- •Вопрос 1. Виды ресурсов вычислительной системы. §1.1 Виды ресурсов вычислительной системы.
- •Вопрос 2. Структура и виды программного обеспечения (по). Характеристика системного по. §1.2 Структура программного обеспечения.
- •Вопрос 3. Классификация ос. §2.1 Классификация операционных систем.
- •Вопрос 4. Назначение и основные функции операционной системы (ос) для автономного компьютера. §2.2 Операционные системы для автономного компьютера
- •Функциональные компоненты ос для автономного компьютера
- •Вопрос 5. Сетевые операционные системы: функциональные компоненты и варианты построения. §2.3 Сетевые операционные системы.
- •Функциональные компоненты сетевой ос
- •Варианты построения сетевых ос
- •Вопрос 6. Одноранговые и серверные операционные системы. §2.4 Одноранговые и серверные операционные системы.
- •Операционные системы в одноранговых сетях
- •Операционные системы в сетях с выделенными серверами
- •Вопрос 7. Принципы построения ос. §3.1 Принципы построения ос.
- •Вопрос 8. Виды программных модулей. §3.2 Виды программных модулей.
- •Вопрос 9. Ядро и вспомогательные модули ос. §3.3 Ядро и вспомогательные модули операционной системы.
- •Вопрос 10. Классическая архитектура ос. §3.4 Классическая архитектура операционной системы.
- •Вопрос 11. Микроядерная архитектура ос. §3.5 Микроядерная архитектура ос.
- •Вопрос 12. В чем заключается принцип безопасности и как он обеспечивается операционной системой? §3.6 Обеспечение безопасности вычислительной системы.
- •Вопрос 13. Что такое мультипрограммирование (многозадачность)? Реализация мультипрограммирования в системах пакетной обработки, разделения времени, реального времени. §4.1.1 Мультипрограммирование.
- •§4.1.2.Мультипрограммирование в системах пакетной обработки.
- •§4.1.3.Мультипрограммирование в системах разделения времени.
- •Мультипрограммирование в системах реального времени.
- •Вопрос 14. Мультипроцессорная обработка, архитектуры мультипроцессорных систем. §4.1.4.Мультипроцессорная обработка.
- •Вопрос 15. Что такое вычислительный процесс, поток? Состояния процесса. §4.2.1.Планирование процессов и потоков. Понятия «процесс» и «поток».
- •Вопрос 16. Реализация (создание) процессов и потоков. Дескрипторы. §4.2.2.Реализация (создание) процессов и потоков.
- •Вопрос 17. Планирование и диспетчеризация процессов и потоков. Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования. §4.2.3.Планирование и диспетчеризация потоков
- •§4.2.4.Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования
- •Вопрос 18. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании, приоритетах, смешанные алгоритмы. §4.2.5.Алгоритмы планирования, основанные на квантовании.
- •Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах.
- •Смешанные алгоритмы планирования.
- •Вопрос 19. Планирование в системах реального времени. §4.2.6.Планирование в системах реального времени.
- •Моменты перепланировки.
- •Вопрос 20. Мультипрограммирование на основе прерываний. Механизм прерываний. §4.3.1.Мультипрограммирование на основе прерываний. Назначение и типы прерываний.
- •§4.3.2.Механизм прерываний.
- •Вопрос 21. Необходимость синхронизации процессов и потоков. Критическая секция. §4.4 Синхронизация процессов и потоков.
- •§4.4.1.Критическая секция.
- •Вопрос 22. Способы реализации взаимных исключений путем запрещения прерываний, использования блокирующих переменных, системных вызовов. §4.4.2.Запрещение прерываний.
- •§4.4.3.Блокирующие переменные.
- •Вопрос 23. Назначение и использование семафоров. §4.4.4Семафоры.
- •Вопрос 24. Взаимные блокировки процессов. Методы предотвращения, обнаружения и ликвидации тупиков. §4.4.6. Синхронизирующие объекты ос.
- •Тупики.
- •Вопрос 25. Функции ос по управлению памятью. Типы адресов. Преобразование адресов. §5.1 Функции ос по управлению памятью.
- •§5.2 Типы адресов.
- •Вопрос 26. Методы распределения памяти без использования диска (фиксированными, динамическими, перемещаемыми разделами). §5.3.1. Методы распределения памяти.
- •§5.3.1 Распределение памяти без использования диска. Распределение памяти фиксированными разделами.
- •Распределение памяти динамическими разделами.
- •§5.3.1.Распределение памяти перемещаемыми разделами.
- •Вопрос 27. Понятие виртуальной памяти, ее назначение. Свопинг. §5.3.2.1. Виртуальная память. Понятие виртуальной памяти.
- •Вопрос 28. Страничное распределение оперативной памяти. §5.3.2.2.Страничное распределение памяти.
- •Вопрос 29. Сегментное распределение оперативной памяти. §5.3.2.3.Сегментное распределение памяти.
- •Вопрос 30. Странично-сегментное распределение оперативной памяти. §5.3.2.4.Странично-сегментное распределение памяти.
- •Вопрос 31. Кэш-память. Принцип функционирования кэш-памяти. §5.4.1. Кэширование данных.
- •§5.4.2.Функционирование кэш-памяти.
- •Вопрос 32. Способы отображения оперативной памяти на кэш (случайное, детерминированное, комбинированное отображение). § 5.4.3. Способы отображения основной памяти на кэш.
- •Вопрос 33. Физическая организация устройств ввода-вывода. §6.1 Физическая организация устройств ввода-вывода.
- •Вопрос 34. Принципы организации программного обеспечения ввода-вывода. §6.2 Организация программного обеспечения ввода-вывода.
- •Обработка прерываний.
- •Драйверы устройств.
- •Независимый от устройств слой операционной системы.
- •Пользовательский слой программного обеспечения.
- •§7.1.2.Типы файлов.
- •§7.1.3.Логическая организация файла.
- •Вопрос 36. Физическая организация файловой системы. Структура жесткого диска. §7.2 Физическая организация файловой системы.
- •Структура жесткого диска.
- •Вопрос 37. Физическая организация и адресация файла. Права доступа к файлу. §7.2.1.Физическая организация и адресация файла.
- •§7.2.2.Права доступа к файлу.
- •Кэширование диска.
- •Вопрос 38. Общая модель файловой системы. §7.3 Общая модель файловой системы.
- •Вопрос 39. Современные архитектуры файловых систем. §7.3. Современные архитектуры файловых систем.
- •Вопрос 40. Физические организации файловой системы fat. §7.6 Физическая организация файловой системы fat.
- •Вопрос 41. Физические организации файловой системы ntfs. §7.7. Физические организации файловой системы ntfs.
- •7.8 Сравнение файловых систем
- •Вопрос 42. Системы программирования: состав систем программирования. Этапы разработки по. §8 Состав систем программирования.
- •8.2 Компоненты систем программирования Текстовые редакторы
- •Трансляторы, компиляторы и интерпретаторы
- •Список литературы
Вопрос 33. Физическая организация устройств ввода-вывода. §6.1 Физическая организация устройств ввода-вывода.
Устройства ввода-вывода (УВВ) делятся на два типа: блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства.
Блок-ориентированные устройства хранят информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес. Самое распространенное блок-ориентированное устройство – диск.
Байт-ориентированные устройства не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, они генерируют или потребляют последовательность байтов. Примерами являются терминалы, строчные принтеры, сетевые адаптеры. Однако некоторые внешние устройства не относятся ни к одному классу, например, часы, которые, с одной стороны, не адресуемы, а с другой стороны, не порождают потока байтов. Это устройство только выдает сигнал прерывания в некоторые моменты времени.
Каждое устройство ввода-вывода снабжено специализированным блоком управления – контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, преобразует поток бит в блоки, состоящие из байт, осуществляют контроль и исправление ошибок. Операционная система обычно имеет дело не с устройством, а с контроллером.
Контроллер взаимодействует с драйвером – системным программным модулем, предназначенным для управления данным устройством. Контроллер периодически принимает от драйвера выводимую на устройство информацию, а также команды управления, которые говорят о том, что с этой информацией нужно сделать (например, вывести в виде текста в определенную область экрана или записать в определенный сектор диска). Под управлением контроллера устройство может некоторое время выполнять свои операции автономно, не требуя внимания со стороны центрального процессора.
Некоторые контроллеры могут управлять несколькими устройствами. Если интерфейс между контроллером и устройством стандартизован, то независимые производители могут выпускать совместимые как контроллеры, так и устройства.
Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральным процессором:
- регистры данных – для обмена данными с УВВ;
- регистры команд – для задания режимов работы и управления УВВ;
- регистры статуса – содержат информацию о текущем состоянии УВВ.
В некоторых компьютерах эти регистры являются частью физического адресного пространства. В таких компьютерах нет специальных операций ввода-вывода. В других компьютерах адреса регистров ввода-вывода, называемых портами, образуют собственное адресное пространство за счет введения специальных операций ввода-вывода (например, команд IN и OUT в процессорах i86).
ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера. Например, контроллер гибкого диска IBM PC принимает 15 команд, таких как READ, WRITE, SEEK, FORMAT и т. д. Когда команда принята, процессор оставляет контроллер и занимается другой работой. После обработки команды контроллер организует прерывание, чтобы передать управление процессором операционной системе, которая должна проверить результаты операции. Процессор получает результаты и статус устройства, читая информацию из регистров контроллера.