Проблемы управления памятью. Моделирование многозадачности. Примеры алгоритмов управления памятью.
Моделирование многозадачности
При использовании многозадачности повышается эффективность загрузки центрального процессора. Грубо говоря, если средний процесс выполняет вычисления
только 20% от того времени, которое он находится в памяти, то при присутствии в
памяти одновременно пяти процессов центральный процессор должен быть занят все время. Эта схема слишком оптимистична в отличие от реальной ситуации, поскольку она предполагает, что все пять процессов никогда не ожидают завершения операции ввода-вывода одновременно.
Примеры алгоритмов управления памятью
например, в системе имеется основная память объемом 8 Мбайт, то девять
процессов размером по 1 Мбайту каждый уже не смогут в ней одновременно поме-
щаться. Какие процессы в таком случае следует размещать в памяти (хотя бы
частично), а какие нет, решает подсистема управления памятью, она же управ-
ляет участками виртуального адресного пространства процесса, не резидентными
в памяти. Она следит за объемом доступного пространства основной памяти и
имеет право периодически переписывать процессы на устройство внешней памяти,
именуемое устройством выгрузки, освобождая в основной памяти дополнительное
место. Позднее ядро может вновь поместить данные с устройства выгрузки в ос-
новную память.
Алгоритмы подкачки для управления памятью. Примеры работы алгоритмов.
Принципы управления памятью с помощью таблицы страниц. Tlb буфер. Пример страничной организации памяти.
Номер виртуальной страницы используется в качестве индекса внутри таблицы страниц, который нужен для поиска записи для этой виртуальной страницы. Из записи в таблице страниц берется номер страничного блока (если таковой имеется). Номер страничного блока присоединяется к старшим битам смещения, заменяя собой номер виртуальной страницы, чтобы сформировать физический адрес, который
может быть послан к памяти.
Таким образом, предназначение таблицы страниц заключается в отображении
виртуальных страниц на страничные блоки.
TLB буфер
устройством для отображения виртуальных адресов на физические без просмотра
таблицы страниц. Состояние этого устройства, названного буфером быстрого
преобразования адреса — TLB (Translation Lookaside Buffer), которое иногда еще
называют ассоциативной памятью,. Зачастую это устройство
находится внутри диспетчера памяти и состоит из небольшого количества
Алгоритмы замещения страниц: FIFO, LRU, «рабочий набор», WSClock. Примеры работы алгоритмов.
Моделирование алгоритмов замещения страниц. Аномалия Билэди. Строка расстояний. Примеры работы алгоритмов.
Моделирование алгоритмов замещения страниц. Магазинные алгоритмы. Прогнозирование частоты страничных прерываний. Примеры работы алгоритмов.
Сегментация памяти. Алгоритм системы MULTICS. Алгоритм системы Intel.
Схема устройств ввода-вывода. Прямой доступ к памяти. Работа систем ввода-вывода на примере «жесткого» диска.
Программные уровни системы ввода-вывода. Работа программных уровней системы ввода-вывода на примере сетевого принтера.
Файлы. Принципы именования файлов в различных ОС. Атрибуты файлов. Операции с файлами.
Каталоги. Принципы организации каталоговых систем. Операции с каталогами.
Совместно используемые файлы. Надежность файловой системы. Журналирование файловых систем. Файловые системы CD-ROM.
Файловая система FAT32. Примеры работы.
Файловая система NTFS. Примеры работы.
Файловая система ReFS. Примеры работа.
Файловая система EXT2. Примеры работы.
Файловая система EXT4. Примеры работы.
Безопасность ОС. Угрозы.
Криптография. Виды шифрования. Аутентификация пользователя. Примеры.
Внутренние угрозы безопасности ОС. Примеры.
Внешние угрозы безопасности ОС. Примеры.
Механизмы защиты ОС. Примеры
ОС Linux. Алгоритм планирования процессов. Алгоритм управления памятью. Типы используемых файловых системы. Система прав пользователей. Принцип управления ресурсами.
ОС Windows. Алгоритм планирования процессов. Алгоритм управления памятью. Типы используемых файловых системы. Система прав пользователей. Принцип управления ресурсами.