- •1. Структура программного обеспечения вычислительной системы.
- •2. Назначение операционных систем. Слои и точки зрения на вычислительную систему.
- •3. Сервисы операционных систем.
- •4 Понятие ресурса. Классификация ресурсов.
- •5 Ядро операционной системы. Требования к ядру.
- •Модульное ядро
- •Микроядро
- •Экзоядро
- •Наноядро
- •Гибридное ядро
- •6 Эволюция операционных систем. Последовательная обработка данных.
- •7 Эволюция операционных систем. Простые пакетные системы. Мониторы, jcl.
- •10 Эволюция операционных систем. Многозадачные системы с разделением времени. Алгоритм планирования на основе абсолютного приоритета (с вытеснением).
- •11. Проблемы классификации операционных систем.
- •Классификация ос
- •12. Управление выполнением приложений. Понятия процесса и потока
- •13 Процесс. Элементы процесса. Pcb. Элементы процесса в Windows nt.
- •14 Создание и завершение процессов. Этапы создания процесса в Windows nt.
- •Контекст и дескриптор процесса
- •15.Состояния процессов.
- •21. Многопоточность. Однопоточная и многопоточная модели процессов.
- •22. Преимущества использования потоков.
- •23. Состояния потоков.
- •24. Структура потоков в Windows 2000.
- •25. Взаимодействие «клиент-сервер». Использование потоков на стороне клиента для вызова удалённо-вызываемых процедур: однопоточный и многопоточный клиенты.
- •26. Взаимодействие «клиент-сервер». Использование потоков на стороне сервера: однопоточный сервер, многопоточный сервер, многопоточный сервер на базе пула потоков.
- •27.Реализация потоков в системе. Потоки на уровне пользователя.
- •28.Реализация потоков в системе. Потоки на уровне ядра.
- •29.Реализация потоков в системе. Комбинированный подход
- •31. Кластеры. Системное программное обеспечение кластеров. Типы кластеров.
- •32. Многопроцессорные системы. Соглашения относительно многопроцессорных систем. Диспетчеризация потоков на smp.
- •33.Диспетчеризация потоков в Windows 2000 при однопроцессорной и многопроцессорной конфигурации.
- •34. Модели параллелизма. Примеры.
- •35.Монолитная архитектура операционной системы. Преимущества и недостатки
- •Монолитные системы
- •36. Микроядерная архитектура операционной системы.
- •37. Архитектура операционных систем семейства Windows nt.
- •38.Архитектура операционной системы Linux.
- •39.Архитектура операционной системы qnx.
- •40. Процессы и синхронизация. Основные понятия: состояние, действие, история. Независимость параллельных процессов.
- •41. Разделяемый и критический ресурс. Доказательство корректности параллельных алгоритмах Примеры.
- •42.Понятие синхронизации. Виды синхронизации.
- •43. Мелкомодульная неделимость. Условие «не больше одного».
- •44.Задача критической секции.
- •45.Активные блокировки. Алгоритм «Проверить-установить». Недостатки.
- •46.Активные блокировки. Алгоритм «Проверить-проверить-установить».
- •47. Реализация взаимоисключения. Аппаратная поддержка. Реализация алгоритма «Проверить-установить» на x86 с использованием инструкции xchg.
- •48.Спин-блокировки в Windows 2000. Назначение спин-блокировок. Спин-блокировки очередями.
- •49.Задача критической секции. Решения со справедливой стратегией.
- •50.Семафоры Дейкстры. Псевдокод реализации семафора. Бинарные семафоры.
- •51.Реализация семафора средствами Windows api.
- •52.Семафорные механизмы в Windows api.
- •53.Задача «производитель/потребитель». Реализация на бесконечном буфере.
- •54.Задача «читатели-писатели».
- •55.Задача «обедающие философы». Заговоры и голодовка. Решения.
- •56. Мониторы. Мониторы с сигналами.
- •57.Мониторы. Мониторы с оповещением и широковещанием.
- •58.Принципы взаимного блокирования. Условия возникновения взаимоблокировок.
- •59. Управление памятью. Требования к управлению памятью.
- •60.Управление памятью. Распределение памяти. Фиксированное распределение. Алгоритм размещения при фиксированном распределении.
- •61.Управление памятью. Распределение памяти. Динамическое распределение. Алгоритмы размещения при динамическом распределении.
- •Не с лекции: Распределение памяти разделами переменной величины
- •62.Управление памятью. Перемещение. Типы адресов. Аппаратная поддержка перемещения.
- •63.Управление памятью. Простая страничная организация. Трансляция логических адресов. Страничная организация
- •Страничное распределение
- •64.Управление памятью. Простая сегментная организация. Трансляция логических адресов.
- •65. Виртуальная память (вп). Основные идеи. Выполнение программы с использованием вп. Преимущества вп. Поддержка функционирования вп.
- •66. Виртуальная память (вп). Типы памяти. Виртуальное адресное пространство. Пробуксовка (Thrashing). Принцип локализации.
- •67. Страничная организация вп. Биты таблицы страниц. Многоуровневая адресация. Страничная адресация в 80386.
- •68.Ассоциативный буфер трансляции (tlb). Функционирование tlb.
- •69.Размеры страниц. Влияние размеров страниц на поведение процесса.
- •70. Сегментная вп. Таблицы сегментов. Трансляция при сегментной организации.
- •1)Сегментная схема функционирования вп
- •71.Сегментно-страничная организация. Трансляция адресов при сегментно-страничной организации в 80386.
- •72.Задачи управления памятью. Стратегии выборки.
- •73.Задачи управления памятью. Стратегии размещения.
- •74.Задачи управления памятью. Стратегии замещения.
- •75.Задачи управления памятью. Буферизация страниц. Буферизация страниц в Windows 2000.
- •76.Управление резидентным множеством. Фиксированное распределение, локальное замещение.
- •77.Управление резидентным множеством. Переменное распределение, глобальное замещение.
- •78.Управление резидентным множеством. Переменное распределение, локальное замещение.
- •79.Управление резидентным множеством. Стратегия рабочего множества. Управление рабочим множеством в Windows 2000.
- •80.Архитектура компьютерной системы. Подключение устройств к магистрали. Иерархия магистралей.
- •83.Вызов сервисов операционной системы с использованием прерываний. Вызов сервисов в Windows nt.
- •84.Вызов сервисов операционной системы с использованием инструкций мп Pentium II sysenter/sysexit. Вызов сервисов в Windows 2000/xp/Server 2003.
- •85.Сложность систем ввода-вывода. Модуль (контроллер) ввода-вывода. Структура и функции модуля ввода-вывода.
- •86.Решения по организации ввода-вывода: программируемый (pio), управляемый прерываниями, прямой доступ к памяти (dma).
- •87.Ввод-вывод в операционных системах. Требования к эффективности и универсальности.
- •88.Подсистема ввода-вывода в операционной системе. Обзор функций.
- •89.Подсистема ввода-вывода. Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора.
- •90.Подсистема ввода-вывода. Согласование скоростей обмена. Буферизация в операциях ввода-вывода.
- •91. Подсистема ввода-вывода. Кэширование данных: кэширование на основе логических и виртуальных блоков.
- •93.Синхронный и асинхронный ввод-вывод. Средства поддержки асинхронного ввода-вывода в Windows api.
- •94.Подсистема ввода-вывода. Поддержка различных файловых систем. Ifs в системах Windows nt.
- •95.Файловые системы fat и ntfs. Отказоустойчивость в ntfs.
- •96.Отказоустойчивые дисковые массивы raid. Raid 0 6.
- •97.Многослойная модель подсистемы ввода-вывода. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода в Windows nt.
- •12. Общие принципы построения операционных систем.
60.Управление памятью. Распределение памяти. Фиксированное распределение. Алгоритм размещения при фиксированном распределении.
Фиксированное распределение
Динамическое распределение
Система двойников
Простая страничная организация
Простая сегментная организация
Страничная организация ВП
Сегментная организация ВП
Фиксированное распределение
Любой процесс, чей размер меньше или равен размеру раздела может быть загружен в свободный раздел
Если все разделы заняты, то система может выгрузить простаивающий процесс во вторичную память
Программы, которые не помещаются в раздел могут быть созданы с использованием оверлеев (overlays).
Алгоритм размещения при фиксированном распределении
Разделы одинакового размера
Не имеет значения какой свободный раздел выбрать для использования.
Разделы разного размера
Использовать наименьший раздел, способный вместить процесс
Очередь процессов для каждого раздела
Не с лекции:
Распределение памяти фиксированными разделами
Самым простым способом управления оперативной памятью является разделение ее на несколько разделов фиксированной величины. Это может быть выполнено вручную оператором во время старта системы или во время ее генерации. Очередная задача, поступившая на выполнение, помещается либо в общую очередь (рисунок 2.9,а), либо в очередь к некоторому разделу (рисунок 2.9,б).
Рис. 2.9. Распределение памяти фиксированными разделами: а - с общей очередью; б - с отдельными очередями
Подсистема управления памятью в этом случае выполняет следующие задачи:
- равнивая размер программы, поступившей на выполнение, и свободных разделов, выбирает подходящий раздел,
- осуществляет загрузку программы и настройку адресов.
При очевидном преимуществе - простоте реализации - данный метод имеет существенный недостаток - жесткость. Так как в каждом разделе может выполняться только одна программа, то уровень мультипрограммирования заранее ограничен числом разделов не зависимо от того, какой размер имеют программы. Даже если программа имеет небольшой объем, она будет занимать весь раздел, что приводит к неэффективному использованию памяти. С другой стороны, даже если объем оперативной памяти машины позволяет выполнить некоторую программу, разбиение памяти на разделы не позволяет сделать этого.
61.Управление памятью. Распределение памяти. Динамическое распределение. Алгоритмы размещения при динамическом распределении.
Динамическое распределение
Разделы имеют переменную длину
Процесс распределяет памяти ровно столько, сколько требуется
Возможно появления «дыр» в памяти – внешняя фрагментация памяти.
Для преодоления фрагментации используется метод уплотнения для перемещения процессов в смежные области памяти; свободная память собирается в один блок.
Динамическое распределение. Алгоритм размещения.
Первый подходящий блок памяти
Наилучший подходящий
Динамическое распределение. Система двойников.
Всё доступное пространство считается единым блоком размером 2U
При запросе размером s, таким, что 2U-1 < s <= 2U, выделяется весь блок
В противном случае блок разделяется на два эквивалентных двойника размерами 2U-1
Если 2U-2 < s <= 2U-1, то по запросу выделяется один из двойников.
