- •Билет 1 Поколения компьютеров
- •1.1. Первое поколение компьютеров.
- •1.2. Второе поколение компьютеров.
- •1.3. Третье поколение – компьютеры на интегральных схемах.
- •1.4. Компьютеры четвертого поколения и далее.
- •Аппаратный уровень вычислительной системы
- •2.2. Управление физическими ресурсами
- •2.3. Управление логическими/виртуальными ресурсами.
- •Система программирования – это комплекс программ, обеспечивающий поддержание жизненного цикла программы в вычислительной системе.
- •2.5 Прикладные системы
- •Этапы развития
- •2.5.3 Основные тенденции в развитии современных прикладных систем
- •. Выводы
- •Билет №6 Основы архитектуры компьютера. Основные компоненты и характеристики. Структура и функционирование цп. Центральный процессор Структура, функции цп
- •Регистры общего назначения (рон)
- •Специальные регистры
- •Буферизация работы с операндами
- •Алгоритм для записи данных в озу
- •Буферизация выборки команд
- •Примерный алгоритм использования
- •Определение. Последовательность действий при обработке
- •3.6.1 Внешние запоминающие устройства (взу).
- •3.6.1.1 Устройство последовательного доступа
- •3.6.1.2 Устройства прямого доступа
- •3.6.2 Организация потоков данных при обмене с внешними устройствами
- •3.6.4 Организация управления внешними устройствами
- •Прерывания: организация работы внешних устройств.
- •Синхронная работа с ву
- •Асинхронная работа с ву
- •Билет 11 Иерархия памяти
- •4.4. Иерархия памяти.
- •Билет 12 Мультипрограммный режим
- •Билет 13 Организация регистровой памяти (регистровые окна, стек)
- •5.2. Модель организации регистровой памяти в Intel Itanium.
- •Билет 14 Виртуальная оперативная память Аппарат виртуальной памяти
- •Билет 15
- •Системы с распределенной памятью – mpp.
- •Системы с общей памятью – smp.
- •Системы с неоднородным доступом к памяти – numa.
- •Кластерные системы.
- •Билет 17. Терминальные комплексы. Компьютерные сети. Терминальные комплексы.
- •Многомашинные вычислительные комплексы
- •Билет 18 Базовые понятия, определения, структура
- •Системы разделения времени
- •Сетевые, распределенные ос
- •Билет 21 Семейство протоколов tcp/ip
- •Ip адрес представляется последовательностью четырех байтов. В адресе кодируется уникальный номер сети, а также номер компьютера (сетевого устройства в сети).
- •Транспортный уровень
- •Уровень прикладных программ
- •Однако жизненные циклы процессов в реальных системах могут иметь свою, системно-ориентированную совокупность этапов.
- •Типы процессов
- •Принципы организации свопинга.
- •Определение процесса. Контекст
- •Контекст процесса
- •Аппарат системных вызов в oc unix.
- •Базовые средства организации и управления процессами
- •Механизм замены тела процесса.
- •Завершение процесса.
- •Жизненный цикл процессов
- •Формирование процессов 0 и 1
- •Основные задачи планирования
- •Планирование распределения времени цп между процессами
- •8.3.1 Кванты постоянной длины.
- •8.3.2 Кванты переменной длины
- •Алгоритмы, основанные на приоритетах
- •8.4.1 Планирование по наивысшему приоритету (highest priority first - hpf).
- •8.4.2 Класс подходов, использующих линейно возрастающий приоритет.
- •8.4.3 Нелинейные функции изменения приоритета
- •8.5 Разновидности круговорота.
- •8.6 Очереди с обратной связью (feedback – fb).
- •Билет 27 Смешанные алгоритмы планирования
- •Билет 29 Планирование в системах реального времени
- •Семафоры.
- •Мониторы.
- •Дополнительная синхронизация: переменные-условия.
- •Обмен сообщениями.
- •Синхронизация.
- •Адресация.
- •Длина сообщения.
- •Билет 33 Классические задачи синхронизации процессов. «Обедающие философы»
- •Билет 34 Задача «читателей и писателей»
- •Билет 35 Задача о «спящем парикмахере»
- •Сигналы.
- •Обработка сигнала.
- •Программа “Будильник”.
- •Двухпроцессный вариант программы “Будильник”.
- •Программные каналы
- •Использование канала.
- •Реализация конвейера.
- •Совместное использование сигналов и каналов – «пинг-понг».
- •Именованные каналы (fifo)
- •Модель «клиент-сервер».
- •Билет 39 Трассировка процессов. Трассировка процессов.
- •Трассировка процессов.
- •Для билетов 40-42 общая часть Именование разделяемых объектов.
- •Генерация ключей: функция ftok().
- •Общие принципы работы с разделяемыми ресурсами.
- •Очередь сообщений.
- •Доступ к очереди сообщений.
- •Отправка сообщения.
- •Получение сообщения.
- •Управление очередью сообщений.
- •Использование очереди сообщений.
- •Очередь сообщений. Модель «клиент-сервер»
- •Билет 41 Разделяемая память
- •Создание общей памяти.
- •Доступ к разделяемой памяти.
- •Открепление разделяемой памяти.
- •Управление разделяемой памятью.
- •Общая схема работы с общей памятью в рамках одного процесса.
- •Семафоры.
- •Доступ к семафору
- •Операции над семафором
- •Управление массивом семафоров.
- •Работа с разделяемой памятью с синхронизацией семафорами.
- •1Й процесс:
- •2Й процесс:
- •Механизм сокетов.
- •Типы сокетов. Коммуникационный домен.
- •Создание и конфигурирование сокета. Создание сокета.
- •Связывание.
- •Предварительное установление соединения. Сокеты с установлением соединения. Запрос на соединение.
- •Сервер: прослушивание сокета и подтверждение соединения.
- •Прием и передача данных.
- •Завершение работы с сокетом.
- •Резюме: общая схема работы с сокетами.
- •Билет 44
- •Структурная организация файлов
- •Атрибуты файла
- •Типовые программные интерфейсы работы с файлами
- •Индексные узлы (дескрипторы)
- •Модели организации каталогов
- •Варианты соответствия: имя файла – содержимое файла
- •Организация фс Unix
- •Логическая структура каталогов
- •Билет 50. Модель версии System V Структура фс
- •Работа с массивами номеров свободных блоков
- •Работа с массивом свободных ид
- •Индексные дескрипторы
- •Адресация блоков файла
- •Файл каталог
- •Установление связей
- •Недостатки фс модели версии System V
- •Билет 51. Модель версии ffs bsd
- •Стратегии размещения
- •Внутренняя организация блоков
- •Структура каталога ffs
- •Архитектура.
- •Программное управление внешними устройствами
- •Буферизация обмена
- •Планирование дисковых обменов
- •Билет 54 .Raid системы.
- •Файлы устройств, драйверы
- •Буферизация при блок-ориентированном обмене
- •Билет 57. Управление оперативной памятью
- •Двухуровневая организация
2.2. Управление физическими ресурсами
Назначение – систематизация и стандартизация правил программного использования физических ресурсов.
Драйвер физического устройства – программа, основанная на использовании команд управления конкретного физического устройства и предназначенная для организации работы с данным устройством.
Появились специализированные устройства – драйверы физических устройств.
Предоставление унифицированного интерфейса для программного использования.
Драйвер физического устройства решал задачи:
-
Сокрытие от пользователя некоторых нюансов.
-
Предоставление упрощенного интерфейса для упрощенного доступа к данному физическому ресурсу.
С помощью драйвера мы можем читать и писать поблочно. Драйвер позволяет работать с записями определенной длины. Два драйвера: один обеспечивает блочный обмен, другой – работу с записями произвольной длины.
В программном обеспечении появились драйверы, которые достаточно хорошо были отлажены. Надежность программного обеспечения повысилась.
Упрощенные интерфейсы привели к преобразованию программы для работы с другим драйвером. Программист должен был быть знаком со всеми интерфейсами и драйверами физических устройств. Возникла проблема: программа и пользователь должны были модифицироваться каждый раз при смене устройств. Для решения этих проблем появляется следующий уровень:
2.3. Управление логическими/виртуальными ресурсами.
Логическое/виртуальное устройство (ресурс) – устройство, некоторые эксплуатационные характеристики которого реализованы программным образом.
Драйвер логического/виртуального ресурса – программа, обеспечивающая существование и использование соответствующего ресурса.
Этот уровень ориентирован на пользователя. Команды данного уровня не зависят от физических устройств, они обращены к предыдущему уровню. На базе этого уровня могут создаваться новые логические ресурсы.
При организации драйвера могут использоваться драйвера физических или логических/виртуальных устройств.
Система поддерживает иерархию драйверов. Многоуровневая унификация интерфейса.
Ресурсы вычислительной системы – совокупность всех физических и виртуальных ресурсов. Одной из характеристик ресурсов является их конечность, следовательно, возникает конкуренция за обладание ресурсом между его программными потребителями.
Средства программирования, доступные на уровнях управления ресурсами ВС:
-
система команд компьютера
-
-
-
-
-
-
-
-
-
программные интерфейсы драйверов устройств (как физических, так и виртуальных
Операционная система – это комплекс программ, обеспечивающий управление ресурсами вычислительной системы. Пользователю же доступна система команд.
Разветвленная иерархия виртуальных и физических устройств.
Драйверы можно разделить на 3 группы:
-
драйверы физических устройств
-
драйверы устройств аппаратного типа
3)драйверы виртуальных устройств
Билет №3 Структура вычислительной системы. Ресурсы ВС – физические, виртуальные. Уровень систем программирования.
Система программирования – это комплекс программ, обеспечивающий поддержание жизненного цикла программы в вычислительной системе.
Жизненный цикл программы в вычислительной системе состоит из четырех основных этапов:
-
Проектирование программного продукта. Состоит из нескольких взаимосвязанных между собой действий: исследование, характеристика объектов вычислительной системы, модель функционирования, характеристика инструментальной вычислительной системы, алгоритмы и инструментальные средства, априорная оценка.
-
Кодирование (программная реализация). Построение кода на основании спецификаций при использовании языков программирования и трансляторов. Системы поддержки версий – фиксируют реализацию продукта в данный момент времени.
-
Тестирование и отладка – это проверка программы на тестовых нагрузках, Принимается решение о формировании минимального набора тестов, более полно проверяющих программу.
-
Ввод программной системы в эксплуатацию (внедрение) и сопровождение.
Отладка – процесс поиска, локализации и исправления зафиксированных при тестировании ошибок.
Последний этап предъявляет программному продукту целый ряд специфических требований. Этапы жизненного цикла программы могут комбинироваться.
Среди современных технологий разработки программного обеспечения можно выделить каскадную модель, каскадную итерационную модель и спиральную модель, которые более подробно представлены на слайдах.
Система программирования – это комплекс программ, обеспечивающий технологию автоматизации проектирования, кодирования, тестирования, отладки и сопровождения программного обеспечения.
С 90-х годов 20 века по настоящее время – появляются промышленные средства автоматизации проектирования программного обеспечения, case-средств, унифицированного языка моделирования UML. Системы программирования – интегрированные системы.
Средства программирования, доступные на уровне системы программирования – программные средства и компоненты СП, обеспечивающие поддержание жизненного цикла программы. +2 слайда
Билет №4 Структура Вычислительной системы. Ресурсы ВС- физические и виртуальные. Уровень прикладных систем.