Ответы на вопросы по курсу “Системное программирование”
История развития ВТ в связи с историей развития системного программного обеспечения.
Современные компьютерные системы наряду с прикладным ПО всегда содержат системное,
которое обеспечивает организацию вычислительного процесса. История системного
программного обеспечения связана с появлением первой развитой в современном
понимании ОС UNIX.
1965 - Bell labs разрабатывает
операционную систему Multix - прообраз UNIX, имеющий далеко не все части современной системы. До этого времени не
существовало мобильных ОС (переносимых на разные типы машин) и Multix также не был
мобильной ОС.
1971 - написан UNIX для работы на
мощнейшей платформе того времени PDP - 11
1977 - Становится переносимой системой, т.к. переписан на языке C (AT&T system V)
1981 - платформа Intel начинает резко наращивать свои возможности. Колоссальным прорывом было
создание 8088, затем 8086, 80286, etc. Появляется однопользовательская ОС MS-DOS, на 10 лет ставшая
стандартом де-факто для пользователей персональных компьютеров. Но для машин с
процессором Intel появляются и версии UNIX.
Конец 80 – начало 90 гг. – аппаратные средства резко увеличивают свою
мощность. Microsoft создает новую ОС Windows NT и появляется
стандарт Win32. Позже появляется Windows 95 – ОС для одного
рабочего места, но имеющая многие возможности NT, призванная вытеснить MS-DOS. Аппаратные средства
позволяют создавать 64-битные версии такой ОС, как UNIX, и в скором времени она появляется и
используется на платформе Alpha фирмы DEC. С наращиванием
мощности аппаратных средств системное программное обеспечение становится все
более изощренным и имеющим большие возможности.
Общая классификация вычислительных машин. Современные архитектурные линии
ЭВМ. Системное ПО и его место в современной информатике.
ЭВМ являются преобразователями информации. В них исходные данные задачи преобразуются
в результат ее решения. В соответствии с используемой формой представления
информации машины делятся на два класса: непрерывного действия - аналоговые и
дискретного действия - цифровые. В силу универсальности цифровой формы
представления информации цифровые электронные вычислительные машины представляют
собой наиболее универсальный тип устройства обработки информации. Основные
свойства ЭВМ - автоматизация вычислительного процесса на основе программного
управления, огромная скорость выполнения арифметических и логических операций,
возможность хранений большого количества различных данных, возможность решения
широкого круга математических задач и задач обработки данных. Особое значение
ЭВМ состоит в том, что впервые с их появлением человек получил орудие для
автоматизации процессов обработки информации. Управляющие ЭВМ – предназначены
для управления объектом или производственным процессом. Для связи с объектом их
снабжают датчиками. Непрерывные значения сигналов с датчиков преобразуются с
помощью аналогово-цифровых преобразователей в цифровые сигналы, кот. вводятся в
ЭВМ в соотв с алгоритмом упр-я. После анализа сигналов формируются упр.
воздействия, которые с пом. цифро-аналоговых преобразователей преобразуются в
аналоговые сигналы. Через исполнительные механизмы изменяется состояние
объекта.
Универсальные ЭВМ – предназначены для решения большого круга задач, состав
которых при разаработке ЭВМ не конкретизируется.
Пример современных архитектурных линий ЭВМ: персональные ЭВМ (IBM PC и Apple Macintosh – совместимые
машины), машины для обработки специфической информации (графические станции Targa, Silicon Graphics), большие ЭВМ
(мэйнфреймы IBM, Cray, ЕС ЭВМ).
Общее назначение системного ПО - обеспечивать интерфейс между программистом
или пользователем и аппаратной частью ЭВМ (операционная система,
программы-оболочки) и выполнять вспомогательные функции (программы-утилиты)
Современная операционная система обеспечивает следующее:
1) Управление процессором путем передачи управления программам.
2) Обработка прерываний, синхронизация доступа к ресурсам.
3) Управление памятью.
4) Управление устройствами ввода-вывода.
5) Управление инициализацией программ, межпрограммные связи.
Управление данными на долговременных носителях путем поддержки файловой системы.
См. также стандарты в (1).
Общее понятие архитектуры. Принципы построения ВС 4-го поколения.
Архитектура – совокупность технических средств и их конфигураций, с помощью
которых реализована ЭВМ. ЭВМ 4 поколения, имеет, как правило, шинную
архитектуру, что означает подключение всех устройств к одной электрической
магистрали, наз. шиной. Если устройство выставило сигнал на шину, другие могут
его считать. Это свойство используется для организации обмена данными. С этой
целью шина разделена на 3 адреса – шина адреса, шина данных и шина управляющего
сигнала. Все современные ЭВМ также включают устройство, наз. арбитром шины,
которое определяет очередность занятия ресурсов шины разными устройствами. В PC распространены шины ISA, EISA, PCI, VLB.
Опер. память
Уст-ва ввода-вывода
ШИНА
Состав и функции основных блоков ВС: процессора, оперативной памяти,
устройства управления, внешних устройств.
Структурная схема машины фон Неймана:
Арифм.-логич.
уст-во