Билет №21. Совместимость и множественные прикладные среды. Способы реализации прикладных программных сред.
В то время как многие архитектурные особенности операционных систем непо-средственно касаются только системных программистов, концепция множественных прикладных сред непосредственно связана с нуждами конечных пользователей - возможностью операционной системы выполнять приложения, написанные для других операционных систем. Такое свойство операционной системы называется совместимостью.
Прикладная программная среда - совокупность средств ОС, предназначенная для организации выполнения приложений, использующих определенную систему машинных команд, определенный тип API и определенный формат исполняемой программы. Каждая ОС создает как минимум одну прикладную программную среду. Проблема состоит в обеспечении совместимости нескольких программных сред в рамках одной ОС. При построении множественных прикладных сред используются различные архитектурные решения, концепции эмуляции двоичного кода, трансляции API.
Один из наиболее очевидных вариантов реализации множественных при-кладных сред основывается на стандартной многоуровневой структуре ОС. Пусть операционная система OS1 поддерживает кроме своих «родных» при-ложений приложения операционных систем OS2 и OS3. Для этого в ее составе имеются специальные приложения - прикладные программные среды, - которые транслируют интерфейсы «чужих» операционных систем API OS2 и API OS3 в интерфейс своей «родной» операционной системы - API OS1.
В другом варианте реализации множественных прикладных сред операционная система имеет несколько равноправных прикладных программных интерфейсов. Пусть операционная система поддерживает приложения, написанные для OS1, OS2 и OS3. Для этого непосредственно в пространстве ядра системы размещены прикладные программные интерфейсы всех этих ОС: API OS1, API OS2 и API OS3. В этом варианте функции уровня API обращаются к функциям нижележащего уровня ОС, которые должны поддерживать все три в общем случае несовместимые прикладные среды.
Еще один способ построения множественных прикладных сред основан на микроядерном подходе.
При этом очень важно отделить базовые механизмы операционной системы от специфических для каждой из прикладных сред высокоуровневых функций. В соответствии с микроядерной архитектурой все функции ОС реализуются микроядром и серверами пользовательского режима. Каждая прикладная среда оформляется в виде отдельного сервера пользовательского режима и не включает базовых механизмов. Приложения, используя API, обращаются с системными вызовами к соответствующей прикладной среде через микроядро. Прикладная среда обрабатывает запрос, выполняет его и отсылает приложению результат. Такому подходу к конструированию множественных прикладных сред присущи все достоинства и недостатки микроядерной архитектуры: очень просто можно добавлять и исключать прикладные среды, что является следствием хорошей расширяемости микроядерных ОС; надежность и стабильность выражаются в том, что при отказе одной из прикладных сред все остальные сохраняют работоспособность; низкая производительность микроядерных ОС сказывается на скорости работы прикладных сред, а значит, и на скорости выполнения приложений.
