АРХИТЕКТУРА И НАДЕЖНОСТЬ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

  • Станислав Викторович Назаров Московский научно-исследовательский телевизионный институт; Финансовый университет при Правительстве РФ http://orcid.org/0000-0002-7789-1484
  • Алексей Григорьевич Барсуков Московский научно-исследовательский телевизионный институт http://orcid.org/0000-0002-8787-4987

Аннотация

Успехи технологии производства микропроцессоров существенно повысили надежность и произ-водительность аппаратной части компьютерных систем. Этого нельзя сказать о соответствующих характе-ристиках программного обеспечения и его основы – операционной системы (ОС). Здесь успехи программ-ной инженерии скромнее. Оба направления совершенствования ОС – повышение производительности и надежности – связаны с разработкой эффективных архитектур этих систем. Функциональная сложность ОС приводит к сложности ее архитектуры, которая еще более усиливается специализацией операционной си-стемы в зависимости от сферы применения компьютерной системы (сложные научные расчеты, реальное время, информационно-поисковые системы, системы автоматизированного и автоматического управления и др.). Это привело к большому разнообразию современных ОС. Оценить надежность работы ОС той или иной архитектуры можно только в результате многолетнего натурного эксперимента или имитационным моделированием. Однако это чаще всего неприемлемо по затратам времени и средств на проведение такого исследования. В данной работе делается попытка оценить надежность работы двух основных архитектур ОС – с большим многослойным модульным ядром и микроядерной мультисерверной (клиент-серверной) системы. Разрабатываются модели этих систем, представляемые непрерывными марковскими цепями, кото-рые исследуются в стационарном режиме на основе перехода от систем дифференциальных уравнений Колмогорова к системе линейных алгебраических уравнений.

Сведения об авторах

Станислав Викторович Назаров, Московский научно-исследовательский телевизионный институт; Финансовый университет при Правительстве РФ

доктор технических наук, профессор, главный специалист; профессор Департамента анализа данных, принятия решений и финансовых технологий, действительный член Международной академии информатизации

Алексей Григорьевич Барсуков, Московский научно-исследовательский телевизионный институт

кандидат технических наук, заместитель генерального директора; профессор Академии военных наук, действительный член Международной академии безопасности, Заслуженный изобретатель Российской Федерации

Литература

[1] Tanenbaum A., Bos E. Modern Operating Systems. Prentice Hall, 4th edition, 2015. 1136 p. (In Russian)
[2] Tanenbaum A., Vudkhall A. Operating Systems. Design and Implementation. Pearson, 3rd edition, 2008. 1080 p. (In Russian)
[3] Russinovich M., Solomon D. Internal organization of Microsoft Windows: Windows Server 2003, Windows XP, Windows 2000. Master-klass. 4th edition. M.: Izdatel'stvo «Russkaia Redaktsiia»; SPb.: Piter, 2006. 992 p. (In Russian)
[4] Eben M., Taimen B. FreeBSD. Entsiklopediia pol'zovatelia Administrirovanie: iskusstvo dostizheniia ravnovesiia. 2nd Edition. M.: DIASOFT, 2002. 736 p. (In Russian)
[5] Kelli-Butl S. Introduction to UNIX. M.: Lori, 1997. 341 p. (In Russian)
[6] Vlasenko O., Ievlev S., Ionov A., ads. ALT Linux outside. M.: ALTLinux: DMK-press. 2009. 195 p. (In Russian)
[7] Alenichev D., Bokovoi A., Boiarshinov A., ads. ALT Linux from within. M.: ALT Linux: DMK-press 2006. 214 p. (In Russian)
[8] McGrath M. Windows 10 in easy steps - Special Edition, 2nd Edition: Covers the Creators Updat. Publishing house: In Easy Steps Limited. In Easy Steps. 2017. 480 р.
[9] Asadi A. Linux & Open Source Genius Guide. Volume 7th. Revised Edition Publishing house: Imagine Publishing Ltd. 2015. 180 p.
[10] Asadi A. Ubuntu. The Complete Manual 2016. Imagine Publishing Ltd. 2016. 194 p.
[11] Nazarov S.V., Shirokov A.I. Multi-user operating system technologies. M.: Izd. Dom MISiS, 2012. 296 р. (In Russian)
[12] Nazarov S.V., Shirokov A.I. Multi-user operating systems. M.: Izd. dom MI-SiS, 2010. 193 р. (In Russian)
[13] ExoJadro: architecture of the operating system of resource management at the application level, 2011. Available at: https://geektimes.ru/post/127207/ (accessed 5.01.2018). (In Russian)
[14] Engler D.R., Kaashoek M.F., J. O'Toole Jr. Exokernel: an operating system architecture for application-level resource management. ACM SIGOPS Operating Systems Review. 1995; 29(5):251-266. DOI: http://dx.doi.org/10.1145/224057.224076
[15] Nazarov S.V., Vilkova N.N. Structural refactoring of multilayered program systems. Journal of Information Technologies and Computing Systems. 2016; 4:13-23. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=27656660 (accessed 5.01.2018). (In Russian)
[16] Nazarov S.V. Architecture and design of software systems. 2nd Edition. M.: INFRA-M, 2016. 376 р. (In Russian)
[17] Kherder I., Bos Kh., Tanenbaum A. Building reliable operating systems that allow unreliable device drivers, 2006. Available at: http://citforum.ru/operating_systems/reliable_os/ (accessed 5.01.2018). (In Russian)
[18] Tanenbaum A. Introduction to MINIX 3 // OSNews is Exploring the Future of Computing. 2006. Available at: http://www.osnews.com/story/15960/Introduction-to-MINIX-3 (accessed 5.01.2018).
[19] Herder J. N., Bos H., Gras B., Homburg P., Tanenbaum A.S. MINIX 3: A Highly Reliable, Self-Repairing Operating System. ACM SIGOPS Operating Systems Review. 2006; 40(3):80-89. DOI: https://doi.org/10.1145/1151374.1151391
[20] Herder J. N., Bos H., Tanenbaum A.S. A Lightweight Method for Building Reliable Operating Systems Despite Unreliable Device Drivers, Technical Report IR-CS-018, January 2006. 14 p. Available at: http://www.minix3.org/doc/reliable-os.pdf (accessed 5.01.2018).
[21] Ignatov R. MINIX 3 – reincarnation? Available at: http://www.minix3.ru/articles/Ignatov-_minix_reincarnation.pdf (accessed 5.01.2018). (In Russian)
[22] Kelbert M.Ya., Sukhov Yu.M. Probability and statistics in examples and problems. Vol. 2. Markov chains as a starting point of the theory of random processes and their applications. M: MCCME. 2009. 476 p. (In Russian)
[23] Gikhman II., Skorokhod A.V. The theory of random processes. In 3 volumes. Vol. 2. Theories of random processes. M.: Nauka: 1971. 641 p. (In Russian)
[24] Kolmogorov A.N. Anfangsgruende der Theorie der Markoffshen Ketten mit unendlichen vielen moeglichen Zustaenden. Sbornik: Mathematics. 1936; 1(4):607-610.
[25] Lahres H. Einfuerung in die diskreten Markoff-Prozesse und ihre Anwendungen. Braunschweig, Germany: Friedr. Viewigund Sohn, 1964.
[26] Kemeni J., Snell J. Finite Markov chains. M: Science. 1970. 273 p. (In Russian)
[27] Nazarov S.V. Efficiency of modern operating systems. Modern Information Technology and IT-education. 2017; 13(2):9-24. (In Russian) DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.2017.2.229
[28] Braude E. Software Development Technology. SPb.: Piter, 2004. 655 p. (In Russian)
[29] Vasilenko N.V., Makarov V.A. Software reliability assessment models. Vestnik NovSU. Issue: Engineering sciences. 2004; 28:126-132. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=18184720 (accessed 5.01.2018). (In Russian)
[30] Pavlovskaya O.O. Static methods of assessment of software. Bulletin of the South Ural State University. Series “Computer Technologies, Automatic Control & Radioelectronics. 2009; 26(159):35–37. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=12925824 (accessed 5.01.2018). (In Russian)
Опубликована
2018-03-30
Как цитировать
НАЗАРОВ, Станислав Викторович; БАРСУКОВ, Алексей Григорьевич. АРХИТЕКТУРА И НАДЕЖНОСТЬ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 14, n. 1, p. 38-51, mar. 2018. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/338>. Дата доступа: 20 mar. 2019 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.14.201801.038-051.
Раздел
Теоретические вопросы информатики, прикладной математики, компьютерных наук