Принцип Фон Неймана:

С точки зрения ОС код программы и данные – неразличимые вещи.

4.Понятие о файлах. Физические и логические файлы.

Физический файл – это набор данных, единица информации в ОС, поименованная совокупность данных, имеющая единое назначение, определенную организацию и расположение на конкретном носителе информации, характеризующийся 4-мя параметрами:

• имя ([устройство:][путь\]имя[.тип])

• назначение (для какого приложения - обычно связано с типом)

• организация

• местоположение (на носителе)

Логический файл – шаблон данных, поименованная совокупность логических данных, имеющая единое назначение и определенную организацию.

Программа оперирует с логическими файлами:

• имя (в программе FILE *F и т.п.)

• назначение (чтение/запись, временный, существующий и т.п.)

• организация (битовый/текстовый)

Запись – мнимая структурная единица файла.

Блок – единица хранения файлов.

Если носитель размечен, то записи и блоки могут соотноситься по-разному

Организация файла:

• Последовательная

• Индексно-последовательная

• Библиотечная

• Прямая

Файл по отношению к программе:

Исходный/Временный/Результирующий

Неделимый(двоичный)/Форматированный(из полей)

При выполнении программы происходит связывание логического и физического файла. Связывание может быть статическое (один раз и до конца выполнения программы – stdin/stdout) и динамическое(имя файла с клавиатуры или заранее в программе).

5.Организация файлов.

Типы записей

• F фиксированной длины.

• V переменная длина не превосходит максимально возможной, имеют дополнительный дескриптор, выделяющий длину.

• U неопределенная длина (PRN).

Типы записей блоками

• F 1 блок - 1запись

• FB 1блок - целое количество записей (без пустого места)

• VB 1 блок - целое количество записей переменной длины с дескриптором

• VBS переменной длины, блокированная, сегментированная.

Работу над записями блоков берет на себя ОС.

Логический файл может быть связан с физическим, имеющим ту же структуру.

Организация файла - способы компоновки записей.

Последовательные файлы

Записи располагаются друг за другом.

(Магнитофонная лента)

Индексно-последовательные файлы (файлы с прямой организацией)

Вначале идет последовательная таблица ключей (каждая запись снабжена ключом и адресом), возможно не одна, а несколько разных уровней (разные ключи) – для больших файлов. Потом – записи со своими ключами. Записи могут не располагаться в хронологическом порядке.

(Грампластинка)

Библиотечные файлы

Последовательный файл(с разделами) последовательных файлов (с записями) с оглавлением, в котором описаны разделы. Элементы оглавления = имя + атрибуты (адреса, длины, характеристики записей).

Библиотеки формируются из файлов одного типа и без повторных разделов.

Библиотеки в ОС либо полностью переписываются, либо в них обновляются нужные разделы.

Файлы прямого доступа (не поддерживаются ОС)

Обращение к записям происходит по их прямому адресу.

6.Понятие о прерываниях как средстве управления ресурсами КС.

ОС позволяет разделять ресурсы между программами.

О С однопользовательские однозадачные (DOS)

многозадачные (OS/2)

многопользовательские Сетевые

Несетевые Режим разделения времени

Процесс – единица работы CPU:

• Код программы

• Данные

• Управляющая информация – совокупность сведений, необходимых ОС для обслуживания процесса.

PCB (Program Control Block)

• Ссылки на соседние PCB

• ID процесса

• Адрес области сохранения процесса

• Приоритет процесса

• Список динамических ресурсов процесса

В DOS функции PCB выполняет PSP.

Режим мультипрограммирования

Выполняются несколько неравноправных процессов.

Под режимом мультипрограммирования подразумевают такое функционирование ОС, когда существует несколько процессов, готовых к выполнению и конкурирующих за ресурсы ОС. В этом случае ОС решает вопрос, какой процесс выполнять первым и кому какие ресурсы в первую очередь надо выделить.

Режим разделения времени

Основной режим функционирования многозадачных ОС.

Многопользовательские системы функционируют в режиме разделения времени, где конкурируют несколько равноправных процессов, которые функционируют в режиме обычной очереди. При переключении процесса после выполнения очередной команды процессором ему подсовывается адрес команды для выполнения другого процесса.

Режим реального времени

Многие ОС работают в РРВ. Основным механизмом поддержки мультипрограммирования является аппарат прерываний.

Общие принципы обработки прерываний

Прерывание – аппаратное средство, позволяющее ОС временно приостановить выполнение одного процесса с целью выполнения другого.

Вход в прерывание аппаратный, выход – программный.

Прерывания делятся на синхронные (связанные с выполнением текущего процесса) и асинхронные (не связанные).

Прерывания бывают:

1. I/O (ввода/вывода)

2. Ext (внешние, от внешних устройств, e. g. таймер)

3. Pgm (программные)

4. Svc (Super Visor) (обращение к ОС из программы)

5. Mch (машинное прерывание, от схем контроля)

PSW (Process status word) – совокупность регистров, которые содержат адрес следующей выполняемой программы и флаги состояния процесса.

Блокировка процесса - временное его прерывание с целью выполнения др. процесса

Процесс A генерирует прерывание ввода-вывода.

1. CPU останавливается

2. PSW процесса A записывается в область ОП old PSW

3. в соответствии с распознанным типом прерывания из области new PSW выбирается PSW, который записывается в текущий PSW.

4. Разблокировка CPU.

5. Из PCB процесса B загружается текущее PSW.

1-4 аппаратно, 4-5 – программно.

В процессе обработки прерывания может возникнуть новое прерывание.

Обработчики некоторых прерываний не могут быть прерваны другими прерываниями. Для этого существует аппарат блокировки прерываний. Обработчиков прерываний много. Для каждого из них существует свое newPSW. Некоторые обработчики выполняются в закрытых масках, т. е. они обязаны выполняться до конца. Прерывания значительно увеличивают скорость работы КС.