
- •Введение. Основные понятия и определения.
- •Раздел 1. Организация программ.
- •1 .1. Модульный принцип разработки и организации программ
- •1.2. Связи между модулями.
- •Связь по управлению
- •Связь по данным
- •1.3. Структура объектного модуля
- •1.3.1. Принцип редактирования связей9.
- •1.4. Структура программ.
- •1. Программы простой структуры
- •2. Структуры с перекрытиями12
- •1.5. Первоначальная загрузка (Initial Program Loading) – ipl.
- •1.6. Замечание об адресных пространствах:
- •1.7. Динамическая организация программ
- •1.7.1. Загрузка модуля
- •1.7.2. Выделение памяти под загружаемый модуль
- •1.7.3. Реентерабельные14 программы
- •1.7.4. Замечание о динамических параллельных процессах:
- •Раздел 2. Организация мультиобработки
- •Типы систем обработки данных
- •Раздел 3. Управление процессами.
- •3.1 Понятие Процесс. Состояния процесса
- •3.2. Планирование процессов. Понятие очереди.
- •3.3. Взаимодействие процессов. Пользовательский уровень.
- •3.4. Планирование процессора.
- •3.4.1. Критерии планирования процессора.
- •3.4.2. Стратегии планирования процессора. Первый пришел – первый обслуживается (fifo). First Come – First Served (fcfs)
- •Стратегия наиболее короткая работа —sjf
- •Приоритетное планирование.
- •Планирование с использованием многоуровневой очереди.(Multilevel queue scheduling)
- •Планирование с использованием многоуровневой очереди с обратными связями (multilevel feedback queue sheduling)
- •3.5. Многопотоковые процессы
- •Раздел 4. Файловая система.
- •4.1. Основные понятия организации данных
- •4.2. Организация файла
- •4.2.1. Последовательная и произвольная обработка
- •4.3. Организация дисковой памяти
- •4.3.1. Диски – физическая структура
- •4.3.2. Диски – логическая структура
- •4.3.3. Распределение дискового пространства
- •4.3.4. Особенности жестких дисков
- •4.4. Древовидная файловая организация
- •4.4.1. Организация каталогов
- •4.4.2. Создание и удаление файла
- •4.5. Управление дисковым пространством и способы размещения файлов на поверхности
- •4.5.1. Непрерывное распределение
- •4.5.2. Распределение в разброс
- •2. Индексирование кластеров.
- •4.6. Связь программ с файлами.
- •4.6.1. Проблема обеспечения независимости программ от расположения и характеристик файлов
- •4.6.2. Действия open.
- •4.6.2. Действия close.
- •4.7.3. Логическая буферизация.
- •Раздел 5. Управление невиртуальной памятью.
- •5.1. Своппинг. (swapping)
- •5.2. Смежное размещение процессов.
- •5.2.1. Однопрограммный режим.
- •5.2.2 Мультипрограммный режим с фиксированными границами.
- •5.2.3. Мультипрограммирование с переменными разделами. (multiprogramming with a variable number of tasks (mvt).
- •5.2.4. Мультипрограммирование с переменными разделами и уплотнением памяти.
- •5.2.5. Основные стратегии заполнения свободного раздела.
- •5.3. Страничная организация памяти.
- •5.3.1. Базовый метод.
- •5.3.2. Аппаратная поддержка страничной организации памяти.
- •5.4. Сегментная организация памяти.
- •5.4.1. Базовый метод сегментной организации памяти.
- •5.4.2. Разделение сегмента между несколькими процессами.
- •5.4.3. Фрагментация.
- •Раздел 6. Управление виртуальной памятью.
- •6.1. Страничирование по запросу (demand paging).
- •6.2. Замещение страниц.
- •6.3.1. Fifo.
- •6.3.2. Оптимальный алгоритм.
- •6.3.3. Lru — алгоритм (least recently used)
5.2.3. Мультипрограммирование с переменными разделами. (multiprogramming with a variable number of tasks (mvt).
Метод Multiprogramming with a Variable number of Tasks предполагает разделение памяти на разделы и использование загрузочных модулей в перемещаемых адресах, однако, границы разделов не фиксируются.
В начальной фазе отсутствует фрагментация, связанная с тем, что размер очередного процесса меньше размера, занимаемого этим процессом раздела. На этой фазе причиной фрагментации является несоответствие размера очередного процесса и оставшегося участка памяти. По мере завершения работы программы освобождаются отдельные разделы. В том случае, когда освобождаются смежные разделы, границы между ними удаляются и разделы объединяются.
За счет объединения или слияния смежных разделов образуются большие фрагменты, в которых можно разместить большие программы из очереди.
Таким образом, на фазе повторного размещения действуют те же причины фрагментации, что и для метода MFT.
5.2.4. Мультипрограммирование с переменными разделами и уплотнением памяти.
Я
Уплотнением памяти называется перемещение всех занятых разделов по адресному пространству памяти. Таким образом, чтобы свободный фрагмент занимал одну связную область.
На практике реализация уплотнения памяти сопряжена с усложнением операционной системы и обладает следующими недостатками:
в тех случаях, когда мультипрограммная смесь неоднородна по отношению к размерам программ, возникает необходимость в частом уплотнении, что расходует ресурс процессорное время и компенсирует экономию ресурса памяти.
во время уплотнения все прикладные программы переводятся в состояние “ожидание”, что приводит к невозможности выполнения программ в реальном масштабе времени.
5.2.5. Основные стратегии заполнения свободного раздела.
Рассмотренные методы мультипрограммирования предполагают наличие входной очереди/очередей к разделам основной памяти.
В том случае, когда освобождается очередной раздел, операционная система должна выбрать один из процессов для размещения его в памяти. Алгоритм выбора может использовать одну из следующих трех стратегий:
стратегия наиболее подходящего (best fit strategy) выбирает процесс, которому в освободившемся разделе наиболее тесно (выигрыш в памяти).
стратегия первого подходящего (first fit strategy) выбирает первый процесс, который может разместить в освободившемся разделе.
стратегия наименее подходящего (last fit strategy) выбирает процесс, которому в освободившемся разделе наиболее свободно (в этом случае остающийся фрагмент часто достаточен для размещения еще одного процесса)
5.3. Страничная организация памяти.
Страничная организация памяти (paging) относится к методам несмежного размещения процессов в основной памяти.
Основное достоинство страничной организации памяти заключается в том, что она позволяет свести к минимуму общую фрагментацию за счет полного устранения внешней фрагментации и минимизации внутренней фрагментации.