- •Оглавление
- •1 Операционные системы. Общие понятия 6
- •2 Однопользовательские операционные системы 16
- •3 Сетевые операционные системы 18
- •4 Управление локальными ресурсами 23
- •5 Современные концепции и технологии проектирования операционных систем 60
- •Введение
- •1Операционные системы. Общие понятия
- •1.1Понятие и функции операционной системы
- •1.1.1Ос как расширенная машина
- •1.1.2Ос как система управления ресурсами
- •1.2Этапы развития ос
- •1.3Классификация ос
- •1.3.1Особенности алгоритмов управления ресурсами
- •Поддержка многозадачности
- •Поддержка многопользовательского режима
- •Вытесняющая и невытесняющая многозадачность
- •Поддержка многонитевости
- •Многопроцессорная обработка
- •1.3.2Особенности аппаратных платформ
- •1.3.3Особенности областей использования
- •1.3.4Особенности методов построения
- •2Однопользовательские операционные системы
- •2.1Структура однозадачной операционной системы
- •2.2Структура многозадачной операционной системы
- •3Сетевые операционные системы
- •3.1Структура сетевой операционной системы
- •3.2Одноранговые сетевые ос и ос выделенных серверов
- •4Управление локальными ресурсами
- •4.1Понятие ресурса
- •4.1.1Свойства и классификация ресурсов
- •4.1.2Действия над ресурсами
- •4.2Управление процессами
- •4.2.1Состояние процессов
- •4.2.2Алгоритмы планирования процессов
- •4.2.3Вытесняющая и невытесняющая многозадачность
- •4.2.4Нити
- •4.2.5Взаимодействие процессов Разделяемая память
- •Программные каналы
- •Системы, управляемые событиями
- •4.2.6Средства синхронизации процессов Проблема синхронизации
- •Критическая секция
- •4.3Управление памятью
- •4.3.1Типы адресов
- •4.3.2Методы распределения памяти без использования дискового пространства
- •Распределение памяти фиксированными разделами
- •Распределение памяти разделами переменной величины
- •Перемещаемые разделы
- •4.3.3Методы распределения памяти с использованием дискового пространства Понятие виртуальной памяти
- •Страничное распределение
- •Сегментное распределение
- •Странично-сегментное распределение
- •Свопинг
- •4.3.4Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных
- •4.4Управление вводом-выводом
- •4.4.1Физическая организация устройств ввода-вывода
- •4.4.2Организация программного обеспечения ввода-вывода
- •Обработка прерываний
- •Драйверы устройств
- •Независимый от устройств, слой операционной системы
- •Пользовательский слой программного обеспечения
- •4.5Файловая система
- •4.5.1Имена файлов
- •4.5.2Типы файлов
- •4.5.3Логическая организация файла
- •4.5.4Физическая организация и адрес файла
- •4.5.5Права доступа к файлу
- •4.5.6Общая модель файловой системы
- •4.5.7Отображаемые в память файлы
- •4.5.8Современная архитектура файловой системы
- •5Современные концепции и технологии проектирования операционных систем
- •5.1Требования, предъявляемые к ос нового поколения
- •5.2Пользовательский интерфейс
- •5.2.1Интерфейс cli
- •5.2.2Интерфейс gui
- •5.3Операционная система Windows nt
- •5.3.1История создания
- •5.3.2Особенности Windows nt версий 4.0 и 5.0
- •5.3.3Требования к аппаратуре
- •5.3.4Области использования Windows nt
- •5.3.5Микроядерная структура Windows nt
- •5.3.6Планирование процессов и нитей
- •5.3.7Управление памятью
- •5.3.8Файловые системы Windows nt
- •Файловая система fat
- •Файловая система ntfs Структура ntfs
- •Короткие имена
- •Надежность ntfs
- •5.3.9Управление вводом-выводом в Windows nt
- •5.3.10Встроенная сетевая поддержка в Windows nt
- •5.3.11Доменная справочная служба Windows nt
- •5.3.12Служба каталогов Active Directory Общие сведения о службе каталогов
- •Архитектура Active Directory
- •Модель данных
- •Логическая структура
- •Модель защиты данных
- •Модель управления
- •Свойства Active Directory
- •Интеграция dns
- •Именование объектов
- •Доступ к Active Directory
- •Виртуальные контейнеры
- •Глобальный каталог
- •Безопасность
- •Репликация
- •Деревья и лес
- •Логическая структура
- •Публикация
- •Лабораторные работы по курсу «Операционные системы»
- •Управление файлами в ms dos
- •Основные отличия Windows от ms dos
- •Windows и объектно-ориентированное программирование
- •Принцип разделения ресурсов компьютера при работе нескольких задач в Windows
- •Динамически подключаемые библиотеки (dll) и принципы организации памяти Windows
- •Реестр Windows
- •Управление файлами в Windows
- •Общая организация традиционного ядра ос unix
- •Основные функции ядра
- •Принципы взаимодействия с ядром
- •Принципы обработки прерываний
- •Файловая система Linux
- •Задание на лабораторную работу
- •Состояние процессов
- •Алгоритмы планирования процессов
- •Взаимодействие и синхронизация процессов
- •Задание на лабораторную работу
- •Варианты заданий
- •Методы распределения памяти с использованием дискового пространства
- •Задание на лабораторную работу
- •Варианты заданий
- •Общая модель файловой системы
- •Физическая организация файла на устройстве внешней памяти
- •Файловая система fat
- •Файловая система ntfs
- •Файловая система ext2
- •Журналируемые файловые системы
- •Задание на лабораторную работу
- •Варианты заданий
- •Литература
Задание на лабораторную работу
Изучить предложенный теоретический материал и подготовить ответы на следующие вопросы:
Какова структура операционной системы MS DOS и назначение основных подсистем ОС?
Что такое прерывание и таблица векторов прерываний?
Какова последовательность загрузки ОС MS DOS и назначение файлов Config.Sys и Autoexec.Bat?
Опишите средства управления файлами в ОС MS DOS. Приведите примеры.
Охарактеризуйте назначение основных подсистем ОС Windows и взаимодействие прикладных программ с ресурсами ЭВМ под управлением этой ОС.
Что такое «аппарат событий» и как он используется в ОС Windows?
Что такое DLL-библиотеки и в чем их отличие от программных модулей?
Что такое системный реестр, каково его назначение и структура?
Опишите структуру системного каталога ОС Windows.
Охарактеризуйте средства управления файлами в ОС Windows. Приведите примеры.
Дайте краткую характеристику структуры ОС Linux.
Охарактеризуйте средства взаимодействия прикладных программ с ядром операционной системы Linux.
Опишите организацию файловой системы в ОС Linux.
Какие средства используются в ОС Linux для управления файлами? Приведите примеры.
Освоить методы работы с файлами и каталогами в различных операционных системах, как с использованием встроенных средств ОС, так и внешних программ.
Подготовить отчет о проделанной работе.
Лабораторная работа №2 «Моделирование алгоритмов управления процессами в операционных системах»
Цель работы
Изучить основные алгоритмы управления процессами в операционных системах, разработать программную модель управления процессами в соответствии с вариантом задания.
Теоретические сведения
Более подробные сведения по данному вопросу можно получить в разделе «4.2. Управление процессами» настоящего учебного пособия.
Подсистема управления процессами
Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления процессами. Процесс – абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой заявку на потребление системных ресурсов. Основными функциями подсистемы управления процессами является:
распределение процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе процессами;
создание и уничтожение процессов;
обеспечение процессов необходимыми системными ресурсами;
поддержка взаимодействий между процессами.
Состояние процессов
В многозадачной системе процесс может находиться в одном из трех основных состояний:
ВЫПОЛНЕНИЕ – активное состояние процесса, во время которого процесс обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором;
ОЖИДАНИЕ – пассивное состояние процесса, процесс заблокирован, он не может выполняться по своим внутренним причинам, он ждет осуществления некоторого события, например, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого процесса, освобождения какого-либо необходимого ему ресурса;
ГОТОВНОСТЬ – также пассивное состояние процесса, но в этом случае процесс заблокирован в связи с внешними по отношению к нему обстоятельствами: процесс имеет все требуемые для него ресурсы, он готов выполняться, однако процессор занят выполнением другого процесса.
В ходе жизненного цикла каждый процесс переходит из одного состояния в другое в соответствии с алгоритмом планирования процессов, реализуемым в данной операционной системе.