нууц үгийг олсон.
– Зангуу прогамаар өтөө тараасан.

LoveLetter вирус (2000 он 5 сар)
• VBScript-тэй мэйл (simplified
Visual Basic)
• Windows-ийн скриптээс
хамаардаг
– Win98/2000 дээр энэ
тохиргоо идэвхтэй
байдаг.
• Хэрэглэгч хавсаргасан файл
дээр дарахад халддаг!
– Outlook-ийн контактууд руу
Өөрийгөө дахин имэйлдэг.
– Өөрийг зарим файлын
оронд хуулдаг.
– Диск дээр хайлт хийдэг
– Програмын нууц үгийг
татаж авдаг
• Америкийн компаниудын
60-80% , Европын 100000
сервер халдваржсан.

Түүхийн үе 5 (1995—): Mobile Systems
• Хөдөлгөөнт төхөөрөмж
– Laptops, PDAs, phones
– жижиг, зөөврийн, хямд
» Саяхан ухаалаг утаснуудын тоо 2 дахин их болсон
» Нэг хүнд олон компьютер!
– Зарим нэг хязгаарлалтуудтай (memory, CPU, power, etc…)
• Wireless/Wide Area Networking
– Дэд бүтцэд дэмжлэг үзүүлдэг.
– Өргөтгсөн төхөөрөмжүүдийн сан үүсгэдэг.
– Уламжлалт компьютерууд хэдэн хэсгүүдэд хуваагддаг.
Wireless keyboards/mice, CPU distributed, storage remote
• Нэг түвшний сүлжээ систем /Peer to Peer/
– Олон төхөөрөмжүүд хариуцлагын нэг түвшинд ажилдаг.
– ҮС-ийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд дэлхий дээгүүр тарсан.

Нийгмийн хэмжээний мэдээллийн систем
Хувьсах хэмжээтэй,
Найдвартай,
Нууцлалтай
үйлчилгээ
Мэдрүүрийн сүлжээний
МикроЭлектроМеханик системүүд
Интернет холболт
Clusters
Massive Cluster
Gigabit Ethernet
Өгөгдлийн сан
Мэдээлэл цуглуулалт
Алсын хадгалалт
Онлайн тоглоом
Худалдаа
…
• Дэлхий бол нэг том параллель систем
– Юм болгон микропроцессортой болсон
– Ард нь маш том дэд бүтэц байдаг

Датацентр бол компьютер юм
• (Luiz Barroso 12 сарын 11 ны RAD Lab-ийн ярилцлаганд)
• Google програм == Вэб хайлт, gmail,…
• Google компьютер ==
– Мянга мянган компьютер, сүлжээ, хадгалах төхөөрөмж
• Агуух шиг хэмжээтэй байгууламжууд ,ачаалал өнөөдөр
байхгүй ч ирээдүйд бий болно.

ҮС-ийн зарчим болон шинж чанарын шилжилт

Үйлдлийн системийн: Дүгнэлт
• Өөрчлөлт бол тасралтгүй явагдаж байдаг. Үүнд ҮС нь
дасан зохицох ёстой.
– Багц боловсруулах систем маш муу ажиллагаатай байсан.
– Гэхдээ: Тэр үед шаардлага хангаж байсан.
• Өнөөдрийн нөхцөл байдал 60аад оны сүүл үедтэй ижил
байна.
– Жижиг ҮС: 100K мөртэй
– Том ҮС: 10M мөртэй (5M for the browser!)
» 100-1000/хүн-жил
• Нарийн төвөгтэй байдал байсаар байгаа
– NT –г хөгжүүлсэн (90 оны сүүлээр): Сайн ажиллаагүй.
– Windows 2000/XP: Амжилттай хэрэгжсэн.
– Windows Vista (aka “Longhorn”) олон удаа хойшлогдсон
» 2007 оны 1 сард гарсан
» 2008/2009 он хүртэл хэрэглэгчид хүлээн зөвшөөрч чадаагүй.

Одоо OS Бүтцийн тухай хурдан аялал

ҮС-ийн бүрэлдэхүүнүүд
(OS-ийн хэсэг нь юу вэ?)
• Процессийн удирдлага
• Үндсэн санах ойн удирдлага
• Системийн О/Г-ийн удирдлага
• Файлын удирдлага
• Сүлжээ
• Хэрэглэгчийн интерфэйсүүд

Үйлдлийн систем үйлчилгээ
(Үйлдлийн систем юу хийдэг вэ?)
• Бүрэлдэхүүн хэсэгт харгалзах(их/бага) үйлчилгээг үзүүлнэ.
– Програмын биелэлт
» Командуудын дарааллыг зэрэгцээгээр яаж биелүүлэх вэ?
– О/Г-ийн үйл ажиллагаа
» Ялгаатай төхөөрөмжүүдийн интерфэйсийн стандартчлал
– Файлын системийн ажиллах
» Яаж файлыг унших/бичих/хадгалах вэ?
» Тулгамдаж буй асуудал: файлыг яаж олох вэ?
– Харилцаа холбоо
» Сүлжээний протокол = кибер орон зайтай харилцах интерфэйс?
• Бусад чадварууд
– Алдааг илрүүлэлт & сэргээх
– Нөөцийн хувиарлалт
– Бүртгэл
– Хамгаалалт

Системийн дуудалт (API гэж юу вэ?)
• See Chapter 2 of 7th edition or Chapter 3 of 6th

Үйлдлийн системийн бүтэц
(Зохион байгуулалтын зарчим гэж юу вэ?)
• Энгийн
– Зөвхөн кодын нэг эсвэл хоёр түвшинтэй
• Давхаргатай
– Доод түвшин нь дээд түвшнээсээ хамааралгүй.
• Микроцөм
– OS нь хэрэглэгчийн түвшний олон процессоос бүрддэг.
• Модульчлагдсан
– Динамикаар ачааллагддаг модультай үндсэн цөм

Энгийн бүтэц
• MS-DOS: Хамгийн бага орон зайд их үйл ажиллагааг
хийдэг.
– Модулиудад хуваагдаагүй.
– Интерфэйсүүд болон үйл ажиллагааны түвшин сайн
салаагүй.

UNIX: Also “Simple” Structure
• UNIX – ТХ-ийн үйл ажилгаагаар хязгаарлагддаг.
• UNIX үйлдлийн систем 2 хэсгээс тогтдог:
– Системийн програмууд
– Цөм
» Consists of everything below the system-call interface and
above the physical hardware
» Provides the file system, CPU scheduling, memory
management, and other operating-system functions;
» Many interacting functions for one level

UNIX системийн бүтэц
User Mode
Kernel Mode
Hardware
Applications
Standard Libs

Layered Structure
• Operating system is divided many layers (levels)
– Each built on top of lower layers
– Bottom layer (layer 0) is hardware
– Highest layer (layer N) is the user interface
• Each layer uses functions (operations) and services of only
lower-level layers
– Advantage: modularity  Easier debugging/Maintenance
– Not always possible: Does process scheduler lie above or below
virtual memory layer?
» Need to reschedule processor while waiting for paging
» May need to page in information about tasks
• Important: Machine-dependent vs independent layers
– Easier migration between platforms
– Easier evolution of hardware platform
– Good idea for you as well!

Давхаргатай үйлдлийн систем

Microkernel Structure
• Moves as much from the kernel into “user” space
– Small core OS running at kernel level
– OS Services built from many independent user-level processes
• Communication between modules with message passing
• Benefits:
– Easier to extend a microkernel
– Easier to port OS to new architectures
– More reliable (less code is running in kernel mode)
– Fault Isolation (parts of kernel protected from other parts)
– More secure
• Detriments:
– Performance overhead severe for naïve implementation

Modules-based Structure
• Most modern operating systems implement modules
– Uses object-oriented approach
– Each core component is separate
– Each talks to the others over known interfaces
– Each is loadable as needed within the kernel
• Overall, similar to layers but with more flexible

Олон цөмтэй чипийн дизайны шинэ хандлага?
Задаргаа: ҮС-ийн задлалт
• Энгийн элементүүдийг
хэсгүүдэд задлана
– Төхөөрөмжийн
драйверууд
(Нууцлалт/Найдвартай
байдал)
– Сүлжээний үйлчилгээ
(Гүйцэтгэл)
» TCP/IP стэк
» Firewall
» Вирус илрүүлэлт
» Нэвтрэлт илрүүлэлт
– Хадгалалт (Гүйцэтгэл,
Нууцлал, Найдвартай
байдал)
– Хяналтын үйлчилгээ
» Гүйцэтгэлийн тоолуур
» Өөрийн шалгалт
– Нэвтрэлт/Орчны
үйлчилгээ(Нууцлал)
» Биометр, GPS,
Эзэмшилтийг бүртгэх
• Програмд их зай өгнө
– Нөөцийг чөлөөтэй
хэрэглэх эрх
Төх.
драйв.
Видео&
Цонхны
драйв.
Firewall
Вирус
илр.
Дэлгэц
ба
адапт
Хадгалалт
& Файлын
систем
HCI/
Дуу
Танилт
Том програмууд
Бодит хугацааны
програм
Нэвтр

Implementation Issues
(How is the OS implemented?)
• Policy vs. Mechanism
– Policy: What do you want to do?
– Mechanism: How are you going to do it?
– Аль аль нь өөрчлөлтөөс хойш тусгаарласан байх ёстой
• Algorithms used
– Linear, Tree-based, Log Structured, etc…
• Event models used
– threads vs event loops
• Backward compatability issues
– Very important for Windows 2000/XP
• System generation/configuration
– How to make generic OS fit on specific hardware

Дүгнэлт
• Rapid Change in Hardware Leads to changing OS
– Batch  Multiprogramming  Timeshare  Graphical
UI  Ubiquitous Devices  Cyberspace/Metaverse/??
• OS features migrated from mainframes  PCs
• Standard Components and Services
– Процесийн хяналт
– Үндсэн санах ой
– Оролт/Гаралт
– Файл систем
– Хэрэглэгчийн интерфэйс
• Policy vs Mechanism
– Crucial division: not always properly separated!
• Complexity is always out of control
– However, “Resistance is NOT Useless!”

Lec02 structures (2)

Recommended

More Related Content

What's hot (20)

Viewers also liked (20)

Similar to Lec02 structures (2) (20)

More from Khuder Altangerel (9)

Lec02 structures (2)