Архитектура_macOS_Системное_программирование

1. Архитектура macOS

• Дисциплина: Системное
программирование
• Автор: студент 3 курса
• Тема: Архитектура операционной системы
macOS

2. Введение

• macOS — операционная система компании
Apple Inc., основанная на UNIX.
• Происходит из NeXTSTEP (компания NeXT,
Стив Джобс).
• Первая версия — Mac OS X 10.0 Cheetah
(2001).
• Цель — мощь UNIX + удобство интерфейса
Apple.

3. Общая архитектура macOS

• macOS имеет многоуровневую архитектуру:
1) Application Layer — пользовательские
приложения
2) Application Frameworks — Cocoa, Carbon,
SwiftUI, Metal
3) Core Services & Core OS — системные
библиотеки
4) Ядро — Darwin

4.

Архитектура Mac OS X

5. Darwin — основа macOS

• Darwin включает:
1) Ядро XNU (X is Not Unix)
2) BSD-компоненты (сеть, процессы, FS)
3) Device Drivers (I/O Kit)
4) Файловые системы: HFS+, APFS
5) Boot Loader

6. Ядро XNU

• Гибридное ядро: Mach + BSD
• Поддержка SMP
• Использует I/O Kit для драйверов
• Работает в режиме ядра и пользователя

7. Подсистема Mach

Mach обеспечивает:
1) Виртуальную память
2) Планирование потоков
3) Межпроцессное взаимодействие (IPC)
4) Абстракции: task, thread, port, message

8. Подсистема BSD

Реализует UNIX-функции:
1) Пользователи, группы
2) Файловые дескрипторы
3) Сокеты, TCP/IP
4) POSIX-вызовы
Слой взаимодействия приложений с ядром

9. Подсистема I/O Kit

• Объектно-ориентированные драйверы
(Subset C++)
• Горячее подключение устройств
• Динамическая загрузка
• Расширение без перезагрузки
• Иерархия классов

10. Графическая подсистема

• Quartz Compositor — отрисовка окон
• Core Graphics (Quartz 2D) — 2D
• Metal / OpenGL — 3D и GPU
• Core Animation / Core Image — эффекты
• Плавный, стабильный интерфейс

11. Безопасность macOS

• Изоляция процессов
• Code Signing
• Gatekeeper и Sandbox
• FileVault (шифрование)
• SIP — защита системных файлов

12. Заключение

• macOS — UNIX-система с гибридным ядром
XNU
• Архитектура сочетает BSD и Mach
• Обеспечивает стабильность, безопасность и
удобство
• Darwin и XNU — база всей экосистемы
Apple