Ako OS interaguje s programom?

Operačný systém (OS) interaguje s programami niekoľkými kľúčovými spôsobmi, predovšetkým prostredníctvom súboru služieb a mechanizmov, ktoré umožňujú programom spúšťať a získať prístup k systémovým zdrojom. Tieto interakcie možno všeobecne kategorizovať:

1. Správa procesov:

* Vytvorenie a ukončenie: OS je zodpovedný za vytváranie nových procesov (inštancie spustenia programov) a ich ukončenie po dokončení alebo na stretnutie s chybami. Zahŕňa to pridelenie zdrojov, ako je pamäť a priradenie ID procesu.

* Plánovanie: Plánovač OS určuje, ktorý proces sa v ktoromkoľvek danom čase používa na procesor, čím sa riadi časové plátky vykonávania tak, aby umožnilo spúšťanie viacerých programov súbežne (dokonca aj na jednom jadrovom procesore prostredníctvom časového sklonu).

* prepínanie kontextu: Keď plánovač prepína medzi procesmi, OS uloží aktuálny stav jedného procesu (registre, ukazovatele pamäte atď.) A načíta stav nasledujúceho procesu. To umožňuje efektívne multitasking.

* Interprocess Communication (IPC): OS poskytuje mechanizmy (rúrky, zásuvky, zdieľanú pamäť, fronty správ), ktoré umožňujú rôzne procesy komunikovať a vymieňať údaje.

2. Správa pamäte:

* alokácia a deallokácia: OS prideľuje pamäť na procesy, keď sú vytvorené, a po dokončení ju vyrieši. Spravuje virtuálnu pamäť a umožňuje procesom prístupu k väčšej pamäte, ako je fyzicky dostupné vymenením stránok na disk az z nich.

* Ochrana: OS zaisťuje, že procesy nezasahujú do pamäťových priestorov druhých, čím sa bránia nehodám a zraniteľnostiam zabezpečenia. To je rozhodujúce pre stabilitu a bezpečnosť.

* stránkovanie a segmentácia: Tieto techniky umožňujú OS efektívne spravovať pamäť a rozdeliť ju na menšie zvládnuteľné jednotky.

3. Správa systému súborov:

* Prístup k súboru: Programy požadujú prístup k súborom prostredníctvom systémových hovorov. OS sa zaoberá lokalizáciou súborov na disku, spravuje povolenia prístupu a prenos údajov medzi programom a diskom.

* Správa adresárov: OS spravuje organizáciu súborov a adresárov v systéme súborov.

* METADATA: OS udržiava metadáta o súboroch (veľkosť, dátum vytvorenia, povolení atď.).

4. Správa vstupu/výstupu (I/O):

* Ovládače zariadení: OS používa ovládače zariadení na komunikáciu s hardvérovými zariadeniami (klávesnica, myš, diskové jednotky, sieťové rozhrania). Programy interagujú s OS, ktorý zase interaguje s ovládačmi, aby vykonával I/O operácie.

* vyrovnávanie: OS často využíva vyrovnávacie pamäte na zlepšenie účinnosti I/O a prenáša údaje vo väčších kúskoch.

5. Systémové hovory:

Toto je primárne rozhranie medzi programom a OS. Systémové hovory sú požiadavky, ktoré program vykonal pre OS pre konkrétne služby. Tieto požiadavky zvyčajne rieši jadro OS. Príklady zahŕňajú:

* `Open ()` - Otvorte súbor.

* `číta ()` - Prečítajte si údaje zo súboru alebo zariadenia.

* `Write ()` - Zapíšte údaje do súboru alebo zariadenia.

* `Fork ()` - Vytvorte nový proces.

* `EXIT ()` - Ukončite proces.

Mechanizmus:

Interakcia sa zvyčajne vyskytuje prostredníctvom dobre definovaného rozhrania, ktoré často zahŕňa systémové hovory vyvolané prerušeniami softvéru alebo pascí. Keď program potrebuje službu OS, uskutočňuje systémové volanie. Jadro OS potom prevezme kontrolu, vykoná požadovanú službu a vráti kontrolu do programu. Táto kontrolovaná interakcia zaisťuje stabilitu systému a zabraňuje programom priamo v prístupe k zdrojom hardvéru alebo iných procesov bez povolenia.

Stručne povedané, OS pôsobí ako sprostredkovateľ medzi programami a základným hardvérom a poskytuje stabilné, bezpečné a efektívne prostredie pre vykonávanie programu a správu zdrojov. OS sa zaoberá všetkými podrobnosťami o nízkej úrovni a uvoľňuje programy, aby sa museli zaoberať takou zložitosťou.

• Predchádzajúca strana: Aké sú niektoré z funkcií bežných redaktorov súborov dostupné v UNIX? 
• Ďalšia strana: Čo je príkaz použitý na komprimovanie súboru v Linuxe?