
- •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.
Первый “баг”.
По легенде, 9 сентября 1945 года учёные Гарвардского университета, тестировавшие вычислительную машину Mark II Aiken Relay Calculator, нашли мотылька, застрявшего между контактами электромеханического реле и Грейс Хоппер произнесла этот термин. Извлечённое насекомое было вклеено в технический дневник, с сопроводительной надписью: «First actual case of bug being found» (англ. «первый случай в практике, когда был обнаружен жучок»). Этот забавный факт положил начало использованию слова «баг» в значении «ошибка».
Этапы эволюции.
1 этап (1940-60) системный монитор, ранние пакетные системы
2 этап (1965-75) мультипрограммирование, пакетные ОС и ОС разделения времени
3 этап (1970-80) ОС мини-ЭВМ
4 этап (1980-90) ОС ПК
5 этап (1990-наст.вр.) корпоративные ОС
1 Этап (1940-60).
Середина 40-х XX-века – первые ламповые вычислительные устройства. ОС еще не появились, все задачи организации вычислительного процесса решались программистом вручную с пульта управления.
С середины 50-х годов – новая техническая база – полупроводниковые элементы:
- выросли технические характеристики ЭВМ: быстродействие процессоров, объемы оперативной и внешней памяти, надежность;
- появились первые алгоритмические языки, и появился новый тип системного программного обеспечения – трансляторы;
- были разработаны первые системные управляющие программы – мониторы.
Программные мониторы – прообраз современных ОС, первые системные программы, предназначенные для управления вычислительным процессом.
2 Этап (1965-75).
1965-1975 годы переход к ИС, новое поколение ЭВМ – IBM/360, многопроцессорная ЭВМ для централизованных вычислений.
Реализованы основные концепции, присущие современным ОС:
- мультипрограммирование,
- мультипроцессирование,
- многотерминальный режим,
- виртуальная память,
- файловые системы,
- разграничение доступа и сетевая работа.
Мультипрограммирование было реализовано в двух вариантах – пакетная обработка и разделение времени.
Для поддержания удаленной работы терминалов в ОС появились специальные программные модули, реализующие различные (в то время, как правило, нестандартные) протоколы связи. Поэтому эти ОС можно считать прообразом современных сетевых ОС.
1965-69 годы – разработка фирмами Bell Telephone Lab., General Electric и Массачусетским технологическим институтом новой многозадачной ОС – Multics (MULTiplexed Information and Computing Service), которая была потом переименована на UNIX.
3 Этап (1970-80).
Начало 70-х годов – первые сетевые ОС, которые в отличие от многотерминальных ОС позволяли не только рассредоточить пользователей, но и организовать распределенное хранение и обработку данных между несколькими компьютерами, связанными сетью.
1969 год – начало работ Министерства обороны США по объединению суперкомпьютеров оборонных и научно-исследовательских центров в единую сеть ARPANET, которая явилась отправной точкой для создания глобальной сети Интернет.
Середина 70-х годов – широкое распространение получили мини-ЭВМ (PDP-11, Nova, HP) на базе технологии БИС, которая позволила реализовать достаточно мощные функции при сравнительно невысокой стоимости компьютера. Архитектура мини-ЭВМ была значительно упрощена по сравнению с мэйнфреймами, что нашло отражение и в их ОС. Многие функции мультипрограммных многопользовательских ОС мэйнфреймов были усечены, учитывая ограниченность ресурсов мини-компьютеров.
ОС мини-компьютеров часто стали делать специализированными, например, только для управления в реальном времени (ОС RT-11 для PDP-11) или только для поддержания режима разделения времени (RSX-11M для PDP-11). Эти ОС не всегда были многопользовательскими, что во многих случаях оправдывалось невысокой стоимостью компьютеров.