- •Функции и механизмы программ-диспетчеров, предшественников операционных систем.
- •Функции и механизмы мультипрограммных операционных систем.
- •Функции и механизмы сетевых и мобильных операционных систем.
- •Задачи и механизмы организации интерфейса между пользовательскими приложениями и аппаратным обеспечением вычислительной системы.
- •Методы организации эффективного использования ресурсов компьютера. Критерии эффективности. Управление ресурсами.
- •Принципы разработки архитектуры современной операционной системы.
- •Виды архитектур ядер операционных систем.
- •Монолитная архитектура ядра операционной системы.
- •Многослойная архитектура ядра операционной системы.
- •Микроядерная архитектура операционной системы.
- •Понятие процесса, потока, нити, задания.
- •Функции подсистемы управления процессами.
- •Методы создания процессов.
- •Модель жизненного цикла процесса.
- •Виды планирования и их место в жизненном цикле процесса.
- •Критерии эффективности и свойства методов планирования процессов, параметры планирования процессов.
- •Дисциплины обслуживания без внешнего управления приоритетами (fcfs, rr, sjf), гарантированное планирование.
- •Приоритетное планирование с внешним управлением приоритетами, многоуровневые очереди.
- •- Многоуровневые очереди(преподы и студенты)
- •- Многоуровневые очереди с обратной связью
- •Проблемы взаимодействующих процессов.
- •Алгоритмы реализации взаимоисключений.
- •Семафоры Дейкстра. Решение проблемы «производитель-потребитель» с помощью семафоров.
- •Тупики. Условия возникновения и направления борьбы с тупиками.
- •Принципы управления памятью вычислительной системы. Виртуальная память и преобразование адресов.
- •Методы распределения оперативной памяти без использования внешней памяти.
- •Страничная организация виртуальной памяти.
- •Сегментно-страничная организация виртуальной памяти.
- •Методы выделения дискового пространства и записи последовательности блоков данных: непрерывная последовательность блоков, связный список, таблица размещения файлов.
- •Методы выделения дискового пространства и записи последовательности блоков данных: индексные дескрипторы.
- •Области применения технологий виртуализации.
- •Типы виртуализации по принципу действия.
- •Типы виртуализации по видам виртуализируемой среды.
- •Технология Red Hat Enterprise Virtualization.
- •Организация распределенных вычислительных систем.
- •Синхронизация в распределенных системах.
- •Принципы обеспечения безопасности в современных операционных системах. Основные функции подсистемы защиты ос
- •Аутентификация, авторизация, идентификация пользователей.
Тупики. Условия возникновения и направления борьбы с тупиками.
Тупик- Взаимоблокировка (Когда процессы не могут продолжать своё выполнение)
Условия возникновения тупиков:
1. Каждый ресурс может использовать только один процесс.
2. Условие ожидание ресурса. Держит 1 ресурс и запрашивает другой.
3. Не перераспределяемость ресурсов: нельзя отобрать ресурс у процесса.
4. Круговое ожидание: каждый процесс удерживает ресурс нужный кому-то дальше по цепочке.
Решения:
Игнорировать тупики
Предотвращать тупики
Процессы становятся в очередь за ресурсом, но при этом считают, что получили ресурс. (проблема 1)
Процессы если не могут получить ресурс, отпускают все свои ресурсы. (проблема 2)
Передача ресурсов более высокоприоритетному процессу и убийство процесса с более низким приоритетом, который занимает этот ресурс. (проблема 3)
Проиндексировать все ресурсы и выдавать их в строго заданном порядке. (проблема 4)
Обнаруживать тупики
Делать восстановление после тупиков
Принципы управления памятью вычислительной системы. Виртуальная память и преобразование адресов.
ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА
0 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9
-------------------------------------
0 - 1 - 2 - 3 - 4
ПАМЯТЬ КАКОЙ-ТО ПРОГРАММЫ
Виртуализация памяти- это явление когда часть физической памяти выделяется для определенного процесса и ее адреса для данного процесса преобразуются в новые, начинающиеся с нуля.
Принципы управления памятью вычислительной системы
Функции ОС по управлению оперативной памятью:
Отслеживание наличия свободной и занятой памяти;
Контроль доступа к адресным пространствам процессов;
Вытеснение кодов и данных из оперативной памяти на диск, когда размеров памяти недостаточно для размещения всех процессов, и возвращение их обратно;
Настройка адресов программы на конкретную область физической памяти;
Защита выделенных областей памяти процессов от взаимного вмешательства.
Методы распределения оперативной памяти без использования внешней памяти.
Методы распределения памяти:
Без подкачки. Применяется в embedded системах.
фиксированными разделами – разделяет память на блоки с фиксированным размером, и каждая программа получает заданный фиксированный размер.
одинаковые разделы по размеру. Проблемы: программа может не влезть, неэффективность использование памяти для маленьких программ, ограниченное количество программ может быть одновременно запущенно. Плюс: быстрое вычисление адресов.
разные разделы по размеру. Программа пытается занять наименьший из возможных доступных разделов. Плюсы и минусы схожи с одинаковыми по размеру. Чуть более эффективно для программ с малым размером, но менее для больших.
динамическими разделами. Программы последовательно загружаются друг за другом в память. Возникает фрагментация памяти со временем.
перемещаемыми разделами. Аналогично динамическим разделам, но память можно перемещать. Варианты начала дефрагментации памяти:
Когда приложение можно запустить и памяти хватает, но она фрагментирована. Получаем резкую пиковую нагрузку.
Дефрагментация идет в фоновом режиме. Общая потеря производительности ОС.