Виртуализация и другие особенности современных ОС
Автор: admin
Виртуализация и другие особенности современных ОС
Виртуализация (виртуальная машина)
Сегодня применяется практически везде:
- Планшет Android
- Телефон c Java
- Веб-сервер (на хостинге работает виртуальный сервер)
Впервые коммерческая виртуализация появилась в 1972г. В компьютерах фирмы IBM в минифреймах.
Виртуальная машина сама по себе это дальнейшее развитие поуровневого подхода.
В классической архитектуре используется иерархия – процессы, ядро, аппаратное обеспечение. Процессы связываются с аппаратурой только через ядро.
Когда появляется виртуализация, появляется слой поддержки вируальных машин, который располагается над аппаратным обеспечением. Он предоставляет уже виртуальное аппаратное обеспечение для каждой из виртуальных машин.
Каждая виртуальная машина служит прослойкой к своему ядру ОС, которое в свою очередь выполняет уже пользовательские процессы. Поэтому получается несколько полностью изолированных сред выполнения, которые фактически могут объединяться между собой только на уровне аппаратного обеспечения и уровне поддержки виртуальных машин.
Естественно в такой архитектуре поддерживается полный контроль безопасности. 
Многопроцессорность
В составе процессора есть несколько вычислительных ядер. Улучшает производительность за счет введения истинного параллелизма выполнения программ.
Преимущества:
- Производительность – на каждом процессоре может работать один или больше процессов
- Доступность – отказ одного процессора не приведет к отказу всей системы
- Расширяемость – увеличение производительности за счет добавление ЦП
Изменение в архитектуре при многопроцессорности
Многопроцессорная операционная система должна предоставлять все тоже, что и однопроцессорная. Учитываются следующие сложности:
- Реентабельность ядра – код ядра должен быть реентабельным – т.е. один и тот же код может быть выполнен одновременно несколькими процессорами. Реента – английское слово — «входить еще раз» — вход несколько раз одновременно. Это накладывает определенные требования синхронизации
- Синхронизация – истинный параллелизм выполнения процессов и доступ к общим ресурсам (Оеративная память, ввод/вывод) требуют эффективной синхранизации — отказ одного процессора не приведет к отказу всей системы
Синхронизация процессов — приведение двух или нескольких процессов к такому их протеканию, когда определённые стадии разных процессов совершаются в определённом порядке, либо одновременно. - Планирование – загрузки ЦП, процессы планируются для загрузки на разные ЦП
- Надежность и устойчивость к сбоям – если один процессор отказывает, задачи надо распределять на другие ЦП.
Многоядерные процессоры
На одном кристалле процессора есть несколько вычислительных ядер.
- Параллелизм в рамках одного процессора
- Каждое ядро по сути – отдельный процессор
Преимущества
- Несколько процессоров в одном чипе существенно увеличивают производительность
- Введение различных уровней КЭШ-памяти
В следующих лекциях рассмотрим ключевые понятия, такие как процессы и потоки.