
- •1. Определение ос. Функции ос. Процессы и потоки. Классификация ос. История развития.
- •1.1 Определение ос.
- •Уровни вс.
- •Микроархитектура.
- •Машинный язык.
- •Системное и прикладное по.
- •1.2 Основная функция ос.
- •Основные ресурсы вс.
- •Дополнительная функция ос.
- •1.3 Мультипрограммирование.
- •Процессы и потоки.
- •Варианты мультипрограммирования.
- •Приоритетное обслуживание.
- •Динамический приоритет.
- •Поддержка многопользовательского режима.
- •Многопроцессорная обработка.
- •Виды мультипроцессирования.
- •Системы пакетной обработки.
- •Системы разделения времени.
- •Системы реального времени.
- •Гибридные системы.
- •Структурная организация операционных систем.
- •Монолитная структура.
- •Многоуровневая структура.
- •Понятие ядра.
- •Модульное ядро.
- •Микроядро.
- •Достоинства и недостатки микроядра.
- •Ооп: достоинства и недостатки.
- •1.5 Эволюция операционных систем. Появление ос.
- •Первый “баг”.
- •Этапы эволюции.
- •1 Этап (1940-60).
- •2 Этап (1965-75).
- •3 Этап (1970-80).
- •4 Этап (1980-90).
- •5 Этап (1990 – …).
- •2. Операционная система ms Windows 2000 и выше. Общая характеристика и основные функции. Структура ms Windows 2000-2003. Объекты в ms Windows 2000-2003.
- •2.2 Основная характеристика Windows 2000-2008.
- •2.3 Архитектура ос Windows 2000-2003. Краткая характеристика.
- •Структура ядра.
- •2.4 Объекты Windows 2000-2008.
- •Назначение объектов.
- •Типы объектов Windows 2000-2008.
- •Структура объектов Windows 2000-2003.
- •Удержание объектов.
- •Учет использования ресурсов.
- •Защита объектов.
- •Избирательный доступ.
- •3. Основы файловых систем. Файлы и их атрибуты. Каталоги. Логическая организация фс. Логическая, физическая организация файлов. Кэширование. Raid - системы.
- •4. Основы файловых систем. Файлы и их атрибуты. Каталоги. Логическая организация фс. Логическая, физическая организация файлов. Способы учёта свободного дискового пространства.
- •3.1 Основы файловых систем.
- •3.2, 3.3 Файлы и их атрибуты. Каталоги.
- •3.4 Логическая организация фс.
- •3.5 Логическая, физическая организация файлов.
- •3.6 Кэширование.
- •Кэширование диска.
- •3.7 Raid - системы.
- •Raid - 0.
- •Raid - 1.
- •Raid - 4.
- •Raid – 5.
- •Сравнение raid-систем.
- •5. Файловые системы fat и fat32. Структура логического диска. Элемент каталога. Логическая, физическая организация файлов. Хранение длинных имён. Raid – системы.
- •5.1 Файловая система fat16.
- •5.2 Структура логического диска fat.
- •5.3 Элемент каталога fat16.
- •5.4 Логическая организация данных.
- •Фрагментация и дефрагментация.
- •Размеры разделов и кластеров fat16 для Windows 95-2000.
- •Файловая система vfat.
- •Long File Names.
- •Элемент каталога vfat.
- •Пример длинного имени.
- •6.1 Файловая система ntfs.
- •6.2 Тома ntfs.
- •6.3 Mft и ее структура.
- •6.4 Атрибуты файлов.
- •6.5 Хранение файлов.
- •6.6 Сжатие файлов.
- •6.7 Защита целостности данных.
- •6.8 Дополнительные возможности.
- •7. Сравнение структуры логического диска fat32 и тома ntfs . Функции win32 api для работы с файлами.
- •8. Сравнение структуры логического диска Fat32 и тома ntfs. Варианты организации асинхронной работы с файлами.
- •7.1 Файловая система ntfs vs. Fat.
- •7.2 Функции win32 api для работы с файлами.
- •9. Методы распределения памяти с использованием дискового пространства. Стратегии управления виртуальной памятью.
- •Классификация методов распределения памяти.
- •9.1 Методы распределения памяти с использованием дискового пространства.
- •Страничное распределение.
- •Сегментное распределение.
- •Сегментно-страничное распределение.
- •9.2 Стратегии управления виртуальной памятью (свопинг).
- •Понятие «trashing».
- •10. Архитектура памяти ms Windows 2000. Менеджер вп. Виртуальное ап. Средства защиты памяти. Страничное преобразование. Реализация свопинга в ms Windows 2000-2003.
- •Архитектура api управления памятью.
- •11. Архитектура памяти ms Windows 2000-2003. Организация «статической » виртуальной памяти. Блоки адресов. Состояния блоков адресов. Функции Win32 api.
- •12. Архитектура памяти в ms Windows 200-2003. Организация «динамической» виртуальной памяти. Назначение и преимущество по сравнению с кучами ansi c. Функции Win32 api.
- •13. Архитектура памяти в ms Windows 2000-2003. Проецируемые файлы, назначение и использование. Функции Win32 api.
- •Проецируемые файлы.
- •14. Объекты управления центральным процессором и объединения ресурсов в ms Windows 2000-2003. Атрибуты процессов и потоков. Классы приоритетов.
- •14.1, 14.2 Управление центральным процессором и объединение ресурсов.
- •Атрибуты процессов и потоков.
- •Объекты Windows .
- •Процессы.
- •Потоки.
- •Задание (job).
- •Волокна (fibers).
- •14.3 Классы приоритетов.
- •15. Общие принципы диспетчеризация (планирование загрузки) в ms Windows 2000-2003. Классы приоритетов. Относительные приоритеты. Динамическое изменение приоритетов.
- •15.1 Общие принципы диспетчеризация (планирование загрузки) в ms Windows 2000-2003.
- •Планирование загрузки однопроцессорной системы.
- •15.3 Относительные приоритеты потоков.
- •15.4 Динамическое изменение приоритетов.
- •16. Граф состояний потоков в ms Windows 2000-2003. Поток простоя. Принципы адаптивного планирования.
- •16.1 Граф состояний потоков в ms Windows 2000.
- •16.2 Поток простоя.
- •16.3 Принципы адаптивного планирования.
- •17. Граф состояний потоков в ms Windows 2000-2003. Особенности планирования в многопроцессорных системах.
- •17.2 Особенности планирования в многопроцессорных системах.
- •18. Граф состояний потоков в ms Windows 2000-2003. Особенности планирования в ос ms Windows Vista и Server 2008.
- •18.2 Особенности планирования в ос ms Windows Vista и Server 2008.
- •19. Планирование загрузки процессорного времени в ms windows 2000-2003. Функции win 32 api создания и завершение процессов и потоков, управление потоками
- •20. Планирование загрузки процессорного времени в ms windows 2000-2003. Функции win 32 api создания и завершения потоков.
- •Управление потоками.
- •21. Критические секции и состязания. Семафоры, Мьютексы. Задача о читателях и писателях. Предотвращение критических ситуаций и средства синхронизации процессов
- •23. Синхронизация потоков с использованием объектов ядра ms Windows 2000-2003. Основные принципы синхронизации. События. Семафоры. Функции win 32 api.
- •24. Синхронизация потоков с использованием объектов ядра ms Windows 2000-2003. Основные принципы синхронизации. Таймеры ожидания. Мьютексы. Функции win 32 api.
- •25. Межпроцессорное взаимодействие. Передача информации в ms Windows 2000-2003. Анонимные каналы. Почтовые ящики. Функции win 32 api.
- •26. Межпроцессорное взаимодействие. Передача информации в ms Windows 2000-2003. Именованные каналы. Почтовые ящики. Функции win 32 api.
Приоритетное обслуживание.
Каждому процессу присваивается приоритет, и управление передается процессу с самым высоким приоритетом.
Приоритетное обслуживание может использовать относительные и абсолютные приоритеты.
Приоритет может быть динамический и фиксированный.
Часто процессы объединяют по приоритетам в группы, и используют приоритетное планирование среди групп, но внутри группы используют циклическое планирование.
Динамический приоритет.
Динамический приоритет может устанавливаться так:
- П=1/Т, где Т- часть использованного в последний раз кванта
- Если использовано 1/50 кванта, то приоритет 50.
- Если использован весь квант, то приоритет 1.
Т.е. процессы, ограниченные вводом/вывода, будут иметь приоритет над процессами ограниченными процессором.
Поддержка многопользовательского режима.
По числу “одновременно” работающих пользователей ОС делятся на:
- однопользовательские (MS-DOS, Windows 3.x, Windows 9x);
- многопользовательские (UNIX, Windows NT, 2000-2007).
Главным отличием многопользовательских систем от однопользовательских является наличие средств защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.
Следует заметить, что не всякая многозадачная система является многопользовательской, и не всякая однопользовательская ОС является однозадачной.
Многопроцессорная обработка.
Другим важным свойством ОС является отсутствие или наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами.
В наши дни становится общепринятым введение в ОС функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris фирмы Sun, Windows NT-2007 фирмы Microsoft и NetWare фирмы Novell.
Многопроцессорные ОС могут классифицироваться по способу организации вычислительного процесса: асимметричные ОС и симметричные ОС.
Виды мультипроцессирования.
Асимметричная ОС целиком выполняется только на одном из процессоров системы, распределяя прикладные задачи по остальным процессорам.
Симметричная ОС полностью децентрализована и использует весь пул процессоров, разделяя их между системными и прикладными задачами.
Состояния процессов и потоков при мультипроцессировании.
Несколько состояний “Выполняется” (по одному на каждый CPU)
Одно или несколько состояний “Готов” (общая очередь или отдельная на каждый CPU)
Особенности алгоритмов управления ресурсами.
Выше были рассмотрены характеристики ОС, связанные с управлением только одним типом ресурсов – процессором. Важное влияние на облик операционной системы в целом, на возможности ее использования в той или иной области оказывают особенности и других подсистем управления локальными ресурсами - подсистем управления памятью, файлами, устройствами ввода-вывода.
1.4.2 Особенности областей использования.
Типы многозадачных ОС.
Многозадачные ОС подразделяются на три типа в соответствии с использованными при их разработке критериями эффективности:
- системы пакетной обработки (например, OC EC);
- системы разделения времени (UNIX, MS Windows);
- системы реального времени (QNX, RT/11).
Системы пакетной обработки.
Системы пакетной обработки (batch processing) предназначались для решения задач в основном вычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.
Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработки является максимальная пропускная способность.
В системах пакетной обработки используются следующая схема функционирования: в начале работы формируется пакет заданий, каждое задание содержит требование к системным ресурсам; из этого пакета заданий формируется множество одновременно выполняемых задач.