Файл: Система математического обеспечения ЕС ЭВМ..pdf

2. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОС ЕС. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

/

2.1. ОСНОВНЫЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ОС ЕС. ПОДГОТОВКА СИСТЕМЫ К РАБОТЕ

Операционная система ОС ЕС включает управляющую и обра­ батывающие программы.

Управляющая программа — обязательный компонент любого сгенерированного варианта операционной системы. В ее функции входит планирование прохождения непрерывного потока заданий, управление распределением ресурсов, реализация принятых мето­ дов организации данных, управление операциями ввода-вывода, организация мультипрограммной работы, управлением работоспо­ собности системы после сбоев и ряд других функций. Многие под­ программы из состава управляющей программы выполняются в состоянии супервизора и защищаются нулевым ключом защиты памяти.

Обрабатывающие программы выполняются в состоянии задачи под управлением управляющей программы. Обрабатывающая программа не может выполнять привилегированные команды, в том числе и команды ввода-вывода. Они выполняются путем обра­ щения к управляющей программе.

Управляющая программа состоит из четырех компонентов: уп­ равление заданиями, управление задачами, управление данными и управление восстановлением.

Управление заданиями включает планировщик заданий и глай1 ный планировщик, в функции которых входит предварительное пла- . нирование заданий для выполнения и осуществление связи опера- J тора с системой.

Управление задачами включает программы супервизора, основ­ ное назначение которых состоит в динамическом распределении ресурсов системы между несколькими задачами, решаемыми одно­ временно в мультипрограммном режиме. Многие программы су­ первизора входят в ядро операционной системы, постоянно нахо­ дящееся в оперативной памяти.

Программы управления данными обеспечивают все операции обмена (между оперативной памятью и периферийными устрой­ ствами) на физическом и логическом уровнях. Они включают ряд служб, обеспечивающих выполнение таких функций, как управле-

27

28

ройство. Адрес устройства набирают на переключателях пульта и нажимают кнопку начальной загрузки программ (НЗП). После это­ го последовательно выполняются программа начальной загрузки и программа инициализации ядра. Программа начальной загрузки производит поиск на резидентном томе системы набора данных с именем SYS1.NUCLEUS, который представляет собой ядро. Ядро—■ это часть управляющей программы, которая постоянно находится в оперативной памяти и никогда не перекрывается другими частя­ ми операционной системы или программами пользователя. После того как указанный набор данных найден, программа начальной загрузки загружает его в оперативную память. Затем загружается программа инициализации ядра, которой программа начальной за­ грузки передает управление.

В процессе начальной загрузки оператор может изменить неко­ торые системные параметры. С этой целью система выдает опера­ тору запросы. Отвечая на них, оператор может указать новые зна­ чения системных параметров либо отказаться от их изменения. В результате этих действий оператор может изменить список рези­ дентных (т. е. находящихся в оперативной памяти) программ и данных. Среди них — программы методов доступа, программы, обрабатывающие обращения к супервизору, отдельные элементы оглавления библиотек. Расширение списка резидентных программ и данных ведет к увеличению производительности системы (так как не тратится время на поиск и загрузку из внешней памяти) за счет дополнительного расхода оперативной памяти.

Далее производится инициализация основной памяти, исполь­ зуемой для выполнения задач пользователя и некоторых систем­ ных задач. В процессе начальной загрузки системы мультипро­ граммирования с фиксированным числом задач оператор может переопределить количество разделов памяти, их размер, а также классы заданий для каждого раздела.

После завершения начальной загрузки системы выдается со­ общение о том, что она готова к работе и может выполнять поток заданий, поступающих на вход.

2.2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ

Разработка программ заключается в формулировании алгорит­ ма, программировании, отладке и выполнении программ.

При разработке программ программист пользуется услугами операционной системы. Система программирования ОС ЕС позво­ ляет проводить программирование и отладку задачи по частям с использованием различных языков программирования. В состав системы программирования входит набор трансляторов с языков Ассемблера, Фортрана IV, Алгола-60, Кобола, ПЛ/1 и РПГ, а так­ же редактор связей и Тестран. При разработке программ исполь­ зуются многие компоненты управляющих программ и обрабатыва­ ющие программы.

29

Для повышения эффективности программирования использу­ ется сегментация больших программ на менее крупные, автоном­ ная их разработка и объединение перед или в процессе выполнения. В связи с этим в операционной системе ОС ЕС используется мо­ дульный принцип программирования. Каждая программа пред­ ставляет собой модуль. Несколько модулей могут быть объедине­ ны и составить более крупный модуль. Кроме того, модули могут динамически вызывать друг друга.

Программы, записанные на одном из входных языков про­ граммирования, представляют собой исходные модули. Они могут представлять собой либо последовательные наборы данных, либо разделы библиотечных наборов данных (библиотек). Последова­ тельные наборы данных могут находиться на перфокартах, магнит­ ных лентах или томах-шрямого доступа; библиотечные наборы данных — только на томах прямого доступа. Набор данных, содер­ жащий исходный модуль, является входными данными для соответ­ ствующего транслятора или Ассемблера. В результате трансляции получается объектный модуль на машинном языке. Такие модули непригодны для загрузки в оперативную память и выполнения.

Объектные модули также могут быть представлены в виде по­ следовательных наборов данных или в виде разделов библиотек. Объектные модули для последующей обработки могут выводиться на перфокарты, магнитную ленту или том прямого доступа. Они состоят из текста в машинном коде, содержащего команды и кон­ станты программы, и управляющих словарей. Управляющие слова­ ри содержат информацию для объединения объектных модулей и для последующей загрузки и настройки программ в оперативной памяти.

Отдельный программный модуль может содержать ссылку на другие программные модули. На некоторые величины данной про­ граммы могут быть ссылки из других модулей. Величины в про­ грамме, осуществляющие ссылку вне модуля и на которые произ­ водится ссылка извне, называются внешними символами. Инфор­ мация о внешних символах (адрес, тип и т. д.) помещается в сло­ варе внешних символов. Словарь используется редактором связей при объединении нескольких модулей в один для согласования разрешения внешних ссылок, т. е. ссылок модулей между собой. Сама внешняя ссылка вне модуля в тексте программы объектного модуля не формируется. Вместо нее в адресной части соответству­ ющей команды находятся нули.

Кроме внешних символов в модуле могут быть внутренние ад­ ресные ссылки, типичным примером которых являются адресные константы. Ссылки такого рода, а также адреса программных сек­ ций отражаются в другом управляющем словаре — словаре пере­ мещений. Он используется редактором связей при объединении модулей, а также программой выборки для настройки модуля на физические адреса памяти, в которую он загружен.

Формат объектных модулей стандартный для всех транслято­ ров. Это позволяет одинаково обрабатывать их редактором связей

30