
- •Тема 1: Основні поняття обчислювальних систем Призначення та склад системного програмного забезпечення
- •Основні концепції операційних систем
- •Типи операційних систем
- •Основні етапи розвитку операційних систем
- •Функціональні компоненти операційних систем
- •Керування процесами й потоками
- •Керування ресурсами
- •Керування введенням-виведенням
- •Керування файлами та файлові системи
- •Мережна підтримка
- •Тема 2: Архітектура операційних систем Основні принципи побудови операційних систем
- •Принцип модульності
- •Принцип функціональної вибірковості
- •Принцип здатності до генерування
- •Принцип функціональної надмірності
- •Принцип віртуальності
- •Принцип незалежності програм від зовнішніх пристроїв
- •Принцип сумісності
- •Принцип відкритої і нарощуваної ос
- •Принцип мобільності (переносимості)
- •Принцип забезпечення безпеки обчислень
- •Базові поняття архітектури операційних систем
- •Ядро операційної системи
- •Монолітні системи
- •Багаторівневі системи
- •Системи з мікроядром
- •Концепція віртуальних машин
- •Засоби апаратної підтримки операційних систем
- •Інтерфейс прикладного програмування
- •Варіанти реалізації api
- •Особливості архітектури unix і Linux
- •Особливості побудови ос Linux
- •Особливості архітектури Windows xp
- •Компоненти режиму ядра
- •Компоненти режиму користувача
- •Об’єктна архітектура Windows xp
- •Тема 3: Процеси та потоки
- •Базові поняття процесів та потоків
- •Блок керування процесом
- •Операції над процесами
- •Обробка переривань
- •Алгоритми планування процесів
- •Витісняючі та невитісняючі алгоритми планування
- •Нитки, потоки (Thread)
- •Керування процесорами
- •Планування з переключення та без переключення
- •Лекція 4: Ядро операційної системи
- •Основні функції ядра
- •Асинхронні паралельні процеси
- •Взаємо-виключення
- •Семафори
- •Кільцевий буфер
- •Конвеєр (програмний канал)
- •Черги повідомлень (Queue)
- •Лекція 5. Керування ресурсами
- •Керування пам’яттю
- •Ієрархія пам’яті
- •Розподіл пам’яті
- •Зв’язний розподіл пам’яті для одного користувача
- •Мультипрограмування з фіксованими розділами
- •Мультипрограмування із змінними розділами
- •Боротьба з фрагментацією
- •Стратегії розміщення інформації в пам’яті
- •Системи з розподілом часу. Сторінкова організація пам’яті. Концепція віртуальної (уявної) пам’яті.
- •Принцип кешування даних
- •Лекція 6. Керування даними Файлова система
- •Функції файлової системи
- •Ієрархія даних
- •Об’єднання в блоки та буферизація
- •Організація файлів
- •Методи доступу
- •Характеристики файлів
- •Файлова система
- •Виділення та звільнення місця в пам’яті
- •Зв’язаний розподіл пам’яті
- •Незв’язаний розподіл пам’яті
- •1) Розподіл за допомогою списків секторів
- •2) Поблочний розподіл
- •Дескриптор файлу (file descriptor)
- •Матриця керування доступом
- •Керування доступом в залежності від класів користувачів
- •Копіювання та відновлення інформації
- •Планування роботи з дисковою пам’яттю
- •Призначення планування
- •Цільові характеристики принципів планування
- •Оптимізація пошуку циліндру
- •Оптимізація за часом очікування записів
- •Архітектура сучасних файлових систем
- •Лекція 8. Основи організації ms-dos
- •Будова та функції основних складових дос
- •Керування пам’яттю
- •Відображена пам’ять
- •Розширена пам’ять
- •Висока пам’ять
- •Верхня пам’ять
- •Драйвери верхньої та розширеної пам’яті
- •Завантажувані модулі com та exe – файли
- •Логічна структура диску в ms-dos
- •Формат елементів таблиці розділів
- •Запис завантаження (boot)
- •Використання boot-сектору
- •Визначення формату fat
- •Формат fat
- •Файли та каталоги
- •Недоліки ms-dos
- •Переваги які надає користувачам Windows
- •Windows як операційна оболонка
- •Обмін даними в Windows
- •Зв’язування чи вбудовування
- •Первинність повідомлень: механізм повідомлень
- •Незалежна (preemptive) багатозадачність
- •Взаємодія 32– та 16–розрядних кодів
- •Робота з 16–розрядними продуктами
- •Робота з dos–продуктами
- •Робота 32–розрядних Windows–продуктів
- •Вдосконалення розподілу системних ресурсів
- •Vcache – 32–розрядний дисковий кеш
- •Варіанти модифікацій ос Windows xp
- •Нові характеристики реалізовані в Windows xp
- •Продуктивність
- •Лекція 8. Ос unix
- •Ядро ос unix
- •Генерування ос
- •Процеси
- •Початкове завантаження. Процеси 0 та 1
- •Файлова система unix
- •Будова файлової системи unix
- •Каталоги
- •Тема 1: Основні поняття обчислювальних систем 1
- •Тема 2: Архітектура операційних систем 9
- •Тема 3: Процеси та потоки 25
Оптимізація за часом очікування записів
В умовах великих навантажень ймовірність декількох одночасних звертань до певного циліндру зростає, що робить доцільним виконувати оптимізацію не тільки за пошуком циліндрів, але і за часом очікування записів.
Аналогом SSTF але в застосуванні до оптимізації за часом очікування записів, є стратегія SLTF (Shortest Latency Time - First) (з найменшим часом очікування – першим).
Коли каретка підводиться на певний циліндр може виявитись, що багато запитів очікують звертання до різних доріжок чи секторів цього циліндру. SLTF- аналізує всі ці запити і першим обслуговує запит з мінімальним очікуванням запису. Ця стратегія досить близька до теоретично оптимальної, причому її відносно легко реалізувати.
Рис. __
Запити будуть обслуговуватись у вказаній на рис. __ послідовності незалежно від порядку їх надходження.
Архітектура сучасних файлових систем
Рис. __
Розробники нових операційних систем прагнуть забезпечити користувача можливістю працювати одразу з декількома файловими системами. В такому випадку узагальнена файлова система має багаторівневу структуру, на верхньому рівні якої розташований перемикач файлової системи (в Win 9х це „встановлюваний” диспетчер файлової системи - Installable File System manager - IFS). Він забезпечує інтерфейс між запитами прикладної системи та конкретною файловою системою, до якої виконується звертання. Перемикач перетворює запити у формат, який сприймається наступним рівнем - рівнем файлових систем.
Кожний компонент рівня файлових систем виконаний у вигляді драйвера відповідної файлової системи і підтримує певну організацію файлової системи. Перемикач – це єдиний модуль, який може звертатись до драйвера файлової системи. Прикладна система не може звертатись до нього напряму. Кожний драйвер файлової системи в процесі власної ініціалізації реєструється у перемикача, передаючи йому таблицю точок входу, які будуть використовуватись при наступних звертаннях до файлової системи.
Для виконання своїх функцій драйвери файлових систем звертаються до підсистеми вводу-виводу. Ця підсистема – це складова частина файлової системи, яка відповідає за завантаження, ініціалізацію, та керування усіма модулями нижчих рівнів файлової системи. Звичайно ці модулі представляють собою драйвери портів, які безпосередньо працюють з апаратними засобами. Підсистема вводу-виводу повинна постійно знаходитись в основній пам’яті та організовувати сумісну роботу ієрархії драйверів пристроїв.
Велика кількість рівнів архітектури файлової системи забезпечує більшу гнучкість: драйвер може отримати керування на довільному етапі виконання запиту – від виклику прикладною програмою функції, яка працює з файлами, до того моменту, коли працюючий на самому низькому рівні драйвер пристрою починає проглядати регістри відповідного контролера.
Лекція 8. Основи організації ms-dos
Всю систему можна розділити на шість основних частин:
1. Система BIOS в ПЗП. Поставляється разом з машиною і може використовуватись будь-якою операційною системою. Функція BIOS полягає в обслуговуванні основних та найбільш фундаментальних операцій комп’ютера.
2. “Завантажуючий запис” диску. “Завантажуючий запис” – це дуже коротка і проста програма, що знаходиться на гнучкому диску або активному розділі HDD. Функція цієї програми полягає в запуску процесу завантаження ОС після включення або перезапуску комп’ютера. “Завантажуючий запис” зчитує ще два модулі ОС в пам’ять і вони завершують процес завантаження DOS.
3. Дисковий файл IBMBIO.COM завантажується в пам’ять завантажуючим записом і залишається в пам’яті під час роботи DOS. Це змінне доповнення до системи BIOS в ПЗП. IO.SYS (MSDOS) – модуль розширення базової системи вводу-виводу. Незалежні драйвери пристроїв – фізичний рівень DOS.
4. Дисковий файл IBMDOS.COM реалізує основні послуги DOS. Це “логічний” рівень вводу/виводу ОС. MSDOS.SYS (MSDOS) – модуль обробки переривань. Ці обидва файли є “прихованими” системними файлами. Імена цих файлів не включаються в заголовок диску, що викликається командою DIR.
5. Дисковий файл COMMAND.COM. Головна його функція – обробка команд, що вводяться користувачем. Команди DOS, які вважаються внутрішніми, реалізуються програмою COMMAND.COM. Вони поділяються на дві частини. Частина входить до IBMDOS.COM (MSDOS.SYS) інша до Процесора додаткових команд.
6. Всі зовнішні команди. Функції зовнішніх команд різні і програми, що їх реалізують, завантажуються в пам’ять тільки у випадку необхідності.
Зовнішні команди – це нерезидентні частини DOS, так як вони не знаходяться в пам’яті постійно. Файли IBMDOS.COM (IO.SYS), IBMDOS.COM (MSDOS.SYS) і драйвери пристроїв знаходяться в пам’яті постійно і утворюють резидентну частину ДОС.
Файли COMMAND.COM можна виділити в окрему категорію як напіврезидентну складову ДОС. “Завантажуючий запис” використовується тільки тимчасово і тому не є резидентною частиною ДОС.