Контрольные вопросы

1. Понятие архитектуры иерархической операционной системы.

2. Определение процесса в иерархической операционной системе.

3. Определение операции в операционной системе.

4. Понятие планирования в иерархии уровней ОС.

5. Структура планировщика.

6. Механизм планирования.

7. Основные блоки операционной системы.

8. Эффективность, показатель эффективности, определение оптимальной системы.

9. Понятие критической области.

10. Типы отношения предшествования.

11. Семафор, операции синхронизации.

12. Понятие тупика.

13. Необходимые условия наличия тупика.

14. Основные направления решения проблемы тупиков.

Глава 6. Формальная модель операционной системы

6.1. Понятие моделирования и типы моделей

Модель − это физическая или абстрактная система, адекватно представляющая собой объект исследования.

Физические модели образуются из совокупности материальных объектов, причем природа применяемых в модели материальных элементов не обязательно та же, что и в исследуемом объекте.

Абстрактная модель − это описание объекта исследований на некотором языке. Абстрактность модели проявляется в том, что ее компонентами являются понятия, а не физические элементы (например, словесные описания, чертежи, схемы, графики, таблицы, программы, алгоритмы, математическое описания). Необходимое условие для перехода от исследования объекта к исследованию модели и дальнейшего перенесения его результатов на объект исследования − требование адекватности модели и объекта. Адекватность предполагает воспроизведение моделью с необходимой полнотой всех свойств объекта, существенных для целей данного исследования. Понятие адекватности весьма широкое и основывается на строгих в математическом отношении понятиях изоморфизма и гомоморфизма. Две системы называются изоморфными, если между ними существует такое взаимно однозначное соответствие, что элементы различных систем (объекта и модели) обладают соответствующими свойствами и находятся в соответствующих отношениях друг с другом. В общем случае обеспечение изоморфизма модели и объекта исследования может быть не только трудновыполнимым, но и излишним, поскольку сложность модели при этом может оказаться настолько значительной, что никакого упрощения исследовательской задачи не произойдет.

Гомоморфизм так же, как и изоморфизм, предполагает сохранение в модели всех определенных на объекте исследования свойств и отношений. Однако требование взаимно однозначного соответствия заменяется требованием однозначного соответствия модели объекту, тогда как обратное соотношение − соответствие объекта модели неоднозначно.

Концептуальная модель − это абстрактная модель, выявляющая причинно-следственные связи, присущие исследуемому объекту и существенные в рамках определенного исследования. Основное назначение концептуальной модели − выявление набора причинно-следственных связей, учет которых необходим для получения требуемых результатов. Один и тот же объект может представляться различными концептуальными моделями, которые строятся в зависимости от цели исследования. Так, одна концептуальная модель может отображать временные аспекты функционирования системы, другая − влияние отказов на работоспособность системы и т.д.

Математическая модель − это абстрактная модель, представленная на языке математических отношений. Математическая модель имеет форму функциональных зависимостей между параметрами, учитываемыми соответствующей концептуальной моделью. Эти зависимости конкретизируют причинно-следственные связи, выявленные в концептуальной модели, и характеризуют их количество.

Моделирование − это процесс представления объекта исследования адекватной ему моделью и проведения экспериментов с моделью с целью получения информации об объекте исследования. При моделировании модель выступает и как средство, и как объект исследования. Моделирование является косвенным методом выявления свойств объекта в том смысле, что исследование производится не над самим объектом, а над представляющей объект системой − моделью. Отличительная особенность моделирования как метода исследования заключается в возможности исследования таких объектов, с которыми прямой эксперимент трудновыполним или экономически невыгоден или вообще невозможен.