- •Операционные системы и среды
- •1.Назначение и функции ос. Характеристики современных ос.
- •2. Принципы построения ос. Ядро. Микроядерная архитектура.
- •Типы архитектур ядер операционных систем
- •3. Микроядерная архитектура(microkernel architecture)
- •3.Многозадачность и многопроцессорность ос Мультипрограммирование
- •1.Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •2.Мультипрограммирование в системах разделения времени
- •3.Мультипрограммирование в системах реального времени
- •Мультипроцессорная обработка
- •4.Понятие процесса и потока. Планирование и диспетчеризация потоков. Алгоритмы планирования. Процессы и потоки
- •Алгоритмы планирования
- •1.Вытесняющие алгоритмы планирования, основанные на квантовании
- •2.Вытесняющие алгоритмы планирования, основанные на приоритетах
- •3.Смешанные алгоритмы планирования
- •5.Назначение и типы прерываний.
- •Механизм прерываний
- •6.Алгоритмы распределения памяти.
- •1. Алгоритмы распределения памяти без использования внешней памяти
- •1.2.Распределение памяти динамическими разделами
- •1.3.Распределение памяти перемещаемыми разделами
- •2.Алгоритмы распределения памяти с использованием внешней памяти
- •2.1.Страничное распределение
- •2.2.Сегментное распределение
- •2.3.Сегментное - страничное распределение
- •7. Файлы, типы файлов, атрибуты файлов.
- •8.Логическая и физическая организация файловой системы.
1.2.Распределение памяти динамическими разделами
При использовании данного метода память в начальный момент времени считается свободной (за исключением памяти отведенной под ОС). Каждому процессу отводится вся необходимая память. Если ее не хватает, то процесс не создается. В произвольный момент времени память представляет собой случайную последовательность занятых и свободных участков.
Функции ОС:
Ведение таблиц свободных и занятых участков
Поиск участка
Загрузка и корректировка таблиц
После завершения процесса корректировка таблиц
Достоинство: большая гибкость, по сравнению с методом распределения фиксированными разделами. Недостаток – высокий уровень фрагментации.
1.3.Распределение памяти перемещаемыми разделами
В этом методе разработчики попытались учесть достоинства и недостатки предыдущего.
Один из способов борьбы с фрагментацией – сжатие, таким образом, чтобы вся свободная память образовала непрерывную область – дефрагментация. Такой метод был применен в ранних версиях OS/2. Недостаток этого метода – низкая производительность.
2.Алгоритмы распределения памяти с использованием внешней памяти
Для полной загрузки процессора могут понадобиться иногда сотни интерактивных задач. Все они должны быть размещены в памяти, большая часть которых находится в состоянии ожидания. Логично было бы на время ожидания, в случае нехватки физической памяти, вытеснять их на диск, а когда необходимо, возвращать в память. Такая подмена (виртуализация) оперативной памяти дисковой памятью существенно повышает уровень мультипрограммирования. Важно, что все действия по перемещению происходят автоматически, без участия программиста. Для виртуализации применяются два основных подхода: Свопинг – образ процесса выгружается на диск и возвращается в память целиком. Часто называется подкачкой. Виртуальная память – образ процесса выгружается на диск и возвращается в память частями (сегментами, страницами...)
Реализация виртуальной памяти, представлена тремя классами: страничное распределение, сегментное, сегментно-страничное распределение
2.1.Страничное распределение
При страничном распределении виртуальная память делится на части одинакового и фиксированного для данной системы размера, называемыми виртуальными страницами. Вся оперативная память также делится на части такого же размера, называемые физическими страницами. Размер страницы выбирается равным степени двойки: 512, 1024, 4096 и т.д.
Адрес страницы входит в контекст процесса. Таблица страниц состоит из дескрипторов. Каждый дескриптор включает:
Номер физической таблицы
Признак присутствия в ОЗУ (формируется аппаратно)
Признак модификации (формируется аппаратно)
Признак обращения (формируется аппаратно)
Виртуальный адрес, который представлен парой (p, sv) преобразуется в (n, sf). Объем страницы равен степени 2k, тогда смещение (s) можно получить отделением к разрядов Аппаратно, из регистра извлекается адрес таблицы страниц. На основании номера страницы Р и длины записи L, определяется адрес дескриптора (A=AT+P*L). Из таблицы извлекается номер физической страницы N. К номеру N присоединяется смещение S.
Размер страниц, (часто 4096) влияет на размер таблиц, а это в свою очередь отражается на производительности. для устранения этого недостатка ВАП может делится на разделы, а в каждом разделе формируется своя таблица страниц. Этот вариант ускоряет поиск.