Функции ос загружает: Операционная система и функции операционной системы

Содержание

Диагностика и устранение неисправностей — на моем компьютере не...

Если вы используете устройство хранения PCIe* (например, SSD-накопитель NVMe*), это также может вызвать проблемы, если система не настроена надлежащим образом. PCIe* — это последовательный интерфейс, позволяющий набору микросхем и процессору подключаться к установленному на системную плату аппаратному обеспечению и взаимодействовать с ним. В системе имеется ограниченное количество каналов PCIe* (по которым осуществляется прием и передача данных), и эти каналы должны быть правильно распределены между аппаратным обеспечением, включая графический процессор, карты расширения и некоторые устройства хранения.

Неправильное распределение может вызвать снижение производительности или проблемы с совместимостью. Этот момент важен, если вы самостоятельно собрали компьютер, и он еще ни разу не загружался, или если вы устанавливаете в старую систему новое аппаратное обеспечение. Изменение привязки каналов PCIe маловероятно, если вы не устанавливали и не удаляли никакого аппаратного обеспечения.

Также нужно посмотреть, поддерживает ли системная плата надлежащий режим загрузки для вашего накопителя SSD. Если вы используете накопитель или карту NVMe* M.2, ваша системная плата или BIOS могут не поддерживать загрузку в новом формате. Для использования нового устройства хранения вам может понадобиться обновить BIOS для получения новой среды UEFI с поддержкой загрузки NVMe* или переключиться на режим загрузки UEFI. В большинстве современных системных плат с разъемами M.2 этой проблемы не должно быть, но если вы используете старое оборудование, вам стоит посмотреть доступные варианты в разделе Boot (Загрузка) в BIOS или установить последнюю версию программного обеспечения системной платы.

Обратитесь к документации по программному обеспечению, чтобы точно узнать, как ваша системная плата распределяет ресурсы PCIe* и обеспечивает ли она совместимость с UEFI. В этом руководстве вы найдете дополнительную информацию по загрузке с SSD-накопителей на базе NVMe*.

Подробнее о PCIe*, UEFI и системе хранения

Если вы используете устройство хранения PCIe* (например, SSD-накопитель NVMe*), это также может вызвать проблемы, если система не настроена надлежащим образом. PCIe* — это последовательный интерфейс, позволяющий набору микросхем и процессору подключаться к установленному на системную плату аппаратному обеспечению и взаимодействовать с ним. В системе имеется ограниченное количество каналов PCIe* (по которым осуществляется прием и передача данных), и эти каналы должны быть правильно распределены между аппаратным обеспечением, включая графический процессор, карты расширения и некоторые устройства хранения.

Неправильное распределение может вызвать снижение производительности или проблемы с совместимостью. Этот момент важен, если вы самостоятельно собрали компьютер, и он еще ни разу не загружался, или если вы устанавливаете в старую систему новое аппаратное обеспечение. Изменение привязки каналов PCIe маловероятно, если вы не устанавливали и не удаляли никакого аппаратного обеспечения.

Также нужно посмотреть, поддерживает ли системная плата надлежащий режим загрузки для вашего твердотельного накопителя SSD. Если вы используете накопитель или карту NVMe* M.2, ваша системная плата или BIOS могут не поддерживать загрузку в новом формате. Для использования нового устройства хранения вам может понадобиться обновить BIOS для получения новой среды UEFI с поддержкой загрузки NVMe* или переключиться на режим загрузки UEFI. В большинстве современных системных плат с разъемами M.2 этой проблемы не должно быть, но если вы используете старое оборудование, вам стоит посмотреть доступные варианты в разделе Boot (Загрузка) в BIOS и (или) установить последнюю версию программного обеспечения системной платы.

Обратитесь к документации по программному обеспечению, чтобы точно узнать, как ваша системная плата распределяет ресурсы PCIe* и обеспечивает ли она совместимость с UEFI.

Что такое операционная система?

И действительно, что это такое? Для определения давайте обратимся к Википедии. Вот что там написано: «Операционная система — комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения». Если говорить более простым языком, то это специальная программа для компьютера, ноутбука или другого устройства, с помощью которой вы сможете управлять этим самым устройством. Можно сказать, ОС — это мост между человеком и его ПК.

Функции работы ОС

  • На самом деле функций этих великое множество, поэтому я расскажу о наиболее важных из них. Итак, операционная система:
  • Позволяет исполнять запросы команд
  • Загружает программы в оперативную память и выполняет их
  • Обеспечивает пользовательский интерфейс
  • Предоставляет доступ к различным устройствам, включая периферийные
  • Управляет оперативной памятью, а также доступом к различного вида носителям
  • Разграничивает доступ процессов к ресурсам
  • Взаимодействует между рабочими процессами
  • Обеспечивает многопользовательский режим между различными пользователями
  • Обеспечивает выполнение многозадачности

Кстати, интересный факт. В большинстве бытовых приборов, многих телефонах, автомобилях и т.д. ОС не используется. Она просто не нужна устройству, которое выполняет всего несколько простых действий. Для этого используются специальные микрокомпьютеры, которые могут обходится самостоятельно, запуская тот или иной вид программы.

Виды операционных систем

В рамках данной статьи также хотелось бы немного рассказать о самых популярных операционных системах на сегодняшний день. И начну я, пожалуй, с наиболее популярной из них.

Windows

Нет на свете человека, который не знал бы о Windows — операционной системе компании Microsoft, первый запуск которой состоялся еще в 1985 году. На сегодняшний день на рынке наибольшей популярностью пользуются Windows 7 и Windows 8.

К сожалению, популяризация имеет несколько больших минусов, один из которых — огромнейшее количество вирусов и троянов, созданных специально под «Виндовс». Трояны зачастую очень опасны, поскольку не только влияют на работу ПК в целом, но и могут воровать ценные данные.

Впрочем, у Windows куда больше плюсов. Например, для нее существует такое количество всевозможных программ и игр, опробовать даже десятую часть из которых не получится за всю жизнь.

Apple Mac OS X

Вторая по популярности операционная система в мире, занимает чуть более пяти процентов рынка по данным на 2011 год. Стоит отметить, что именно в Mac OS началась популяризация графического интерфейса пользователя в том виде, в котором мы видим его сейчас.

Mac OS была разработана под началом великого Стива Джобса, однако всегда находилась в тени Windows. Это связано еще и с тем, что ось устанавливалась исключительно на компьютеры Apple, хотя сегодня ее можно установить на любой ПК.

Одним из плюсов является относительно неплохая защита от вирусов, так как для этой ОС их крайне мало. И все же они есть.

Linux

Это общее название Unix-подобных операционных систем, которые основаны на одноименном ядре. Поскольку ядро представляет из себя открытое программное обеспечение, то какой-то официальной версии Linux нет и никогда не было — распространяется ПО в виде сборок и всегда только бесплатно.

Несмотря на то, что данная ось распространяется бесплатно, по последним прикидкам ее разработка обошлась в несколько миллиардов долларов, хотя дорабатывалась операционная система исключительно руками энтузиастов.

Linux пользуется неплохой популярностью как у пользователей, так и у различных компаний, в том числе государственных.

Android

А это — мобильная операционная система, созданная для планшетов, смартфонов, нетбуков и т.д. Ныне принадлежит интернет-гиганту Google, до этого разрабатывалась одноименной компанией.

По состоянию на текущий момент Android принадлежит более 70% рынка мобильных устройств. Это лидер, равных которому просто нет — именно на Android выпускается наибольшее число смартфонов и планшетов.

iOS

Операционная система iOS используется исключительно на мобильных гаджетах компании Apple. Была разработана в 2007 году. Показали ее значительно раньше, нежели Android, поэтому если бы ось можно было устанавливать на устройства других компаний, возможно, сегодня она была бы намного популярнее Android.

Как работают операционные системы ... без операционной системы?

Runnable примеры

Технически, программа, которая работает без ОС, является ОС. Итак, давайте посмотрим, как создать и запустить несколько крошечных операционных систем hello world.

Код всех примеров ниже представлен на этом репозитории GitHub .

Загрузочный сектор

На x86 самое простое и низкоуровневое средство , которое вы можете сделать, - это создать главный загрузочный сектор (MBR) , который является типом загрузочного сектора , и затем установить его на диск.

Здесь мы создаем один с одним printfвызовом:

printf '\364%509s\125\252' > main.img
sudo apt-get install qemu-system-x86
qemu-system-x86_64 -hda main.img

Результат:

Проверено на Ubuntu 18.04, QEMU 2.11.1.

main.img содержит следующее:

  • \364в восьмеричном == 0xf4в шестнадцатеричном виде: кодировка для hltинструкции, которая сообщает ЦП прекратить работу.

    Поэтому наша программа не будет ничего делать: только запускать и останавливать.

    Мы используем восьмеричное, потому что \xшестнадцатеричные числа не указаны в POSIX.

    Мы могли бы легко получить эту кодировку с помощью:

    echo hlt > a.asm
    nasm -f bin a.asm
    hd a
    

    но 0xf4кодировка также задокументирована в руководстве Intel, конечно.

  • %509sпроизвести 509 мест. Необходимо заполнить файл до байта 510.

  • \125\252в восьмеричном == с

    0x55последующим 0xaa: магические байты, необходимые для оборудования. Это должны быть байты 511 и 512.

    Если нет, оборудование не будет воспринимать это как загрузочный диск.

Обратите внимание, что даже не делая ничего, несколько символов уже напечатаны на экране. Они печатаются прошивкой и служат для идентификации системы.

Работать на реальном оборудовании

Эмуляторы забавны, но аппаратная часть - реальная сделка.

Обратите внимание, что это опасно, и вы можете по ошибке стереть диск: делайте это только на старых машинах, которые не содержат критически важных данных! Или, что еще лучше, такие доски, как Raspberry Pi, см. Пример ARM ниже.

Для типичного ноутбука вы должны сделать что-то вроде:

  • Запишите образ на USB-накопитель (уничтожит ваши данные!):

    sudo dd if=main.img of=/dev/sdX
    
  • подключите USB к компьютеру

  • включи

  • скажи ему загрузиться с USB.

    Это означает, что прошивка выбирает USB перед жестким диском.

    Если это не стандартное поведение вашей машины, продолжайте нажимать Enter, F12, ESC или другие подобные странные клавиши после включения питания, пока не появится меню загрузки, где вы можете выбрать загрузку с USB.

    Часто можно настроить порядок поиска в этих меню.

Например, на моем старом Lenovo Thinkpad T430, UEFI BIOS 1.16, я вижу:

Привет, мир

Теперь, когда мы создали минимальную программу, давайте перейдем к привету.

Очевидный вопрос: как сделать IO? Несколько вариантов:

  • попросите прошивку, например, BIOS или UEFI, чтобы сделать, если для нас
  • VGA: специальная область памяти, которая выводится на экран при записи в. Может использоваться в защищенном режиме.
  • написать драйвер и поговорить напрямую с оборудованием дисплея. Это «правильный» способ сделать это: более мощный, но более сложный.
  • последовательный порт . Это очень простой стандартизированный протокол, который отправляет и получает символы с хост-терминала.

    Источник .

    К сожалению, он не представлен на большинстве современных ноутбуков, но является наиболее распространенным способом разработки плат разработки, см. Примеры ARM ниже.

    Это действительно позор, так как такие интерфейсы действительно полезны для отладки ядра Linux, например .

  • использовать функции отладки чипов. ARM называет их полухостингом, например. На реальном оборудовании это требует дополнительной аппаратной и программной поддержки, но на эмуляторах это может быть бесплатный удобный вариант. Пример .

Здесь мы сделаем пример BIOS, поскольку он проще на x86. Но учтите, что это не самый надежный метод.

main.S

.code16
    mov $msg, %si
    mov $0x0e, %ah
loop:
    lodsb
    or %al, %al
    jz halt
    int $0x10
    jmp loop
halt:
    hlt
msg:
    .asciz "hello world"

link.ld

SECTIONS
{
    . = 0x7c00;
    .text :
    {
        __start = .;
        *(.text)
        . = 0x1FE;
        SHORT(0xAA55)
    }
}

Собрать и связать с:

gcc -c -g -o main.o main.S
ld --oformat binary -o main.img -T linker.ld main.o

Результат:

Проверено на: Lenovo Thinkpad T430, UEFI BIOS 1.16. Диск создан на хосте Ubuntu 18.04.

Помимо стандартных инструкций по сборке пользовательского пространства, у нас есть:

  • .code16: говорит ГАЗ выводить 16-битный код

  • cli: отключить программные прерывания. Это может заставить процессор начать работать снова послеhlt

  • int $0x10: вызывает ли BIOS. Это то, что печатает символы один за другим.

Важные флаги ссылок:

  • --oformat binary: выводить сырой двоичный код сборки, не деформируйте его внутри ELF-файла, как в случае с обычными исполняемыми файлами пользовательского пространства.

Используйте C вместо сборки

Поскольку C компилируется в сборку, использование C без стандартной библиотеки довольно просто, вам просто нужно:

  • скрипт компоновщика для размещения вещей в памяти в нужном месте
  • флаги, которые говорят GCC не использовать стандартную библиотеку
  • маленькая точка входа в сборку, которая устанавливает требуемое состояние C для main, в частности:
    • стек
    • обнулить BSS

TODO: ссылка на пример с x86 на GitHub. Вот ARM, который я создал .

Однако, если вы захотите использовать стандартную библиотеку, все станет интереснее, поскольку у нас нет ядра Linux, которое реализует большую часть функциональности стандартной библиотеки C через POSIX .

Несколько возможностей, без перехода на полноценную ОС, такую ​​как Linux, включают:

  • Newlib

    Подробный пример по адресу: https://electronics.stackexchange.com/questions/223929/c-standard-libraries-on-bare-metal/223931

    В Newlib вы должны сами реализовывать системные вызовы, но вы получаете очень минимальную систему, и их очень легко реализовать.

    Например, вы можете перенаправить printfна системы UART или ARM или внедрить exit()с помощью полухостинга .

  • встроенные операционные системы, такие как FreeRTOS и Zephyr .

    Такие операционные системы обычно позволяют отключить упреждающее планирование, что дает вам полный контроль над временем выполнения программы.

    Их можно рассматривать как своего рода предварительно реализованный Newlib.

РУКА

В ARM общие идеи совпадают. Я загрузил:

Для Raspberry Pi https://github.com/dwelch67/raspberrypi выглядит как самый популярный учебник, доступный сегодня.

Некоторые отличия от x86:

  • IO делается путем написания магических адресов напрямую, там нет inи outинструкций.

    Это называется IO с отображением памяти .

  • для некоторого реального оборудования, такого как Raspberry Pi, вы можете самостоятельно добавить прошивку (BIOS) в образ диска.

    Это хорошо, поскольку делает обновление прошивки более прозрачным.

Прошивка

По правде говоря, ваш загрузочный сектор не является первым программным обеспечением, которое работает на процессоре системы.

На самом деле сначала запускается так называемая прошивка , то есть программное обеспечение:

  • сделано изготовителями оборудования
  • как правило, закрытый источник, но, вероятно, на основе C
  • хранится в постоянной памяти, и поэтому его трудно / невозможно изменить без согласия поставщика.

Хорошо известные прошивки включают в себя:

  • BIOS : старая прошивка для x86. SeaBIOS - это стандартная реализация с открытым исходным кодом, используемая QEMU.
  • UEFI : преемник BIOS, лучше стандартизированный, но более способный и невероятно раздутый.
  • Coreboot : благородная попытка с открытым исходным кодом

Прошивка делает такие вещи, как:

  • Зацикливайтесь на каждом жестком диске, USB, сети и т. д., пока не найдете что-нибудь загрузочное.

    Когда мы запускаем QEMU, -hdaговорит, что main.imgэто жесткий диск, подключенный к оборудованию, и

    hda является первым, который будет испытан, и он используется.

  • загрузите первые 512 байт в адрес памяти RAM 0x7c00, поместите туда RIP процессора и дайте ему поработать

  • показывать на дисплее такие вещи, как меню загрузки или вызовы печати BIOS

Прошивка предлагает функциональность, подобную ОС, от которой зависит большинство ОС. Например, подмножество Python было портировано для работы в BIOS / UEFI: https://www.youtube.com/watch?v=bYQ_lq5dcvM

Можно утверждать, что прошивки неотличимы от ОС, и что прошивка - это единственное «истинное» программирование на «голое железо», какое только можно сделать.

Как говорит этот разработчик CoreOS :

Сложная часть

Когда вы включаете компьютер, микросхемы, составляющие чипсет (северный мост, южный мост и SuperIO), еще не инициализированы должным образом. Даже несмотря на то, что ПЗУ BIOS удалено от ЦП настолько, насколько это возможно, оно доступно ЦП, поскольку должно быть, иначе ЦП не будет иметь никаких инструкций для выполнения. Это не означает, что ПЗУ BIOS полностью сопоставлено, обычно нет. Но достаточно для отображения процесса загрузки. Любые другие устройства, просто забудьте об этом.

Когда вы запускаете Coreboot в QEMU, вы можете экспериментировать с более высокими уровнями Coreboot и с полезными нагрузками, но QEMU предлагает небольшую возможность экспериментировать с кодом запуска низкого уровня. Во-первых, RAM просто работает с самого начала.

Начальное состояние после BIOS

Как и многие вещи в оборудовании, стандартизация слаба, и одна из вещей, на которые вы не должны полагаться, это начальное состояние регистров, когда ваш код начинает работать после BIOS.

Поэтому сделайте себе одолжение и используйте некоторый код инициализации, например, следующий: https://stackoverflow.com/a/32509555/895245

Регистры любят %dsи %esимеют важные побочные эффекты, поэтому вы должны обнулять их, даже если вы не используете их явно.

Обратите внимание, что некоторые эмуляторы лучше, чем реальное оборудование, и дают вам хорошее начальное состояние. Затем, когда вы работаете на реальном оборудовании, все ломается.

GNU GRUB Multiboot

Загрузочные сектора просты, но не очень удобны:

  • Вы можете иметь только одну ОС на диск
  • код загрузки должен быть очень маленьким и вмещаться в 512 байт. Это можно решить с помощью вызова BIOS int 0x13 .
  • Вы должны сделать много запуска самостоятельно, например перейти в защищенный режим

Именно по этим причинам GNU GRUB создал более удобный формат файлов, называемый multiboot.

Минимальный рабочий пример: https://github.com/cirosantilli/x86-bare-metal-examples/tree/d217b180be4220a0b4a453f31275d38e697a99e0/multiboot/hello-world

Я также использую его в репозитории GitHub examples, чтобы иметь возможность легко запускать все примеры на реальном оборудовании, не перегружая USB миллион раз. На QEMU это выглядит так:

Если вы подготовите свою ОС как мультизагрузочный файл, GRUB сможет найти его в обычной файловой системе.

Это то, что делает большинство дистрибутивов, помещая образы ОС под /boot.

Мультизагрузочные файлы - это в основном файл ELF со специальным заголовком. Они указаны GRUB по адресу: https://www.gnu.org/software/grub/manual/multiboot/multiboot.html.

Вы можете превратить мультизагрузочный файл в загрузочный диск с помощью grub-mkrescue.

Эль Торито

Формат, который можно записать на компакт-диски: https://en.wikipedia.org/wiki/El_Torito_%28CD-ROM_standard%29

Также возможно создать гибридное изображение, которое работает на ISO или USB. Это может быть сделано с grub-mkrescue( например ), а также выполняется ядром Linux на make isoimageиспользование isohybrid.

Ресурсы

  • http://wiki.osdev.org является отличным источником по этим вопросам.
  • https://github.com/scanlime/metalkit - это более автоматизированная / общая система компиляции с открытым исходным кодом, которая предоставляет крошечный настраиваемый API

Десять малоизвестных, но полезных функций Windows 10 / Программное обеспечение

Для тех, кто запамятовал, напомним, что с релизом операционной системы Windows 10 в 2015 году компания Microsoft пересмотрела политику выпуска пакетов обновлений для своей флагманской платформы и стала распространять их дважды в год — весной и осенью. Такая стахановская практика со временем привела к тому, что уследить за всеми новшествами и инновациями динамично развиваемой «десятки» стало довольно проблематично, особенно рядовым обывателям, порой упускающим из виду действительно любопытные возможности своего компьютера. В помощь таким пользователям — наша подборка малоизвестных, но полезных функций Windows 10.

⇡#

1. Sandbox: безопасный запуск приложений

Последнее обновление Windows 10 May 2019 Update (оно же 1903 или 19h2) привнесло в операционную систему новую функцию Sandbox («Песочница»), позволяющую без опаски запускать приложения сомнительного происхождения в изолированном окружении.

Sandbox доступна в версиях Windows 10 Pro/Enterprise и представляет собой виртуальную машину с облегчённой копией «десятки». Программы, функционирующие внутри неё, никоим образом не могут повлиять на работу основной операционной системы. Такая «песочница» может пригодиться для безопасного запуска недоверенных файлов или потенциально опасных приложений — они автоматически удаляются вместе с виртуальной машиной при закрытии изолированной среды.

Windows Sandbox использует гипервизор Hyper-V и технологии контейнеризации

По умолчанию функция Sandbox отключена в системе. Для её активации необходимо через панель управления открыть меню «Компоненты Windows», выставить галочку напротив пункта «Песочница Windows», дождаться установки необходимых системных файлов и перезагрузить ОС.

Для работы функции Windows Sandbox необходимо, чтобы процессор ПК поддерживал технологию аппаратной виртуализации

Для управления настройками защищённой среды (включение/отключение виртуализации графического процессора, поддержки сети, общих папок с хост-системой, запуска скриптов) можно использовать конфигурационные файлы с расширением .wsb. Об особенностях работы с ними можно узнать на этой странице технического сообщества Microsoft.

⇡#

2. Windows Subsystem for Linux: работа с пользовательским окружением Linux

Интересной особенностью последних версий Windows 10 является возможность запуска рабочих столов, бинарных исполняемых файлов и bash-скриптов Linux без использования виртуализированных сред. Реализовано это с помощью специальной прослойки Windows Subsystem for Linux (WSL) в ядре ОС, транслирующей системные вызовы Linux в вызовы Windows.

Чтобы воспользоваться пользовательским окружением Linux, необходимо в окне «Компоненты Windows» активировать соответствующий пункт меню, дождаться установки системных файлов и перезапустить ОС.

Подсистема WSL доступна только на 64-битных редакциях Windows 10

После перезагрузки компьютера потребуется через магазин приложений Microsoft Store развернуть подходящее Linux-окружение. В настоящий момент для установки доступны сборки Ubuntu, Kali Linux, Debian, SUSE Linux и многие другие востребованные в Open Source-среде дистрибутивы, которые предоставляют не только возможность запуска Linux-программ, но и доступ к множеству дополнительных функций, в том числе к огромному репозиторию уже готового и протестированного ПО. Всё это делает WSL отличным инструментом для IT-администраторов мультиплатформенных систем, программистов, веб-разработчиков и тех, кто работает над или с приложениями с открытым исходным кодом либо просто проявляет интерес к платформам на основе Linux.

В Microsoft Store можно выбрать Linux-дистрибутив на любой вкус и цвет

Midnight Commander, запущенный в Linux-окружении Windows 10. Да-да, это именно он

⇡#

3. Nearby Sharing: быстрый обмен данными между устройствами

Благодаря реализованной в Windows 10 функции Nearby Sharing можно легко и буквально в пару кликов мышью обмениваться «по воздуху» файлами и другими данными между физически близко расположенными устройствами с помощью Bluetooth или беспроводной сети Wi-Fi.

Функция Nearby Sharing активируется в настройках Windows 10 и существенно упрощает передачу файлов между устройствами

Схема работы с функцией Nearby Sharing несложная: выбираем требующие пересылки файлы, в контекстном меню щёлкаем по кнопке «Поделиться» и указываем целевое устройство, владелец которого получит уведомление о том, что находящийся поблизости компьютер пытается чем-то поделиться с ним. В случае положительного ответа данные появятся на ПК получателя.

Для использования функции обмена с устройствами поблизости на обоих ПК (отправителя и получателя) должен поддерживаться Bluetooth и должна быть установлена ОС Windows 10 версии 1803 или более поздней

Для включения/отключения функции Nearby Sharing можно также использовать панель уведомлений Windows 10

⇡#

4. Журналирование буфера обмена

Процесс эволюции Windows 10 привнес масштабные изменения в такой известный всем инструмент, как буфер обмена: теперь с его помощью можно не только сохранять все копируемые во временное хранилище фрагменты данных, но и синхронизировать их с другими компьютерами, в том числе с мобильными устройствами. Для работы с обновлённым буфером обмена предусмотрена комбинация клавиш «Win+V», позволяющая просматривать сохранённые в нём данные в виде небольших карточек в окне одноимённого приложения.

Журнал буфера обмена Windows 10 позволяет закреплять часто используемые элементы и удалять устаревшие данные

Настраивается буфер обмена в параметрах ОС (в окне «Система»). Здесь можно отключить журналирование временного хранилища, очистить его содержимое и активировать облачную синхронизацию между устройствами. Функция синхронизации привязана к учётной записи Microsoft, поэтому нужно использовать одни и те же учётные данные для входа на всех устройствах.

Облачный буфер обмена Windows 10 позволяет «расшарить» данные на несколько устройств. К примеру, можно скопировать текст на одном, а вставить — на другом

⇡#

5. Dynamic Lock: автоматическая блокировка ПК в отсутствие пользователя

Операционная система Windows 10 умеет автоматически блокировать компьютер при отсутствии пользователя на рабочем месте. Такую возможность обеспечивает функция под названием Dynamic Lock. Для определения местоположения владельца ПК она использует подключённый по протоколу Bluetooth гаджет, будь то смартфон, «умные» часы или фитнес-браслет. Как только пользователь с мобильным устройством покидает зону действия Bluetooth, ОС автоматически закрывает доступ к компьютеру для посторонних лиц. Всё гениальное просто! Конечно, отнести Dynamic Lock к категории надёжных средств безопасности нельзя, однако для забывчивых пользователей динамическая блокировка может стать неплохим подспорьем в обеспечении защиты своего ПК. Рекомендуем не отставлять эту функцию без внимания.

Функция «умной» блокировки пригодится забывчивым пользователям

⇡#

6. Быстрый доступ к системным утилитам и настройкам ОС

Мало кто из начинающих пользователей знает о том, что для удобства администрирования компьютера разработчики «десятки» продублировали часть элементов управления в отдельном меню, которое вызывается правым кликом мыши по клавише «Пуск» и выглядит вот таким вот образом:

Меню быстрого доступа к системным утилитам и настройкам Windows 10

В этом меню собран весь необходимый для конфигурирования ПК арсенал: системные приложения, диспетчер устройств, инструменты управления дисковыми разделами, сетевыми подключениями и электропитанием, консоль Windows, а также прочие полезные утилиты, которые могут пригодиться для выполнения различных административных задач — от настройки ОС до устранения возникающих в ней неполадок.

⇡#

7. Мобильный хот-спот: использование компьютера в качестве беспроводной точки доступа Wi-Fi

Возможности Windows 10 позволяют задействовать практически любой ноутбук под управлением «десятки» в качестве беспроводной точки доступа Wi-Fi и организовать таким образом коллективный доступ в Интернет для нескольких устройств.

Для решения данной задачи следует в настройках ОС включить функцию «Мобильный хот-спот» и разрешить совместное использование сетевого соединения другими устройствами. В целях экономии времени система автоматически задаёт подходящие имя беспроводной сети и пароль доступа, которые при желании можно изменить. Допускается одновременное подключение до 8 устройств. Также возможно использование для передачи трафика не только Wi-Fi, но и Bluetooth.

В Windows 10 добавлен полезный инструмент «Мобильный хот-спот», который позволяет раздавать Интернет с ПК через Wi-Fi или Bluetooth

⇡#

8. Мониторинг сетевого трафика

Ещё одна полезная функция Windows 10, про которую не все знают, — возможность контроля за расходуемым трафиком без использования сторонних инструментов. Для включения счётчика трафика нужно в настройках сетевых подключений щёлкнуть правой кнопкой мыши по вкладке «Использование данных» и выбрать «Закрепить на начальном экране».

Windows 10 позволяет контролировать использование данных

В результате в меню «Пуск» появится динамическая плитка с информацией о сетевых аппетитах операционной системы и установленного на компьютере ПО, что, в свою очередь, может помочь избежать финансовых затрат при использовании интернет-тарифов с лимитированным трафиком.

Клик мышью по плитке с расходом трафика позволяет быстро переключиться в сетевые настройки ОС

⇡#

9. Ransomware protection: защита от вирусов-шифровальщиков

Встроенные механизмы Windows 10 позволяют выстроить надёжный эшелон защиты от вредоносных программ-шифровальщиков, блокирующих доступ к данным и требующих выплаты определённой суммы для возвращения доступа к ценной информации. Речь идёт о функции Ransomware protection, которая обеспечивает защиту пользовательских фотографий, рабочих документов и прочих файлов от несанкционированных изменений. Если её активировать, то файловая подсистема «десятки» будет отслеживать обращения программ к выбранным директориям и пресекать попытки сторонних приложений внести в их содержимое какие-либо изменения. В настройках контролируемого доступа к папкам можно не только указать защищаемые директории, но и определить список доверенного софта.

Настройки контролируемого доступа к папкам

⇡#

10. Captures: запись видео с экрана

Ну а завершает наш обзор функция Captures, предоставляющая возможность записи видео с экрана (в былые времена для этого приходилось прибегать к сторонним программным решениям и даже платить за их использование деньги). Для её настройки следует войти в меню «Игры → Клипы». Здесь можно указать место для хранения видеофайлов, максимальную продолжительность создаваемых роликов, включить запись звука и курсора, задать частоту видеокадров, а также поиграться с прочими параметрами. После завершения настроек останется комбинацией клавиш «Win+G» открыть игровую панель Xbox Game Bar и запустить процесс записи экранного видео. Как видите, ничего сложного в этом нет.

Функция захвата видео с экрана Captures предназначена для записи игровых трансляций, но её с одинаковым успехом можно использовать и для обычных приложений

В качестве финального штриха отметим, что работоспособность перечисленных в заметке функций гарантирована только в последних сборках «десятки» (в нашем случае использовалась ОС Windows 10 May 2019 Update) и при условии, что аппаратная начинка ПК соответствует необходимым техническим требованиям. В случае возникновения каких-либо вопросов — пишите в комментариях к статье. Ну и конечно же, приветствуются дополнения к обзору. Поделитесь своими интересными находками в Windows 10 с читателями 3DNews!

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

"Операционная система. Назначение и основные функции ОС"

Класс____ дата_____

План-конспект открытого урока по теме "Операционная система. Назначение и основные функции ОС"

Тип урока: объяснение нового материала с выполнением практической работы;

Цели:

  • Образовательные: 
    познакомить учащихся с основными понятиями данной темы, рассказать о некоторых существующих ОС (Windows, Linux, Mac OS).

  • Воспитательные
    развивать у учащихся стремление к активной познавательной деятельности; развивать умение работать самостоятельно и формировать навыки исследовательской деятельности.

  • Развивающие:
    воспитывать информационную культуру учащихся.

Методы: словесный (рассказ), наглядный, диалогический, самостоятельная работа.

Основные понятия:

операционная система,
структура ОС: ядро, драйверы, интерфейс,
дисковые ОС,
графические ОС,
загрузка ОС.

Оборудование: компьютерный класс, интерактивная доска, проектор, презентация (Приложение 1), компьютерные тесты для повторения пройденного материала (Приложение 2) и закрепления материала урока (Приложение 3).

Методическое обеспечение урока: Информатика и ИКТ 10(профильный уровень) Н.Д. Угринович, лекции по теме “Операционные системы” А.К.Дудкин.

План урока:

  1. Орг. момент. (1 мин).

  2. Проверка и актуализация знаний (5 минут).

  3. Теоретическая часть (10 минут).

  4. Доклады учащихся (7 минут).

  5. Вопросы учащихся (2 минуты).

  6. Демонстрация других ОС (5 минут)

  7. Практическая часть (8 минут).

  8. Итог урока (2 минуты).

Ход урока

I. Организационный момент.

Приветствие класса, контроль отсутствующих, пояснение плана урока.

II. Актуализация знаний

На прошлом уроке мы выяснили, что же такое программное обеспечение. Сегодня, прежде чем продолжить изучение этой темы, мы с вами повторим материал прошлого урока. И мы это сделаем с помощью небольшого тестирования.

Прошу занять места за компьютерами, на рабочих столах находится файл “Тест по теме Программное обеспечение”.

Запустите этот файл и ответьте на предложенные вопросы. На выполнение этой работы вам отводится 3 минуты, а после мы продолжим.

III. Теоретический материал урока.

Сегодня мы с вами познакомимся с понятием операционной системы.

Под операционной системой обычно понимают комплекс управляющих и обрабатывающих программ, который, с одной стороны, выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем, а другое предназначение – для более эффективного пользования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений.

Прикладные Программы

Утилиты

Операционная система

Аппаратное обеспечение компьютера

Видно, что не один из компонентов программного обеспечения, за исключением самой операционной системы, не имеет непосредственного доступа к аппаратуре компьютера. Даже пользователь взаимодействует со своими программами через интерфейс. Любые их команды, прежде чем попасть в прикладные программы, проходят через операционные системы.

Операционная система – это программа, контролирующая работу пользовательской программы и систем приложений и исполняемая роль интерфейса между приложениями и аппаратным обеспечением компьютера.

Предназначения ОС можно разделить на три основные составляющие:

  • удобство: операционная система делает использование компьютера простым и удобным;

  • эффективность: операционная система позволяет эффективно использовать ресурсы компьютерной системы;

  • возможность развития: операционная система должна допускать разработку тестирования новых приложений и системных функций без нарушения нормального функционирования вычислительной системы.

Функции ОС:

– обеспечивает обмен данными с внешними устройствами

– поддерживает файловую систему (работа с файлами и папками):

FAT32 – начиная с Windows 95 OSR2 , раздел до 2 Тб
NTFS – Windows NT/2000/XP/2003, раздел до 2 Тб
● права доступа для пользователей
● квоты на объем каталога
CDFS – файловая система компакт-дисков

– обеспечивает запуск и выполнение остальных программ

тестирование компьютера, обработка ошибок

распределение ресурсов (процессор, память, внешние устройства)

Любая ОС имеет как минимум 3 компонента:

  1. Ядро,

  2. Драйверы,

  3. Интерфейс.

Ядро операционной системы (Kernel) – часть операционной системы:

  • постоянно находящаяся в оперативной памяти;

  • управляющая всей операционной системой;

  • содержащая: драйверы устройств, подпрограммы управления памятью, планировщик заданий;

  • реализующая системные вызовы и т.п.

Все операции, связанные с процессами, выполняются под управлением той части операционной системы, которая называется ядром. Ядро представляет собой лишь небольшую часть кода операционной системы в целом, однако оно относится к числу наиболее интенсивно используемых компонент системы. По этой причине ядро обычно резидентно размещается в основной памяти, в то время как другие части операционной системы перемещаются во внешнюю память и обратно по мере необходимости.

Драйвер – это компьютерная программа, с помощью которой другая программа (обычно операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. В общем случае, для использования любого устройства (как внешнего, так и внутреннего) необходим драйвер. Но обычно с операционными системами поставляются драйверы для ключевых компонентов аппаратного обеспечения, без которых система не сможет работать. Однако для некоторых устройств (таких, как графическая плата или принтер) могут потребоваться специальные драйверы, обычно предоставляемые производителем устройства.

По́льзовательский интерфейс (UI – англ. user interface) – разновидность интерфейсов, в котором одна сторона представлена человеком (пользователем), другая — машиной/устройством. Представляет собой совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, с множеством элементов, машинами и устройствами. Интерфейс двунаправленный – устройство, получив команды от пользователя и исполнив их, выдает информацию обратно, наличествующими у нее средствами (визуальными, звуковыми и тп.), приняв которую, пользователь выдает устройству последующие команды предоставленными в его распоряжение средствами (кнопки, переключатели, регуляторы, сенсоры, голосом, и т.д.).

Чаще всего термин применяется по отношению к компьютерным программам (приложениям). Но вообще под пользовательским интерфейсом подразумевается любая система взаимодействия с устройствами, способными к интерактивному взаимодействию с пользователем.

Для упрощения работы пользователя в состав современных ОС входят программные модули, создающие графический пользовательский интерфейс. В ОС с графическим интерфейсом команды можно вводить с помощью мыши, тогда как в ОС с командной строкой команды вводятся непосредственно с клавиатуры.

ОС содержит так же сервисные программы или утилиты – программы для обслуживания дисков (дефрагментация, проверка, сжатие и т.д.), программы для работы с файлами (архивация например), работа в компьютерных сетях и т.д.

Для удобства пользователя в операционной системе обычно имеется и справочная система. Она предназначена для оперативного получения необходимой информации о функционировании как операционной системы в целом, так и о работе ее отдельных модулей.

Немного истории….

Персональные компьютеры без ОС.

Первые ПК не имели ОС и были похожи на игровые приставки: при включении компьютера в сеть процессор обращался к ПЗУ, в котором была записана программа поддержки несложного языка программирования. Подключив к компьютеру магнитофон можно было загрузить постороннюю программу. Загруженная программа отключала ПЗУ и далее работа компьютера происходила под управлением загруженной программы (как в игровых приставках).

Первые дисковые ОС.

Серьезная необходимость в операционных системах возникла, когда к персональным компьютерам стали подключать дисководы. Дисковод отличается от магнитофона тем, что это устройство свободного доступа, а магнитофон – устройство последовательного доступа.

С магнитного диска можно загрузить любую программу. Поэтому команды загрузки стали очень сложными. Надо было указывать номер дорожки и номер сектора, в котором находится то, что надо загрузить.

Выход был найден. Была написана программа, которая переводит названия программ и файлов в номера дорожек и секторов. Человек мог загружать то, что ему нужно, пользуясь только названиями. Эта программа и стала дисковой операционной системой.

Неграфические операционные системы.

В дальнейшем операционные системы развивались параллельно с аппаратным обеспечением. Тогда дисковые операционные системы стали сложнее. В них ввели средства для разбиения дисков на каталоги и средства для обслуживания каталогов (перенос и копирование файлов между каталогами, сортировка файлов и прочее). Так на дисках появилась файловая структура, а операционная система взяла на себя ее создание и обслуживание.

Для компьютеров IВМ РС основной операционной системой с 1981 г. по 1995 г. была так называемая система МS-DOS. За эти годы она прошла развитие от версии МS-DOS 1.0 до МS-DOS 6.22.

Программы-оболочки.

Операционная система МS-DOS позволила успешно работать с персональными компьютерами на протяжении почти 15 лет. Тем не менее, эту работу нельзя назвать удобной. Во-первых, МS-DOS – неграфическая операционная система, которая использует интерфейс командной строки.

Так возникла необходимость в новом посреднике – тогда появились так называемые программы-оболочки. Оболочка – это программа, которая запускается под управлением операционной системы и помогает человеку работать с этой операционной системой. Одна из самых известных и распространенных во всем мире программ-оболочек называется Norton Comander. Ее разработал известнейший американский программист Питер Нортон, получивший всемирное признание за то, что упростил работу с компьютером для миллионов людей. Программа-оболочка наглядно показывает на экране всю файловую структуру компьютера: диски, каталоги и файлы. С такой программой не надо набирать сложные команды МS-DOS в командной строке.

Работы над графической операционной системой для IВМ РС в компании Microsoft начались еще в 1981 г., но впервые такая система вышла в свет только в 1995 г. под названием Microsoft Windows 95. До появления Microsoft Windows 95 компьютеры IВМ РС работали с неграфической системой МS-DOS, но для нее были сделаны несколько графических оболочек Windows 1.0, Windows 2.0, Windows 3.0, Windows 3.1, Windows 3.11.

Графические операционные системы

Выпущенная в сентябре 1995 г. система Windows 95 стала первой графической операционной системой для компьютеров IВМ РС.

Все следующие версии операционных систем Windows (98, NT, ME, 2000, XP) являются графическими.

На сегодняшний день на рынке программного обеспечения для IBM PC-совместимых компьютеров сосуществуют несколько семейств операционных систем, но операционные системы Windows являются наиболее распространенными среди пользователей.

IV. Выполнение практического задания.

А теперь давайте закрепим изученный материал. Переместитесь, пожалуйста, за компьютеры.

На рабочем столе файл “Тест Операционная система”. На выполнение работы отводится 8 минут. Приступайте.

V. Подведение итогов урока:

Сегодня мы с вами выяснили, что же представляет собой ОС. Каковы ее назначение и состав. Познакомились с различными ОС. На следующем уроке мы подробно рассмотрим процесс загрузки ОС.

Спасибо за урок. До свидания.

1



1

К оглавлению

   

Любая сложная система должна иметь понятную и рациональную структуру, т.е. разделяться на части – модули. Под модулем понимают функционально законченный элемент системы, выполненный в соответствии с принятыми межмодульными интерфейсами. Большинство современных операционных систем представляет собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы. Возможности операционной системы, ее технические и потребительские параметры во многом определяются архитектурой системы. Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

•   ядро – модули, выполняющие основные функции ОС;

•   модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

Модули ядра выполняют такие базовые функции ОС, как управление процессами, памятью, устройствами ввода-вывода и т.п. Без ядра ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.

Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми  функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или их большая часть  постоянно находятся в оперативной памяти, т.е. являются резидентными.

Остальные модули ОС выполняют весьма полезные, но менее обязательные функции. Например, к таким вспомогательным функциям могут быть отнесены программы архивирования данных, дефрагментации диска, текстового редактора. Вспомогательные модули оформляются либо в виде приложений, либо в виде библиотек процедур. Поскольку некоторые компоненты ОС оформлены как обычные приложения,  то есть в виде исполняемых модулей стандартного для данной ОС формата, то часто очень сложно провести четкую грань между операционной системой и приложениями. Некоторая программа может существовать определенное время как пользовательское приложение, а потом стать частью ОС, или наоборот.

  

Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:

•   утилиты – программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков;

•   системные обрабатывающие программы – текстовые или графические редакторы, компиляторы, отладчики;

•   программы предоставления пользователю дополнительных услуг  – специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор;

•   библиотека процедур  различного назначения, упрощающих разработку приложений, например, библиотека математических функций.

Модули ОС, оформленные в виде утилит, системных обрабатывающих программ, программ предоставления пользователю дополнительных услуг и библиотек, для выполнения своих функций обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов. Они обычно загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными .

Важным свойством архитектуры ОС, основанной на ядре, является возможность защиты программных кодов и данных операционной системы за счет выполнения ядра в привилегированном режиме. Привилегированный режим наделяет ядро ОС исключительными полномочиями: ни одно приложение не должно иметь возможности без ведома ОС получать дополнительную область памяти, занимать процессор дольше разрешенного операционной системой периода времени, непосредственно управлять совместно используемыми внешними устройствами.

Архитектура ОС, когда все основные функции операционной системы выполняются в привилегированном режиме, то есть код ядра имеет доступ к областям памяти всех приложений, но сам полностью от них защищен, называется классической  архитектурой построения ОС .

Суть микроядерной архитектуры состоит в следующем. В привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром. Микроядро защищено от остальных частей ОС и приложений. В состав микроядра обычно входят машинно-зависимые модули, а также модули, выполняющие базовые функции ядра по управлению процессами, обработке прерываний, управлению устройствами ввода-вывода и др.

Все остальные более высокоуровневые функции ядра, такие как менеджеры ресурсов – файловая система, система управления безопасностью и др., оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском режиме.

Работающие в пользовательском режиме менеджеры ресурсов имеют принципиальные отличия от традиционных утилит и обрабатывающих программ ОС: утилиты и обрабатывающие программы вызываются пользователями; менеджеры ресурсов обслуживают запросы других приложений.

Именно поэтому менеджеры ресурсов, вынесенные в пользовательский режим, называют серверами ОС , то есть модулями, основным назначением которых является обслуживание запросов локальных приложений и других модулей ОС.

Клиент, которым может быть либо прикладная программа, либо другой компонент ОС, запрашивает выполнение некоторой функции у соответствующего сервера, посылая ему сообщение.

Непосредственная передача сообщений между приложениями невозможна, так как их адресные пространства изолированы друг от друга. Микроядро, выполняющееся в привилегированном режиме, имеет доступ к адресному пространству каждого из этих приложений и поэтому может работать в качестве посредника. Микроядро   сначала   передает   сообщение,  содержащее имя  и  параметры  вызываемой процедуры нужному серверу, затем сервер выполняет запрошенную операцию, после чего ядро возвращает результаты клиенту с помощью другого сообщения. Таким образом, работа микроядерной системы соответствует известной модели клиент-сервер, в которой роль транспортных средств выполняет микроядро.

К оглавлению


Как использовать функцию загрузки с камеры

Загрузка с камеры — это функция, при помощи которой фотографии с вашего мобильного устройства автоматически загружаются в Dropbox.

Обратите внимание: функция загрузки с камеры недоступна для участников рабочих групп Dropbox Business, которые пользуются Управлением удаленным доступом на корпоративном уровне (EMM) для Android, а также для пользователей Dropbox с ОС Linux.

Для администраторов Dropbox Business: подробнее о том, как включить или выключить функцию загрузки с камеры для рабочей группы.

Включение или выключение функции загрузки с камеры в мобильном приложении Dropbox

Android:

  1. Откройте мобильное приложение Dropbox.
  2. Нажмите кнопку меню.
  3. Нажмите Настройки.
  4. В разделе Загрузка с камеры нажмите Вкл. загрузку с камеры.
  5. Нажмите Разрешить.

iOS:

  1. Откройте мобильное приложение Dropbox.
  2. Нажмите на значок пользователя.
  3. Нажмите Загрузка с камеры.
  4. Чтобы предоставить Dropbox доступ к вашим фотографиям и видео, нажмите OK.
  5. Выберите, для каких данных нужно создать резервные копии и следует ли использовать мобильный трафик.
  6. Нажмите Сохранять копии моих фото.

Включение или выключение функции загрузки с камеры в программе Dropbox для компьютера

При подключении камеры или мобильного устройства к компьютеру, на котором установлена программа Dropbox, вы увидите сообщение с вопросом, хотите ли вы включить загрузку с камеры для этого устройства. Если вы ответите утвердительно, фото и видео с этого устройства будут автоматически загружаться в Dropbox при каждом его подключении к этому компьютеру. 

Функцию загрузки с камеры можно также в любой момент включить или выключить. Для этого:

  1. Откройте параметры программы Dropbox для компьютера.
  2. В разделе Резервные копии установите флажок рядом с пунктом Включить загрузку с камеры для.
  3. Выберите Только фото или Фото и видео в раскрывающемся меню.

Обратите внимание: если вы пользуетесь macOS 10.15 (Catalina) или более поздней версией, вы увидите уведомление: «Dropbox хочет получить доступ к файлам на съемном томе». Чтобы функция загрузки с камеры заработала, нажмите OK. Эту настройку можно в любой момент изменить:

  1. Откройте Системные настройки.
  2. Нажмите Защита и безопасность.
  3. Откройте вкладку Конфиденциальность
  4. Нажмите Файлы и папки.
  5. Поставьте или уберите галочку в поле рядом с пунктом Съемные тома в разделе Dropbox.

Часто задаваемые вопросы о функции загрузки с камеры

Можно ли выбрать папку, в которую будут загружаться мои фотографии?

По умолчанию ваши фотографии будут загружаться в папку с названием «Загрузка с камеры» («Данные с камеры» или Camera Uploads) в вашем аккаунте Dropbox. Эту настройку изменить нельзя, но можно переместить свои фотографии в другую папку в вашем аккаунте Dropbox после того, как они будут загружены.

Почему загрузка с камеры использует весь заряд моей батареи?

При первой загрузке ваших фотографий функция загрузки с камеры может израсходовать значительную часть заряда аккумулятора. После того как фотографии загрузятся, расход заряда должен вернуться к норме. По умолчанию программа Dropbox прекращает автоматическую загрузку при низком уровне заряда аккумулятора, чтобы ваше устройство не разрядилось.

Почему загрузка с камеры израсходовала весь мой мобильный трафик?

По умолчанию функция загрузки с камеры использует передачу данных по сотовой сети в случаях, когда недоступна сеть Wi-Fi. Можно изменить эту настройку, следуя приведенным ниже инструкциям для вашего устройства.

Android:

  1. Откройте мобильное приложение Dropbox.
  2. Нажмите кнопку меню.
  3. Нажмите Настройки.
  4. В меню функции Загрузки с камеры переведите переключатель «Использовать мобильный трафик для резервного копирования» в положение Выкл.

iOS:

  1. Откройте мобильное приложение Dropbox.
  2. Нажмите на значок пользователя.
  3. Нажмите Загрузка с камеры.
  4. Переведите переключатель «Использовать мобильный трафик для резервного копирования» в положение Выкл.

Что мне делать, если загрузка с камеры не работает?

Если функция загрузки с камеры не работает, выполните наши инструкции по устранению проблем.

Почему у меня не отображается опция для включения загрузки с камеры?

Если вы являетесь участником рабочей группы Dropbox Business и не видите опцию для загрузки с камеры, то, возможно, ваш администратор отключил эту функцию для вашей рабочей группы.

Можно ли использовать функцию загрузки с камеры в личном и рабочем аккаунте?

Если вы связали два аккаунта Dropbox, функция загрузки с камеры может в каждый конкретный момент работать только в одном аккаунте.

Почему я вижу в своей папке «Данные с камеры» (Camera Uploads) чьи-то чужие фотографии?

При подключении камеры или мобильного устройства к компьютеру, на котором установлена программа Dropbox, вы увидите сообщение с вопросом, хотите ли вы включить загрузку с камеры для этого устройства. Это означает, что если кто-то использовал ваш компьютер для зарядки своего телефона, этот человек мог случайно нажать OK в данном всплывающем окне, не осознавая последствий.

Чтобы узнать, кто загружал фотографии в ваш аккаунт:

  1. Войдите в свой аккаунт на сайте dropbox.com.
  2. Наведите курсор на незнакомое фото и нажмите «» (многоточие).
  3. Нажмите Журнал версий.
  4. Найдите имя рядом с Добавлено.

Если имя вам незнакомо, можно выполнить удаленный выход из аккаунта на любых устройствах, на которых в данный момент выполнен вход.

Компьютерные операционные системы | HowStuffWorks

Когда вы включаете компьютер, первая запускаемая программа обычно представляет собой набор инструкций, хранящихся в постоянной памяти (ПЗУ) компьютера. Этот код проверяет оборудование системы, чтобы убедиться, что все работает правильно. Самотестирование при включении питания (POST) проверяет ЦП, память и базовую систему ввода-вывода (BIOS) на наличие ошибок и сохраняет результат в специальной области памяти. После успешного завершения POST программное обеспечение, загруженное в ПЗУ (иногда называемое BIOS или прошивкой ), начнет активировать дисковые накопители компьютера.На большинстве современных компьютеров, когда компьютер активирует жесткий диск, он находит первую часть операционной системы: загрузчик .

Загрузчик начальной загрузки - это небольшая программа, которая выполняет единственную функцию: загружает операционную систему в память и позволяет ей начать работу. В самой простой форме загрузчик начальной загрузки устанавливает небольшие программы драйверов, которые взаимодействуют с различными аппаратными подсистемами компьютера и управляют ими. Он устанавливает разделы памяти, которые содержат операционную систему, информацию о пользователях и приложениях.Он устанавливает структуры данных, которые будут содержать множество сигналов, флагов и семафоров, которые используются для связи внутри и между подсистемами и приложениями компьютера. Затем он передает управление компьютером операционной системе.

Задачи операционной системы в самом общем смысле делятся на шесть категорий:

  • Управление процессором
  • Управление памятью
  • Управление устройством
  • Управление хранилищем
  • Интерфейс приложения
  • Пользовательский интерфейс

Хотя есть некоторые кто утверждает, что операционная система должна выполнять больше, чем эти шесть задач, а некоторые поставщики операционных систем действительно встраивают в свои операционные системы гораздо больше служебных программ и вспомогательных функций, эти шесть задач определяют ядро ​​почти всех операционных систем.Затем давайте посмотрим на инструменты, которые операционная система использует для выполнения каждой из этих функций.

Разница между загрузкой и связыванием

Связывание и Загрузка - это служебные программы, которые играют важную роль в выполнении программы. Связывание принимает объектные коды, сгенерированные ассемблером, и объединяет их для создания исполняемого модуля. С другой стороны, загрузка загружает этот исполняемый модуль в основную память для выполнения.

Загрузка:
Перенос программы из вторичной памяти в основную память называется загрузкой.

Связывание:
Установление связи между всеми модулями или всеми функциями программы для продолжения выполнения программы называется связыванием.


Различия между связыванием и загрузкой:

  1. Ключевое различие между связыванием и загрузкой состоит в том, что при связывании создается исполняемый файл программы, тогда как при загрузке загружается исполняемый файл, полученный в результате связывания. в основную память для исполнения.
  2. При связывании используется объектный модуль программы, созданной ассемблером. Однако загрузка принимает исполняемый модуль, сгенерированный связыванием.
  3. Связывание объединяет все объектные модули программы для создания исполняемых модулей, а также связывает библиотечную функцию в объектном модуле со встроенными библиотеками языка программирования высокого уровня. С другой стороны, загрузка выделяет место исполняемому модулю в основной памяти.

Загрузка и связывание далее подразделяются на 2 типа:

Статический Динамический
Загрузка всей программы в основную память перед запуском выполнения программы называется статической загрузкой. . Загрузка программы в основную память по запросу называется динамической загрузкой.
Неэффективное использование памяти, потому что, требуется это или нет, вся программа переносится в основную память. Эффективное использование памяти.
Программа будет выполняться быстрее. Программа будет выполняться медленнее.
Статически связанная программа требует постоянного времени загрузки каждый раз, когда она загружается в память для выполнения. Динамическое связывание выполняется операционной системой во время выполнения.
Если используется статическая нагрузка, то соответственно применяется статическое связывание. Если используется динамическая загрузка, то соответственно применяется динамическое связывание.
Статическая компоновка выполняется программами, называемыми компоновщиками, на последнем этапе компиляции программы. Линкеры также называются редакторами ссылок. При динамической компоновке это не так, и отдельные общие модули можно обновлять и перекомпилировать.Это одно из самых больших преимуществ, которые предлагает динамическое связывание.
При статической компоновке, если какая-либо из внешних программ была изменена, их необходимо перекомпилировать и повторно связать заново, иначе изменения не отразятся в существующем исполняемом файле. При динамической компоновке время загрузки может быть уменьшено, если код разделяемой библиотеки уже присутствует в памяти.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Ознакомьтесь со всеми важными концепциями теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по доступной для студентов цене и подготовьтесь к работе в отрасли.

Что такое операционная система и как она загружается





Компьютерная система имеет много ресурсов, таких как процессор (ЦП), основная память, устройства ввода-вывода и файлы. Операционная система действует как менеджер этих ресурсов, выделяет их конкретным программам и использует их по мере необходимости для решения задач. Операционная система может быть определена как системное программное обеспечение, которое действует как посредник между пользователем и оборудованием, интерфейс, который изолирует пользователя от деталей реализации оборудования.Он состоит из набора специализированных программных модулей, которые делают вычислительные ресурсы (аппаратное и программное обеспечение) доступными для пользователей. Таким образом, компьютерную систему легче использовать с установленной операционной системой, чем без нее. Некоторые из операционных систем, используемых в настоящее время, - это Mac, MS Windows, Linux, Solaris и т. Д. Общие функции операционной системы включают -

Управление процессом (или)

Абстракция процесса - это фундаментальный механизм, реализованный операционной системой для управления выполнением программ.Процесс - это, по сути, выполняемая программа. Операционная система решает, какой процесс запускать, как долго и, возможно, с каким приоритетом или уровнем важности.

Управление памятью

Операционная система отвечает за отслеживание того, какие части памяти в настоящее время используются и кем. Он организует и адресует память; обрабатывает запросы на выделение памяти, освобождает память, которая больше не используется, и переупорядочивает память, чтобы максимизировать полезный объем. Часто в памяти могут находиться несколько программ одновременно.Операционная система выбирает процессы, которые должны быть помещены в память, где они должны быть размещены, и сколько памяти должно быть предоставлено каждому.

Управление устройствами

Операционная система распределяет различные устройства по процессам и инициирует операцию ввода-вывода. Он также контролирует и планирует доступ к устройствам ввода / вывода среди процессов.

Управление файлами

Файл - это просто последовательность байтов. Файлы - это области хранения программ, исходных кодов, данных, документов и т. Д.Операционная система отслеживает каждый файл в системе, включая файлы данных, программные файлы, компиляторы и приложения. Файловая система - это модуль операционной системы, который позволяет пользователям и программам создавать, удалять, изменять, открывать, закрывать и применять другие операции к различным типам файлов. Он также позволяет пользователям давать имена файлам, иерархически организовывать файлы в каталоги, защищать файлы и получать доступ к этим файлам с помощью различных файловых операций. Помимо этих функций, операционная система должна предоставлять средства для управления доступом к программам, процессам, сегментам памяти и другим ресурсам.Ядро - это та часть операционной системы, которая напрямую взаимодействует с оборудованием. Ядро представляет собой лишь небольшую часть кода всей ОС, но оно интенсивно используется и поэтому остается в первичном хранилище, в то время как другие части могут передаваться во вторичное хранилище и из него по мере необходимости.

Когда компьютер загружается, он выполняет некоторые функции инициализации, такие как проверка памяти. Затем он загружает ядро ​​и передает ему управление. Затем ядро ​​запускает все процессы, необходимые для связи с пользователем и остальной средой.Пользовательский интерфейс - это часть операционной системы, с которой пользователи взаимодействуют напрямую. Операционные системы, такие как MS-DOS и ранние версии UNIX, принимали только вводимые текстовые команды. Сейчас большинство операционных систем предоставляют пользователям графический интерфейс для взаимодействия с системой. Операционные системы, такие как Microsoft Windows, Solaris и Linux, позволяют пользователю взаимодействовать с операционной системой через значки, меню, движения клавиатуры и мыши. Пользовательский интерфейс и способ взаимодействия сильно различаются от одной операционной системы к другой.

Как работает загрузка операционной системы

В некоторых цифровых устройствах, таких как контроллеры малой бытовой техники, портативные устройства и игровые консоли, операционная система относительно проста и мала и хранится в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Операционная система также присутствует в ПЗУ для таких систем, как промышленные контроллеры и бензозаправочное оборудование. В такой системе он получает немедленный контроль над процессором в момент его включения. В персональном компьютере операционная система обычно хранится на жестком диске.Поскольку размер операционной системы достаточно велик, ее нельзя полностью поместить в оперативную память. Ядро, основная часть операционной системы, загружается в оперативную память при запуске и всегда присутствует в памяти.

Другие части операционной системы загружаются в оперативную память по мере необходимости. Следует отметить, что на новом компьютере нет резидентной операционной системы. Операционная система обычно продается на CD или DVD, и ее необходимо постоянно переносить с CD или DVD на жесткий диск путем расширения сжатых файлов и инициализации всей системы для использования.

Загрузка - это общий термин, обозначающий процесс, которым компьютер или другое цифровое устройство следует с момента его включения до тех пор, пока операционная система не будет окончательно загружена и готова к использованию. Базовая система ввода-вывода (BIOS) - это небольшой набор инструкций, хранящихся в PROM, который выполняется при включении компьютера. Когда компьютер включен, схема ПЗУ получает питание и начинает процесс загрузки. Сначала адрес автоматически загружается в регистр программного счетчика (ПК).Это делается аппаратной схемой. Указанный адрес - это расположение первой исполняемой инструкции BIOS. Код в BIOS запускает серию тестов, называемых POST (Power On Self Test), чтобы убедиться, что системные устройства, такие как основная память, монитор, клавиатура, устройства ввода / вывода, подключены и работают.

Во время POST BIOS сравнивает данные конфигурации системы, полученные в результате POST, с системной информацией, хранящейся на микросхеме памяти комплементарного металло-оксидного полупроводника (CMOS), расположенной на материнской плате.BIOS также устанавливает различные параметры, такие как организация дисковода, используя информацию, хранящуюся в микросхеме CMOS. Эта микросхема CMOS обновляется при добавлении новых компонентов системы и содержит самую последнюю информацию о компонентах системы. Затем BIOS загружает только один блок данных, который называется Master Boot Record , из определенного и фиксированного места (самый первый сектор в цилиндре 0, головка 0 и сектор 1) загрузочного устройства и помещается в конкретное и фиксированное место в основной памяти.Основная загрузочная запись имеет размер 512 байт и содержит инструкции машинного кода, называемые загрузчиком начальной загрузки . Затем программа загрузчика запускает процесс загрузки ОС и передает управление самой ОС, которая завершает процесс.

Примечание:

  • Холодная загрузка описывает процесс запуска компьютера и загрузки его операционной системы путем включения питания. Если компьютер работает, можно выполнить «холодную» перезагрузку, сначала выключив его, а затем снова включив.
  • Горячая загрузка описывает процесс перезапуска компьютера и повторной загрузки его операционной системы без выключения после того, как он уже был запущен.


Часто задаваемые вопросы

+

Десятичная система счисления [Base-10] Ответ: Большинство людей сегодня используют десятичное представление для подсчета. Этот система счисления использует ДЕСЯТЬ различных символов для обозначения ценности. В десятичной системе 10 знаков. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 где 0 имеет наименьшее значение, а 9 - наибольшее значение.Для числа, представленного в десятичной системе, цифра на крайний левый имеет наибольшее значение, тогда как цифра на крайний правый имеет наименьшее значение. подробнее ..

+

Система счисления, основание и символыAns: Таблица 2.1 Системы счисления, основания и символы Система счисления База Цифровые символы Двоичный 2 0, 1 Тройной 3 0, 1, 2 Четвертичный 4 0, 1, 2, 3 Пятеричный 5 0, 1, 2, 3, 4 Восьмеричный 8 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Десятичный 10 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Двенадцатеричный 12 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B Шестнадцатеричный 16 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Vigesimal 20 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F, G, H, I, J посмотреть больше..



PadaKuu

482 просмотра


Линкеры и динамическое связывание

Конспект лекции для CS 140
Зима 2013
Джон Остерхаут

  • Чтения по этой теме из Операционные системы: принципы и практика : никто.
  • Когда процесс запущен, как выглядит его память? Собрание регионов называется разделами .Базовая схема памяти для Linux и других систем Unix:
    • Код (или «текст» в терминологии Unix): начинается с адреса 0
    • Данные: начинается сразу над кодом, растет вверх
    • Стек: начинается с наивысшего адреса, растет вниз
  • Компоненты системы, участвующие в управлении процессом объем памяти:
    • Компилятор и ассемблер:
      • Создать один объектный файл для каждого файла исходного кода содержащий информацию для этого исходного файла.
      • Информация является неполной, так как каждый исходный файл обычно ссылается на некоторые вещи, определенные в других исходных файлах.
    • Линкер:
      • Объединяет все объектные файлы одной программы в единый объектный файл.
      • Вывод линкера является полным и самодостаточным.
    • Операционная система:
      • Загружает объектные файлы в память.
      • Позволяет нескольким различным процессам совместно использовать память в однажды.
      • Предоставляет процессам возможность получить больше памяти после они начали бежать.
    • Библиотека времени выполнения:
      • Работает вместе с ОС для обеспечения подпрограмм динамического распределения, такие как malloc и free в C.
  • Линкеры (или редакторы связей, ld в Unix, ССЫЛКА на Windows): объединить много отдельных частей программы, реорганизуйте хранилище распределение. Обычно вызывается компиляторами незаметно.
  • Три функции компоновщика:
    • Соберите все части программы.
    • Определите новую организацию памяти, чтобы все части подходят друг к другу (объединить одинаковые части).
    • Подправить адреса, чтобы программа могла работать под новую организацию памяти.
  • Результат: исполняемая программа, сохраненная в новом объектном файле вызвал исполняемый файл .
  • Проблемы, которые должен решить компоновщик:
    • Ассемблер не знает адреса внешних объектов при сборке файлы отдельно.Например. где подпрограмма printf?
      • Ассемблер просто помещает ноль в объектный файл для каждого неизвестного адреса
    • Ассемблер не знает, где собираются вещи войти в память
      • Предположим, что все начинается с нулевого адреса, позвольте компоновщику переупорядочить.
  • Каждый объектный файл состоит из:
    • Разделы , каждый из которых содержит информацию определенного типа.
      • Типовые разделы: код («текст») и данные.
      • Для каждого раздела объектный файл содержит размер и текущее местоположение раздела, плюс исходное содержание, если таковое имеется
    • Таблица символов : имя и текущее расположение переменной или процедуры на которые можно ссылаться в других объектных файлах.
    • Записи о перемещении : информация об указанных адресах в этом объектном файле, который компоновщик должен настроить, как только узнает окончательное выделение памяти.
    • Дополнительная информация для отладки (напр.грамм. карта из номеров строк в исходном файле в расположение в разделе кода).
  • Компоновщик выполняется в два прохода:
    • Этап 1: считывание размеров разделов, вычисление окончательной структуры памяти. Также считайте все символы, создайте в памяти полную таблицу символов.
    • Шаг 2: прочитать в разделе и информацию о перемещении, обновить адреса, выпишите новый файл.

Динамическое связывание

  • Изначально все программы были связаны статически , как описано выше:
    • Все внешние ссылки полностью разрешены
    • Каждая программа завершена
  • С конца 1980-х годов большинство систем поддерживают разделяемых библиотек и динамическое связывание :
    • Для пакетов общих библиотек храните в памяти только одну копию, разделяется всеми процессами.
    • Не знаю, куда загружается библиотека до времени выполнения; должен решить ссылается динамически при запуске программы.
  • Один из способов реализации динамического связывания: таблица переходов .
    • Если какие-либо из связываемых файлов являются разделяемыми библиотеками, компоновщик фактически не включает код разделяемой библиотеки в окончательный программа. Вместо этого он включает две вещи, реализующие динамические связывание:
      • Таблица переходов: массив, в котором каждая запись представляет собой отдельную машину инструкция, содержащая безусловный переход (переход).
        • Для каждой функции в разделяемой библиотеке, используемой программой, существует - это одна запись в таблице переходов, которая переместится в начало эта функция.
      • Динамический загрузчик: пакет библиотеки, вызываемый при запуске для заполнения таблица прыжков.
    • Для записей о перемещении, относящихся к функциям в общей библиотеке, компоновщик подставляет адрес записи в таблице переходов: when функция вызывается, вызывающий "вызывает" запись таблицы переходов, который перенаправляет вызов реальной функции.
    • Первоначально все записи таблицы переходов сбрасываются до нуля (не разрешено).
    • При запуске программы вызывается библиотека динамической загрузки:
      • Он вызывает функции mmap ОС для загрузки каждой разделяемой библиотеки в объем памяти.
      • Заполняет таблицу переходов с правильным адресом для каждого функция в общей библиотеке.

Управление процессором - Операционные системы - GCSE Computer Science Revision

ОС используется для запуска программ путем щелчка по значку, выбора программы из меню или ввода инструкции в командной строке.

Когда ОС запускает часть программного обеспечения, она должна найти программные файлы на накопителе, загрузить их в основную память и дать команду ЦП начать выполнение программы с самого начала.

В каждом случае ОС выполняет одну и ту же последовательность шагов:

  1. программный код находится на накопителе
  2. секция ОЗУ зарезервирована для программы, а пространство выделяется для данных программы
  3. программа код копируется из хранилища в зарезервированное пространство в памяти
  4. счетчик программ ЦП устанавливается в ячейку памяти первой инструкции в программе, и начинается выполнение

Многозадачность

ОС позволяет запускать несколько программ однажды.Несколько программ могут храниться в ОЗУ одновременно, однако только одна программа одновременно обрабатывается ЦП. Программы могут находиться в одном из трех состояний:

Одновременно может быть запущен только один процесс. Процессоры очень быстрые, поэтому, если программа обрабатывается даже в течение короткого времени, она может сделать довольно много. ОС выбирает лучший способ переключения между запущенными, работающими и ожидающими процессами. Он контролирует, какой процесс выполняется ЦП в любой момент времени, и разделяет доступ к ЦП между процессами.Работа по определению того, когда менять местами процессы, известна как планирование .

Обмен происходит так быстро, что кажется, что все процессы выполняются одновременно. Когда процессов слишком много или некоторые из них заставляют ЦП работать особенно тяжело, может показаться, что некоторые или все из них остановились.

Управление памятью в ОС: непрерывное, подкачка, фрагментация

Что такое управление памятью?

Управление памятью - это процесс управления и координации памяти компьютера, назначение частей, известных как блоки, различным запущенным программам для оптимизации общей производительности системы.

Это самая важная функция операционной системы, которая управляет первичной памятью. Это помогает процессам перемещаться вперед и назад между основной памятью и исполняемым диском. Это помогает ОС отслеживать каждую ячейку памяти, независимо от того, выделена ли она какому-либо процессу или остается свободной.

В этом руководстве по операционной системе вы узнаете:

Зачем использовать управление памятью?

Вот причины для использования управления памятью:

  • Это позволяет вам проверить, сколько памяти необходимо выделить для процессов, которые решают, какой процессор должен получать память в какое время.
  • Отслеживает, когда инвентарь освобождается или не распределяется. По нему будет обновлять статус.
  • Распределяет пространство для подпрограмм приложения.
  • Также убедитесь, что эти приложения не мешают друг другу.
  • Помогает защитить разные процессы друг от друга.
  • Помещает программы в память, чтобы память использовалась в полной мере.

Методы управления памятью

Вот некоторые наиболее важные методы управления памятью:

Однократное непрерывное выделение

Это самый простой метод управления памятью.В этом методе все типы памяти компьютера, за исключением небольшой части, зарезервированной для ОС, доступны для одного приложения. Например, операционная система MS-DOS распределяет память таким образом. Встроенная система также работает в одном приложении.

Распределение по разделам

Он разделяет первичную память на различные разделы памяти, которые в основном представляют собой непрерывные области памяти. В каждом разделе хранится вся информация для конкретной задачи или задания. Этот метод состоит из выделения раздела для задания при его запуске и освобождения раздела при его завершении.

Управление выгружаемой памятью

Этот метод разделяет основную память компьютера на блоки фиксированного размера, известные как страничные фреймы. Этот блок управления аппаратной памятью отображает страницы во фреймы, которые должны распределяться по страницам.

Управление сегментированной памятью

Сегментированная память - единственный метод управления памятью, который не предоставляет программе пользователя линейное и непрерывное адресное пространство.

Сегментам требуется аппаратная поддержка в виде таблицы сегментов.Он содержит физический адрес раздела в памяти, размер и другие данные, такие как биты защиты доступа и состояние.

Что такое свопинг?

Своппинг - это метод, при котором процесс должен быть временно перенесен из основной памяти в резервное хранилище. Позже он будет возвращен в память для продолжения выполнения.

Резервное хранилище - это жесткий диск или другое вторичное запоминающее устройство, которое должно быть достаточно большим, чтобы вместить копии всех образов памяти для всех пользователей.Он также может предлагать прямой доступ к этим изображениям в памяти.

Преимущества обмена

Вот основные преимущества / преимущества обмена:

  • Он предлагает более высокую степень мультипрограммирования.
  • Позволяет динамическое перемещение. Например, если используется привязка адреса во время выполнения, то процессы можно поменять местами в разных местах. В противном случае в случае привязки времени компиляции и загрузки процессы должны быть перемещены в то же место.
  • Это помогает лучше использовать память.
  • Минимальные потери процессорного времени при завершении, поэтому его можно легко применить к методу планирования на основе приоритетов для повышения его производительности.

Что такое распределение памяти?

Выделение памяти - это процесс, с помощью которого компьютерным программам выделяется память или пространство.

Здесь основная память разделена на два типа разделов

  1. Мало памяти - Операционная система находится в этом типе памяти.
  2. Верхняя память - Пользовательские процессы хранятся в верхней памяти.

Распределение разделов

Память разделена на разные блоки или разделы. Каждый процесс распределяется в соответствии с требованиями. Выделение разделов - идеальный способ избежать внутренней фрагментации.

Ниже приведены различные схемы распределения разделов:

  • First Fit : В этом типе соответствия выделяется раздел, который является первым достаточным блоком от начала основной памяти.
  • Наилучшее соответствие: Распределяет процесс на раздел, который является первым наименьшим разделом среди свободных разделов.
  • Наихудшее соответствие: Он выделяет процесс в раздел , который является самым большим достаточным свободно доступным разделом в основной памяти.
  • Next Fit: Он в основном похож на первый Fit, но этот Fit ищет первый достаточный раздел из последней точки распределения.

Что такое пейджинг?

Пейджинг - это механизм хранения, который позволяет ОС извлекать процессы из вторичного хранилища в основную память в виде страниц.В методе разбиения на страницы основная память делится на небольшие блоки физической памяти фиксированного размера, которые называются кадрами. Размер кадра должен быть таким же, как и у страницы, чтобы максимально использовать основную память и избежать внешней фрагментации. Пейджинг используется для более быстрого доступа к данным, и это логическая концепция.

Что такое фрагментация?

Процессы сохраняются и удаляются из памяти, что создает свободное пространство памяти, которое слишком мало для использования другими процессами.

Иногда, когда процессы не могут выделять блоки памяти из-за их небольшого размера и блоки памяти всегда остаются неиспользованными, это называется фрагментацией. Этот тип проблемы возникает во время системы распределения динамической памяти, когда свободные блоки довольно малы, поэтому она не может выполнить ни один запрос.

Два типа методов фрагментации:

  1. Внешняя фрагментация
  2. Внутренняя фрагментация
  • Внешнюю фрагментацию можно уменьшить, переупорядочив содержимое памяти для размещения всей свободной памяти в одном блоке.
  • Внутреннюю фрагментацию можно уменьшить, назначив наименьший раздел, который по-прежнему достаточно хорош для выполнения всего процесса.

Что такое сегментация?

Метод сегментации работает почти так же, как разбиение на страницы. Единственное различие между ними состоит в том, что сегменты имеют переменную длину, тогда как в методе разбиения на страницы страницы всегда имеют фиксированный размер.

Программный сегмент включает основную функцию программы, структуры данных, служебные функции и т. Д.ОС поддерживает таблицу карты сегментов для всех процессов. Он также включает список свободных блоков памяти с указанием их размера, номеров сегментов и мест в основной или виртуальной памяти.

Что такое динамическая загрузка?

Динамическая загрузка - это процедура программы, которая не загружается, пока программа ее не вызовет. Все процедуры должны храниться на диске в перемещаемом формате загрузки. Основная программа будет загружена в память и будет выполнена. Динамическая загрузка также обеспечивает лучшее использование памяти.

Что такое динамическое связывание?

Связывание - это метод, который помогает ОС собирать и объединять различные модули кода и данных в один исполняемый файл. Файл можно загрузить в память и запустить. ОС может связывать библиотеки системного уровня в программу, которая объединяет библиотеки во время загрузки. В методе динамического связывания библиотеки связываются во время выполнения, поэтому размер программного кода может оставаться небольшим.

Разница между статической и динамической загрузкой

Статическая загрузка Динамическая загрузка
Статическая загрузка используется, когда вы хотите загрузить свою программу статически.Затем во время компиляции вся программа будет связана и скомпилирована без необходимости использования какого-либо внешнего модуля или зависимости программы. В динамически загружаемой программе ссылки будут предоставлены, и загрузка будет выполняться во время выполнения.
Во время загрузки вся программа загружается в память и начинает свое выполнение. Подпрограммы библиотеки загружаются в память только тогда, когда они требуются в программе.

Разница между статическим и динамическим связыванием

Вот основное различие между статическим и динамическим связыванием.Динамическое связывание:

Статическое связывание Динамическое связывание
Статическое связывание используется для объединения всех других модулей, которые требуются программе, в один исполняемый код. Это помогает ОС предотвратить любую зависимость во время выполнения. При использовании динамической компоновки нет необходимости связывать фактический модуль или библиотеку с программой. Вместо этого используйте ссылку на динамический модуль, предоставленный во время компиляции и компоновки.

Описание:

  • Управление памятью - это процесс управления и координации памяти компьютера, назначение частей, называемых блоками, различным запущенным программам для оптимизации общей производительности системы.
  • Это позволяет вам проверить, сколько памяти необходимо выделить для процессов, которые решают, какой процессор должен получать память и в какое время.
  • При одинарном непрерывном распределении все типы памяти компьютера, за исключением небольшой части, зарезервированной для ОС, доступны для одного приложения
  • Метод многораздельного распределения разделяет первичную память на различные разделы памяти, которые в основном являются непрерывными областями памяти
  • Страничная Метод управления памятью делит основную память компьютера на блоки фиксированного размера, известные как страничные кадры.
  • Сегментированная память - единственный метод управления памятью, который не предоставляет программе пользователя линейное и непрерывное адресное пространство.
  • Свопинг - это метод, при котором процесс должен быть временно перенесен из основной памяти в резервное хранилище. Позже он будет возвращен в память для продолжения выполнения.
  • Выделение памяти - это процесс, с помощью которого компьютерным программам назначается память или пространство.
  • Пейджинг - это механизм хранения, который позволяет ОС извлекать процессы из вторичного хранилища в основную память в виде страниц.
  • Фрагментация - это состояние диска, при котором файлы разделены на части, разбросанные по диску.
  • Метод сегментации работает почти так же, как разбиение на страницы. Единственное различие между ними состоит в том, что сегменты имеют переменную длину, тогда как в методе разбиения на страницы страницы всегда имеют фиксированный размер.
  • Динамическая загрузка - это процедура программы, которая не загружается, пока программа ее не вызовет.
  • Связывание - это метод, который помогает ОС собирать и объединять различные модули кода и данных в один исполняемый файл.

Что такое балансировка нагрузки? Как работают балансировщики нагрузки

Балансировка нагрузки означает эффективное распределение входящего сетевого трафика между группой внутренних серверов, также известной как ферма серверов или пул серверов .

Современные веб-сайты с высокой посещаемостью должны обслуживать сотни тысяч, если не миллионы, одновременных запросов от пользователей или клиентов и возвращать правильный текст, изображения, видео или данные приложений, причем быстро и надежно. Для рентабельного масштабирования в соответствии с этими большими объемами передовая практика современных вычислений обычно требует добавления дополнительных серверов.

Балансировщик нагрузки действует как «трафик-полицейский», сидящий перед вашими серверами и маршрутизирующий клиентские запросы на все серверы, способные выполнять эти запросы, таким образом, чтобы максимизировать скорость и использование емкости и гарантировать, что ни один сервер не будет перегружен, что может ухудшить представление.Если один сервер выходит из строя, балансировщик нагрузки перенаправляет трафик на оставшиеся онлайн-серверы. Когда в группу серверов добавляется новый сервер, балансировщик нагрузки автоматически начинает отправлять ему запросы.

Таким образом, балансировщик нагрузки выполняет следующие функции:

  • Эффективно распределяет клиентские запросы или сетевую нагрузку между несколькими серверами
  • Обеспечивает высокую доступность и надежность, отправляя запросы только на серверы, которые находятся в сети
  • Обеспечивает гибкость при добавлении или удалении серверов по мере необходимости.
  • Диаграмма балансировки нагрузки

Алгоритмы балансировки нагрузки

Различные алгоритмы балансировки нагрузки дают разные преимущества; выбор метода балансировки нагрузки зависит от ваших потребностей:

  • Round Robin - запросы распределяются по группе серверов последовательно.
  • Наименьшее количество подключений - новый запрос отправляется на сервер с минимальным количеством текущих подключений к клиентам. Относительная вычислительная мощность каждого сервера учитывается при определении того, у какого из них меньше всего подключений.
  • Наименьшее время - Отправляет запросы на сервер, выбранный по формуле, которая объединяет
    самое быстрое время ответа и наименьшее количество активных подключений. Эксклюзивно для NGINX Plus.
  • Хэш - распределяет запросы на основе определенного вами ключа, например IP-адреса клиента или
    URL-адреса запроса.NGINX Plus может дополнительно применять согласованный хэш для минимизации перераспределения
    нагрузки при изменении набора вышестоящих серверов.
  • IP-хэш - IP-адрес клиента используется для определения того, какой сервер получает запрос.
  • Случайно с двумя вариантами выбора - Выбирает два сервера случайным образом и отправляет запрос на тот, который выбирается
    , затем применяя алгоритм наименьшего количества подключений (или для NGINX Plus
    алгоритм наименьшего времени, если он настроен).

Преимущества балансировки нагрузки

  • Сокращение простоев
  • Масштабируемый
  • Резервирование
  • Гибкость
  • КПД

Связанные темы

Сохранение сеанса

Информация о сеансе пользователя часто хранится локально в браузере. Например, в приложении корзины покупок товары в корзине пользователя могут храниться на уровне браузера до тех пор, пока пользователь не будет готов их купить. Изменение того, какой сервер получает запросы от этого клиента в середине сеанса покупок, может вызвать проблемы с производительностью или полный сбой транзакции.В таких случаях важно, чтобы все запросы от клиента отправлялись на один и тот же сервер на время сеанса. Это известно как сохраняемость сеанса .

Лучшие балансировщики нагрузки могут обрабатывать постоянство сеанса по мере необходимости. Другой вариант использования персистентности сеанса - это когда вышестоящий сервер хранит информацию, запрошенную пользователем, в своем кэше для повышения производительности. Переключение серверов приведет к повторной выборке этой информации, что приведет к снижению производительности.

Динамическая конфигурация групп серверов

Многие быстро меняющиеся приложения требуют постоянного добавления или отключения новых серверов. Это распространено в таких средах, как Elastic Compute Cloud (EC2) Amazon Web Services (AWS), которое позволяет пользователям платить только за фактически используемые вычислительные мощности, в то же время обеспечивая масштабирование емкости в ответ на всплески трафика. В таких средах очень помогает, если балансировщик нагрузки может динамически добавлять или удалять серверы из группы, не прерывая существующие соединения.

Аппаратная и программная балансировка нагрузки

Балансировщики нагрузки

обычно бывают двух видов: аппаратные и программные. Поставщики аппаратных решений загружают проприетарное программное обеспечение на предоставляемую ими машину, которая часто использует специализированные процессоры. Чтобы справиться с растущим трафиком на вашем веб-сайте, вам нужно покупать больше или больше машин у поставщика. Программные решения обычно работают на стандартном оборудовании, что делает их менее дорогими и более гибкими. Вы можете установить программное обеспечение на любое оборудование по вашему выбору или в облачных средах, таких как AWS EC2.

Семиуровневое взаимодействие открытых систем (OSI)

Балансировка нагрузки может выполняться на различных уровнях эталонной модели взаимодействия открытых систем (OSI) для сетей.

Балансировка нагрузки уровня 7 требует больших ресурсов ЦП, чем балансировка нагрузки уровня 4 на основе пакетов, но редко вызывает снижение производительности на современном сервере. Балансировка нагрузки уровня 7 позволяет подсистеме балансировки нагрузки принимать более разумные решения по балансировке нагрузки, а также применять оптимизацию и изменения к содержимому.

Дополнительные сведения о балансировке нагрузки см. В разделе.

Чем может помочь NGINX Plus?

NGINX Plus и NGINX - лучшие в своем классе решения для балансировки нагрузки, используемые веб-сайтами с высокой посещаемостью, такими как Dropbox, Netflix и Zynga. Более 400 миллионов веб-сайтов по всему миру полагаются на NGINX Plus и NGINX Open Source для быстрой, надежной и безопасной доставки своего контента.

Как программный балансировщик нагрузки, NGINX Plus намного дешевле, чем аппаратные решения с аналогичными возможностями.Возможности комплексной балансировки нагрузки в NGINX Plus позволяют построить высокооптимизированную сеть доставки приложений.

Когда вы вставляете NGINX Plus в качестве балансировщика нагрузки перед фермами приложений и веб-серверов, это повышает эффективность, производительность и надежность вашего веб-сайта. NGINX Plus поможет вам максимально повысить удовлетворенность клиентов и окупить инвестиции в ИТ.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *