2. Применение семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» с неограниченным буфером. Решение «спящий парикмахер». (10, 22) – 155
begin
integer ЧПБ, РБ, ЗП;
ЧПБ:=0; РБ:=1; ЗП:=0;
parbegin
производитель: begin
n1: производство новой порции;
P(РБ);
добавление новой порции к буферу;
ЧПБ:=ЧПБ+1;
if (ЧПБ=0) then begin V(РБ); V(ЗП); end
else V(РБ);
goto n1;
end;
потребитель: begin
n2: P(РБ);
ЧПБ:=ЧПБ-1;
if (ЧПБ=-)1 then begin V(РБ); P(ЗП); P(РБ); end;
взятие порции из буфера;
V(РБ);
обработка взятой порции;
goto n2;
end;
parend;
Эта программа называется "спящий парикмахер"
Используется два двоичных семафора: работа с буфером и задержка потребителя.
Особенности:
- используются только двоичные семафоры;
- задача взаимного исключения реализуется через семафоры;
- через семафоры реализуется задержка потребителя, которая действует при попытке потребителя читать данные из пустого буфера.
3. Организация защиты в процессорах ia32
Процессор поддерживает 4 механизма защиты:
Защита по размеру сегмента – предотвращает выход за пределы сегмента;
Привилегированные команды – есть группа команд, которые могут выполнять только на нулевом уровне привилегий. Команды, связанные с обращением к системным регистрам. Есть группа IOPL команд: команды работают с портами ввода/вывода и команды установки флага прерывания. Они выполняются только когда уровень привилегий больший или равен IOPL;
Защита по привилегиям – есть понятие CPL – текущий уровень привилегий процессора (Current Privilege Level). Это уровень, на котором работает процесс в данный момент. Значение в младших битах регистра CS. При обращении к данным или другим системным объектам сравнивает значение текущего уровня привилегий с уровнем привилегий дескриптора (DPL). По результату сравнивания процессор выполняет/не выполняет действие. Более того, при обращении к памяти max(CPL,RPL)<=DPL;
Проверка на возможность выполнения действий – процессор проверяет возможность действий. Например, программа выполняет запись в сегмент данных, а сегмент только для чтения. Или попытка выполнить команду по отношению к невыполняемому сегменту.
Важным механизмом защиты является то, что передача управления возможна только на текущем уровне привилегий (команды FAR CALL и FAR IMP).
Но системные программы должны передавать пользователю программные права на управление. Существует 2 механизма передачи управления на более высокий уровень привилегий:
подчиненные сегменты;
шлюзы вызова.
Билет 23
1. Процессы в ос unix. Типы процессов. (7, 23) – 56
Процесс можно представить как совокупность данных ядра системы, необходимых для описания программы в памяти и управления её выполнением, или как программу, на стадии выполнения, т.к. все выполняющиеся программы предоставлены в ОС UNIX в виде процессов.
Процесс состоит из инструкций, выполняемых процессором, данных и информации о выполняемой задаче. Процесс не отождествляется с программой, т.к. программа может породить более одного процесса.
Выполнение процесса заключается в точном следовании набору инструкций, который никогда не передаёт управление другому процессу. Процессу также недоступны данные и стеки других процессов. Но процессы могут обмениваться друг с другом данными с помощью системы межпроцессорного взаимодействия, предоставляемой ОС UNIX. К этой системе относятся сигналы, каналы, разделяемая память, семафоры, сообщения, файлы. В остальном процессы изолированы.
Виды процессов:
- системные: являются частью ядра ОС и всегда находятся в оперативной памяти. Они не имеют соответствующих программ в виде исполняемых файлов и запускаются особым образом при инициализации ядра системы. Инструкции и данные этих процессов находятся в ядре системы, и они могут обращаться к функциям и данным, недоступным для остальных процессов.
- демоны: не интерактивные процессы, которые запускаются обычным образом (загрузка соответствующей программы) и выполняются в фоновом режиме. Обычно демоны запускаются при инициализации системы и обеспечивают работу различных подсистем (терминального доступа, печати, сетевого доступа и т.д.)
Демоны не связаны ни с одним пользовательским сеансом и не могут непосредственно управляться пользователем. Большую часть времени демоны находятся в состоянии ожидания, пока какой-нибудь процесс не запросит определённую услугу.
- прикладные: К ним относятся все остальные процессы, выполняющиеся в системе. В большинстве случаев - это процессы, порожденные в рамках пользовательского сеанса работы. Пользовательские процессы могут выполняться как в интерактивном, так и в фоновом режиме, но время их жизни ограничено временем работы пользователя. При выходе из системы все пользовательские процессы уничтожаются. Интерактивные процессы монопольно владеют терминалом. И пока такой процесс не завершит работу, пользователь не может работать с другими процессами, если в функции интерактивного процесса не входит запуск на выполнение других программ.