Чтобы уменьшить расходы на монтаж разделяющих конструкций между этажами, современные технологии предлагают частному застройщику использовать сборно-монолитные перекрытия. В процессе их установки кран применяется лишь для подъема и кладки блоков на стену или ригель, а последующие операции выполняются в ручном режиме. Блочные изделия играют роль несъемной опалубки, в которую заливают бетонную смесь, получая прочную монолитную плиту.

Система представляет собой комплекс из облегченных железобетонных балок (они служат каркасом) и пустотелых керамических блоков, заполняющих пространство между соседними балками. При бетонировании смесью заливают нижнюю часть каркаса, после ее застывания сборные перекрытия становятся монолитными. Их положительные свойства таковы:

• герметичность;
• высокий уровень защиты помещений от шума;
• низкая теплопроводность;
• готовность к облицовке без изготовления второго слоя стяжки – прямо на перекрытия настилают линолеум, клеят кафель и плитку, монтируют ламинат, паркет;
• уменьшение удельного веса по сравнению с обычной железобетонной монолитной плитой в среднем на 35 % (230-350 кг/м2);
• возможность установки на малодоступных участках – это важно, если реконструируется здание без демонтажа кровли;
• удобство состыковки со стенами сложной формы (имеющими колонны, выступы) – можно купить блоки с выемками или доработать элементы перекрытия прямо на стройплощадке;
• в пустоты легко укладываются сантехнические и электрические коммуникации.

Хотя монтаж сборно-монолитных конструкций трудоемок, экономический эффект от применения новой технологии довольно значителен за счет, того что снижается стоимость легких балок и блоков, затраты на их транспортировку и установку.

Монтаж сборно-монолитного часторебристого перекрытия можно выполнить с помощью стандартных элементов, выпускаемых промышленностью.

• Железобетонные балки сечением 20х20 см, длиной от 3 до 6 м.
• Несущие прогоны — облегченные фермы с нижним бетонированным поясом (его сечение 5,5 х 12). В зависимости от несущей способности стержней нижнего пояса, фермы делятся на 2 типа — под суммарную расчетную нагрузку 1300 кг/м2 и 900 кг/м2. Выпускаются прогоны в трех размерных вариантах: длиной 2,86 м (вес 50 кг); 4,36 м (74 кг); 5,86 м (100 кг). Нужное изделие выбирают по размеру пролета и перекрытия (3, 4,5 или 6 м).
• Блоки. Их чаще всего производят из керамзитобетона или из полистиролбетона.

Популярные сборно-монолитные системы перекрытий

В России пользуются спросом комплекты унифицированных деталей и узлов, позволяющих заметно ускорить монтажные работы. Предлагаются к рассмотрению основные характеристики наиболее известных систем перекрытий.

1. Teriva. Эти системы польского производства используются в Европе уже более 20 лет и включают в себя железобетонные балки и пустотелые блоки. Несущая способность перекрытия составляет 400 кг/м2, при этом толщина конструкции всего 24 см. Основные параметры системы таковы:

• длина балок – от 1,2 до 8,6 м;
• интервал между осевыми линиями балок – 0,6 м;
• толщина бетонного слоя – 3 м;
• толщина монолитной плиты перекрытия – 24 см;
• минимальная величина опирания на стену – 8 см;
• масса одного блока – 17 кг;
• удельный вес балок – 12 кг/пог.м;
• вес готового перекрытия – 260 кг/м2.

Для изготовления 1 м2 перекрывающей конструкции требуется 6,7 блока, 1,7 м балок, 0,6 м3 бетона.

2. Ytong. Основными элементами системы являются легкие балки из железобетона со свободной арматурой и Т-образные блоки, выполненные в виде вкладышей, опирающихся на балки боковыми пазами. Несущая способность перекрытия марки Итонг достигает 450 кг/м2, а вот его основные технические параметры:

• размеры балки – 4 х 12 см, длина – до 7 м (уже начат выпуск изделий, позволяющих перекрыть 9-метровые пролеты);
• расстояние между осями балочных элементов – 0,68 м;
• диаметр арматуры: верхней – 8 мм, нижней – 12 мм, дополнительной – от 6 до 16 мм;
• удельный вес балки – от 13 до 17,2 кг (зависит от диаметра арматуры);
• габариты основного блока – 60 х 20 х 25 см; доборного – 60 х 25 х 10 см;
• удельный вес – 500 кг/м3.

3. Отечественные системы Марко. Они включают в себя железобетонные балки (фермы) с объемным треугольным каркасом из арматурных стержней, полистирольные блоки, а также арматурную сетку. Далее приводятся характеристики перекрытия.

Балки. Наибольшая длина изделий — 12 м, высота каркаса – 15 либо 20 см. Габариты бетонного основания балок — 4х12 см. Вес погонного метра фермы — 12,7-17,4 кг/пог.м. Выпускается 2 типа балок: с полностью скрытой верхней и нижней арматурой (для опирания на несущие стены); со свободными арматурными концами – для заделки в монолитный пояс несущей стены.

Арматура: диаметр верхней – 8 мм, нижней – от 6 до 12 мм, дополнительной (для нижнего пояса) – от 6 до 16 мм.

Блоки. Плотность полистиролбетона составляет не более 400 кг/м3, поэтому вес пустотелого изделия невелик – около 7 кг. Производится два варианта по высоте (150; 200 мм) и несколько разновидностей по конфигурации:

• стандартный (БП-200, БП-150);
• тонкостенный (БПТС);
• арочный с радиальной выборкой;
• арочный с трапециевидной выборкой;
• заглушка (БПЗ-200, БПЗ-150).

Толщина перекрытия Марко варьируется от 200 до 350 мм. Для увеличения несущей способности согласно проекту применяются доборные пенопластовые плиты толщиной 5 или 10 см, которые приклеивают к блокам любым плиточным клеем.

Монтаж сборных перекрывающих конструкций по шагам

Для работы понадобится минимальный комплект инструментов и вспомогательных материалов: молоток, кувалда, перфоратор, строительный уровень, рулетка, вязальная проволока, вибратор. Чтобы соорудить сборно монолитные перекрытия своими руками, нужно выполнить ряд последовательных операций.

1. Стены очищают от мусора, укладывают на них с помощью цементного раствора каркасную основу из железобетонных балок, размещая под них временные опоры. Если длина перекрытия 4,5 м, под балку ставят одну подпорку, для 6-метровой балки их нужно не менее двух. Допускается укладка блоков прямо на каменную кладку стены.

2. На каркасе размещают полые бетонные блоки (опалубку), а между ними — продольные прогоны. При этом блочные элементы располагают поперечными рядами, не допуская односторонней перегрузки прогонов и соблюдая минимальные интервалы между соседними блоками.

3. Поверх опалубки настилают армирующую сетку. В блоках имеются Т-образные пазы, которые можно дополнительно армировать стекловолоконными хлыстами.

4. Полосы сетки укладывают с нахлестом не менее 15 см (согласно регламенту СНиП для индивидуального строительства), крепят их вязальной проволокой к верхней части прогонов.

5. Верх конструкции заливают тяжелым бетоном классом не ниже М250 (марка от В154), приготовленным с добавлением мелкозернистого песка. Состав бетонной смеси должен соответствовать ГОСТ 27006-86.

6. В период застывания монолитную плиту регулярно увлажняют во избежание пересыхания и растрескивания. Когда бетон полностью затвердеет (примерно через 72 часа), балочные подпорки убирают.

Самостоятельно изготавливая сборные конструкции, следует обязательно уплотнять бетон (вручную или с помощью виброинструмента), чтобы добиться максимального сцепления раствора с балками и прогонами. Для заливки можно использовать пенобетон: он быстро застывает и набирает прочность, обладает низкой влагопроницаемостью.

Наименьший вес имеют сборные конструкции из полистирольных блоков, имеющих в нижней части пустоты, остающиеся и после заполнения бетоном. Верхняя монолитная часть вместе с армпоясом работает на сжатие и принимает на себя рабочую нагрузку.

Стоимость сборно монолитных перекрытий

При выборе варианта перекрытия учитывают его несущую способность, размеры перекрываемой площади и конфигурацию стен. Чтобы покупка была выгодной, изучают систему скидок от поставщика и стоимость доставки. В таблице приведены цены на системы популярных марок и комплектующие для их сборки в Москве и столичном регионе.

Важнейшие технологические процессы капитального строительства

Возведение монолитных ж/б плит перекрытий и наружных стен

Глава 13 Практика достоверного определения полной восстановительной стоимости

В общем виде операционная система монолитного типа представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызывать другие. Процедуры ОС компилируются, а затем компонуются в единый объектный файл, специального формата, отличающегося от пользовательских приложений.

Однако, организация механизма реализации системных вызовов в такой ОС предполагает всё таки следующую структуру:

1. Главная программа, которая осуществляет обработку системных прерываний;

2. Набор служебных процедур, реализующие системные вызовы;

3. Набор утилит, обслуживающие служебные процедуры.

В ОС программа, которая инициирует и прекращает процессы обработки системных прерываний называется супервизором (supervisor). Спервизор - управляющая резидентная программа в составе операционной системы, координирующая распределение и использование ресурсов вычислительной системы.

В операционной системе может быть несколько супервизоров. Например, С. ввода-вывода контролирует состояние средств ввода-вывода, инициирует и прекращает процессы ввода-вывода. С. основной памяти осуществляет учет и динамическое распределение области оперативной памяти, в которую загружаются программы пользователей и некоторые системные программы. С. страниц организует страничный обмен виртуальной памяти.

В современных ВС в основном речь идёт о модульных ОС с монолитным ядром и в качестве примеров приводятся большинство UNIX-систем Linux; реализуемых на традиционных ядрах, ядро MS-DOS, ядро KolibriOS.

В качестве примера монолитной ОС можно привести ОС MS-DOS, в качестве ядра можно рассматривать два модуля msdos.sys Базовый модуль DOS, файл MSDOS.SYS и io.sys, Модуль расширения BIOS, к ним с системными вызовами обращались командный интерпретатор command.com, системные утилиты и приложения.

Недостатки:

1. Монолитные ядра требуют перекомпиляции при любом изменении состава оборудования.

2. «Разбухание» кода монолитных ядер делает их малопригодными для систем, ограниченных по объёму ОЗУ, например, встраиваемых системах, микроконтроллерах и т. д.

Альтернативой монолитным ядрам считаются архитектуры, основанные на микроядрах.

Альтернативой монолитным ОС выступает архитектура модульной ОС.

Модульные ОС структурно состоят из модулей, каждый из которых реализует определённый набор функций. Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:

1. Ядро - модули, выполняющие основные функции ОС;

2. Модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.

Модули ядра выполняют такие базовые функции как управление процессами, памятью, устройствами ввода вывода, обработка прерываний.

Вспомогательные модули как правило подразделяются на следующие:

· утилиты – программы, решающие задачи сопровождения ВС (сжатие дисков, архивация);

· системные обрабатывающие программы (редакторы, отладчики, компиляторы и пр.)

· программные модули, обеспечивающие графический пользовательский интерфейс.

· библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений (библиотека математических функций, функций ввода-вывода).

Как и обычные пользовательские приложения, для выполнения своих задач вспомогательные модули, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов. Вспомогательные модули являются транзитными загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций. Такая организация ОС экономит оперативную память компьютера.

Модульное ядро - современная, усовершенствованная модификация архитектуры монолитных ядер операционных систем компьютеров.

Модульность реализуется за счёт механизма подгрузки модулей поддерживающих то или иное аппаратное обеспечение (например, драйверов). При этом не требуются полной перекомпиляции ядра при изменении состава аппаратного обеспечения компьютера.

Монолитные операционные системы

Монолитные операционные системы являются прямой противоположностью микроядерным. В монолитной ОС очень трудно удалить один из уровней многоуровневой модульной структуры. Добавление новых функций и изменение существующих для монолитных ОС требует очень хорошего знания всей архитектуры ОС и чрезвычайно больших усилий. Для преодоления этих трудностей используется технология «сервер – клиент».

Модель сервер – клиент предполагает наличие программного компонента, являющегося потребителем какого-либо сервиса – клиента , и программного компонента, поставщика этого сервиса – сервера . Взаимодействие между сервером и клиентом стандартизуется, сервер может обслуживать клиентов, реализованных различными способами. Главное требование – использование единообразного интерфейса. Инициатором обмена является клиент, который посылает запрос серверу. Один и тот же программный компонент может быть и клиентом, и сервером.

При поддержке монолитных ОС возникает ряд проблем, связанных с тем, что все функции микроядра работают в едином адресном пространстве:

Опасность возникновения конфликта между различными частями ядра;

Сложность подключения к ядру новых драйверов.

Преимущество микроядерной архитектуры перед монолитной заключается в том, что каждый компонент системы представляет собой самостоятельный процесс, запуск и останов которого не отражается на работоспособности остальных процессов.

3. Принципы построения интерфейсов операционных систем.

Операционная система – интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачей.

Интерфейс операционных систем – специальные интерфейсы системного и прикладного программирования, предназначенные для выполнения следующих задач:

1) управление процессами, которое включает в себя следующий набор основных функций:

· запуск, приостанов и снятие задачи с выполнения;

· задание или изменение приоритета задачи;

· взаимодействие задач между собой (сигналы, семафоры, очереди, конвейеры, почтовые ящики);

· удаленный вызов подпрограмм;

2) управление памятью:

· запрос на выделение блока памяти;

· освобождение памяти;

· изменение параметров блока памяти;

· отображение файлов на память;

3) управление вводом/выводом:

· запрос на управление виртуальными устройствами;

· файловые операции.

Пользовательский интерфейс ОС реализуется с помощью специальных программных модулей, которые принимают его команды на соответствующем языке и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы. Обычно эти модули называются интерпретатором команд .

Имеются два основных подхода к управлению задачами:

1) порождаемая задача наследует все ресурсы задачи-родителя;

2) при порождении нового процесса ресурсы для него запрашиваются у операционной системы.

Обращение к операционной системе в соответствии с имеющимися API может осуществляться:

· посредством вызова подпрограммы с передачей ей необходимых параметров;

· через механизм программных прерываний.

Интерфейс прикладного программирования предназначен для использования прикладными программами системных ресурсов ОС и реализуемых ею функций.

Термин API (application program interface, интерфейс прикладного программирования):

· API как интерфейс высокого уровня, принадлежащий к библиотекам RTL (run time library, библиотека во время выполнения);

· API прикладных и системных программ, входящих в поставку операционной системы;

· прочие API.

API представляет собой набор функций, предоставляемых системой программирования разработчику прикладной программы и ориентированных на организацию взаимодействия результирующей программы с целевой вычислительной системой (совокупность аппаратных и программных средств, в окружении которых выполняется результирующая программа).

API используется не только прикладными, но и многими системными программами как в составе ОС, так и в составе системы программирования.

Программный интерфейс API включает в себя не только сами функции, но и соглашения об их использовании, которые зависят от:

· операционной системы;

· архитектуры целевой вычислительной системы;

· системы программирования.

Варианты реализации API:

· на уровне ОС;

· на уровне системы программирования;

· на уровне внешней библиотеки процедур и функций.

В каждом из этих вариантов разработчику предоставляется возможность подключить функции API к исходному коду программы и организовать их вызов.

Возможности API можно оценить со следующих позиций:

· эффективность выполнения функций API (скорость выполнения, объем вычислительных ресурсов);

· широта предоставляемых возможностей;

· зависимость прикладной программы от архитектуры целевой вычислительной системы.

В идеале набор функций API должен:

· выполняться с наивысшей эффективностью;

· предоставлять пользователю все возможности современных ОС;

· иметь минимальную зависимость от архитектуры вычислительной системы.

4. Требования к операционным системам реального времени (Отрабатывается самостоятельно).

Система реального времени должна давать отклик на непредсказуемые внешние воздействия в течение предсказуемого интервала времени. Свойства операционных систем реального времени:

· ограниченное время отклика , реакция на событие гарантированно последует до наступления крайнего срока;

· одновременность обработки . Даже если возникает более одного события одновременно, временные ограничения для всех событий должны быть выдержаны. В системе реального времени должен присутствовать параллелизм, который достигается использованием нескольких процессоров и/или многозадачного подхода.

Примеры систем реального времени:

· системы управления атомными электростанциями;

· системы управления технологическими процессами;

· системы медицинского мониторинга;

· системы управления вооружением;

· системы космической навигации;

· системы разведки;

· системы управления лабораторными экспериментами;

· системы управления автомобильными двигателями;

· робототехника;

· телеметрические системы управления;

· системы антиблокировки тормозов;

· системы сигнализации и т.д.

Различают системы «мягкого» и «жесткого» реального времени. Различия зависят от требований к системе:

· в «жесткой» системе нарушение временных ограничений не допустимо;

· в «мягкой» системе нарушение временных ограничений нежелательно.

Основные требования к операционной системе реального времени:

1) мультипрограммность и многозадачность (многопоточность) . ОС должна активно использовать прерывания для диспетчеризации. Максимальное время выполнения того или иного действия должно быть известно заранее и соответствовать требованиям приложения;

2) приоритеты задач (потоков). Проблема, какой задаче ресурс требуется больше всего. В идеальной ситуации ОСРВ отдает ресурс потоку или драйверу с ближайшим крайнем сроком завершения. Чтобы реализовать этот принцип ОС должна знать, сколько времени требуется каждому процессу для его завершения. Таких ОС нет, так как их очень сложно реализовать, поэтому вводится понятие уровня приоритета для задачи и временные ограничения сводятся к приоритетам;

3) наследование приоритетов . ОСРВ должна допускать наследование приоритета, то есть повышение уровня приоритета потока до уровня приоритета потока, который его вызывает. Наследование означает, что блокирующий ресурс поток наследует приоритет потока, который он блокирует;

4) синхронизация процессов и задач . Так как задачи разделяют данные (ресурсы) и должны сообщаться друг с другом, то должны существовать механизмы блокирования и коммуникации. Эти системные механизмы должны быть всегда доступны процессам, требующим реального времени;

5) предсказуемость . Времена выполнения системных вызовов и временные характеристики поведения системы в различных обстоятельствах должны быть известны разработчику.

Разработчик ОСРВ должен привести следующие характеристики:

· задержку прерывания, время от момента прерывания до момента запуска задачи;

· максимальное время выполнения каждого системного вызова;

· максимальное время маскирования прерываний драйверами и ОС.

Использование встроенных строительных систем является одним из методов, обеспечивающих повышение надежности, долговечности и капитальности здания. Встроенная система может быть реализована в сборном, монолитном и сборно-монолитных вариантах. Главной отличительной особенностью встроенной системы является то, что она имеет самостоятельные фундаменты, поэтому сама воспринимает все технологические и эксплуатационные нагрузки, частично или полностью освобождая от них стеновые ограждающие конструкции. Это позволяет осуществить надстройку здания независимо от несущей способности старых фундаментов и стенового ограждения, значительно сократить объемы работ по укреплению основания, усилению существующих фундаментов и стен.

Использование встроенных систем позволяет создать более рациональную планировку помещений, обеспечить в них современный комфорт, применить прогрессивные материалы и конструкции, осуществить реконструкцию с использованием современных технологий строительства с оснащением и необходимыми средствами механизации. Важным является проектирование для реконструируемого здания в стесненных условиях городской застройки не только современных конструкций, но и рациональной технологии производства работ.

Встроенные системы из сборных железобетонных конструкций. В наибольшей степени для реализации метода встроенного монтажа подходят здания, имеющие в плане прямоугольную или близкую к ней форму. Обследование здания позволяет оценить его конструкции и определиться с использованием конструктивных схем с полным и неполным встроенными каркасами. Полный встроенный каркас позволяет снять нагрузку с

ограждающих стен, что создает предпосылки для выполнения работ по реконструкции не только с полной перепланировкой, но и с надстройкой нескольких этажей. При использовании неполного каркаса, когда нагрузка от него частично передается на наружные стены, возможность надстройки ограничивается несущей способностью фундаментов и наружных стен.

Технология встроенного монтажа предусматривает полный демонтаж перекрытий, перегородок и других элементов, оставляя только наружные несущие стены и, что реже, стены лестничных клеток. За захватку целесообразно принимать отдельную секцию здания. При поточном методе возведения встроенного неполного каркаса (наружные продольные стены несут нагрузку от каркаса) целесообразно иметь четыре самостоятельных потока:

Устройство фундаментов под средний продольный ряд колонн;

Подготовка опор под ригели в наружных кирпичных стенах;

Монтаж колонн, ригелей, стенок жесткости и плит перекрытий;

Монтаж санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков, лестничных маршей и площадок, стен лифтовых шахт.

При применении полного каркаса с надстройкой здания можно принять те же четыре монтажных потока для организации работ. Но значительное увеличение нагрузки от надстраиваемых этажей требует устройства монолитной фундаментной плиты под всем зданием с подколонниками под тремя рядами колонн или монтажа фундаментов стаканного типа под все колонны.

Сборно-монолитные встроенные системы. Для реконструируемых зданий прямоугольной формы с ослабленными наружными несущими стенами может быть применена встроенная система, включающая в себя монолитные внутренние продольные и

поперечные несущие стены и сборные перекрытия из предварительно напряженного многопустотного настила. Длинномерные настилы перекрытий позволяют снизить удельный расход материалов и создать свободные планировочные объемы значительных размеров.

Система дополнительно предусматривает сборные элементы лестничных клеток, лифтов, санитарно-технических кабин, других встроенных элементов и монолитные пристеночные диафрагмы торцевых элементов зданий.

Монолитные встроенные системы. Монолитные встроенные системы более гибки по сравнению со сборными и могут быть рекомендованы для зданий криволинейной и сложной формы с различной высотой этажа.

Если в реконструируемом без надстройки здании сохраняется старая расчетная схема, то встроенный монолитный каркас будет представлять собой двух- и трехпролетную систему

с промежуточными опорами в виде колонн или стеновых элементов с опиранием возводимых монолитных перекрытий на существующие наружные стены. При надстройке зданий несколькими этажами необходимо устраивать самостоятельные фундаменты под всю встраиваемую систему, в этом случае наружные стены практически превращаются в самонесущие и ограждающие.

Основные преимущества монолитного варианта:

Снижение расхода материалов за счет более полного использования неразрезных систем;

Отсутствие стыковых соединений;

Высокая гибкость объемно-планировочных решений зданий;

Механизация работ без применения самоходных и башенных кранов;

Объемно-планировочное решение здания не является основным при принятии решения о его реконструкции.

В связи с широким внедрением в практику строительства современных опалубочных систем появилась возможность значительно сократить трудозатраты на все процессы комплексного бетонирования.

Лекция 2

Тенденции в структурном построении операционных систем

Монолитные системы

В общем случае "структура" монолитной системы представляет собой отсутствие структуры. ОС написана как набор процедур, каждая из которых может вызывать другие, когда ей это нужно. При использовании этой техники каждая процедура системы имеет хорошо определенный интерфейс в терминах параметров и результатов, и каждая вольна вызвать любую другую для выполнения некоторой нужной для нее полезной работы.

Для построения монолитной системы необходимо скомпилировать все отдельные процедуры, а затем связать их вместе в единый объектный файл с помощью компоновщика (примерами могут служить ранние версии ядра UNIX или Novell NetWare). Каждая процедура видит любую другую процедуру (в отличие от структуры, содержащей модули, в которой большая часть информации является локальной для модуля, и процедуры модуля можно вызвать только через специально определенные точки входа).

Однако даже такие монолитные системы могут быть немного структурированными. При обращении к системным вызовам, поддерживаемым ОС, параметры помещаются в строго определенные места, такие, как регистры или стек, а затем выполняется специальная команда прерывания, известная как вызов ядра или вызов супервизора. Эта команда переключает машину из режима пользователя в режим ядра, называемый также режимом супервизора, и передает управление ОС. Затем ОС проверяет параметры вызова для того, чтобы определить, какой системный вызов должен быть выполнен. После этого ОС индексирует таблицу, содержащую ссылки на процедуры, и вызывает соответствующую процедуру. Такая организация ОС предполагает следующую структуру:

а) главная программа, которая вызывает требуемые сервисные процедуры;

б) набор сервисных процедур, реализующих системные вызовы.

В) набор утилит, обслуживающих сервисные процедуры.

Многоуровневые системы

Обобщением предыдущего подхода является организация ОС как иерархии уровней. Уровни образуются группами функций операционной системы - файловая система, управление процессами и устройствами и т.п. Каждый уровень может взаимодействовать только со своим непосредственным соседом - выше- или нижележащим уровнем. Прикладные программы или модули самой операционной системы передают запросы вверх и вниз по этим уровням.

Первой системой, построенной таким образом была простая пакетная система THE, которую построил Дейкстра и его студенты в 1968 году. Система имела 6 уровней. Уровень 0 занимался распределением времени процессора, переключая процессы по прерыванию или по истечении времени. Уровень 1 управлял памятью - распределял оперативную память и пространство на магнитном барабане для тех частей процессов (страниц), для которых не было места в ОП, то есть слой 1 выполнял функции виртуальной памяти. Слой 2 управлял связью между консолью оператора и процессами. С помощью этого уровня каждый процесс имел свою собственную консоль оператора. Уровень 3 управлял устройствами ввода-вывода и буферизовал потоки информации к ним и от них. С помощью уровня 3 каждый процесс вместо того, чтобы работать с конкретными устройствами, с их разнообразными особенностями, обращался к абстрактным устройствам ввода-вывода, обладающим удобными для пользователя характеристиками. На уровне 4 работали пользовательские программы, которым не надо было заботиться ни о процессах, ни о памяти, ни о консоли, ни об управлении устройствами ввода-вывода. Процесс системного оператора размещался на уровне 5.

В системе THE многоуровневая схема служила, в основном, целям разработки, так как все части системы компоновались затем в общий объектный модуль.

Дальнейшее обобщение многоуровневой концепции было сделано в ОС MULTICS. В системе MULTICS каждый уровень (называемый кольцом) является более привилегированным, чем вышележащий. Когда процедура верхнего уровня хочет вызвать процедуру нижележащего, она должна выполнить соответствующий системный вызов, то есть команду TRAP (прерывание), параметры которой тщательно проверяются перед тем, как выполняется вызов. Хотя ОС в MULTICS является частью адресного пространства каждого пользовательского процесса, аппаратура обеспечивает защиту данных на уровне сегментов памяти, разрешая, например, доступ к одним сегментам только для записи, а к другим - для чтения или выполнения. Преимущество подхода MULTICS заключается в том, что он может быть расширен и на структуру пользовательских подсистем. Например, профессор может написать программу для тестирования и оценки студенческих программ и запустить эту программу на уровне n, в то время как студенческие программы будут работать на уровне n+1, так что они не смогут изменить свои оценки.

Многоуровневый подход был также использован при реализации различных вариантов ОС UNIX.

Хотя такой структурный подход на практике обычно работал неплохо, сегодня он все больше воспринимается монолитным. В системах, имеющих многоуровневую структуру было нелегко удалить один слой и заменить его другим в силу множественности и размытости интерфейсов между слоями.