
- •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.
4 Этап (1980-90).
Постоянное развитие версий ОС UNIX для ЭВМ различных архитектур.
Начало 80-х годов – появление персональных компьютеров (ПК), которые стали мощным катализатором для бурного роста ЛВС, в результате чего поддержка сетевых функций стала для ОС ПК необходимым условием.
Также в 80-е годы – приняты основные стандарты на коммуникационные технологии для ЛВС (например, Ethernet). Это позволило обеспечить совместимость сетевых ОС на нижних уровнях, а также стандартизовать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.
1981 год – первая ОС компании Microsoft для ПК. MS-DOS было однопрограммной однопользовательской ОС с интерфейсом командной строки. Недостающие функции MS-DOS (например, интерфейсные и сетевые) компенсировались внешними программами. Начиная с MS-DOS v3.1 к файловой системе добавились необходимые для сетевой работы средства блокировки файлов и записей (совместная работа пользователей).
1983 год – первая сетевая ОС компании Novell OS-Net для сетей со звездообразной топологией. После выпуска фирмой IBM ПК типа PC XT, компания Novell разработала сетевую ОС NetWare 86 для ПК.
1987 год – Microsoft и IBM выпустили первую многозадачную ОС OS/2 для ПК на базе МП Intel 80286. Эта ОС поддерживала вытесняющую многозадачность, многопоточность, виртуальную память, графический пользовательский интерфейс и виртуальную машину для выполнения DOS-приложений.
Начиная с МП Intel 80286 с поддержкой мультипрограммирования, перенос ОС UNIX на ПК, например, версия UNIX компании Santa Cruz Operation (SCO UNIX).
5 Этап (1990 – …).
90-е годы – практически все ОС стали сетевыми. Сетевые функции встраиваются в ядро ОС, являясь ее неотъемлемой частью.
Появились специализированные ОС, которые предназначены исключительно для выполнения коммуникационных задач. Например, сетевая ОС IOS компании Cisco Systems, работающая в маршрутизаторах, организует в мультипрограммном режиме выполнение набора программ, каждая из которых реализует один из коммуникационных протоколов.
Вторая половина 90-х годов – особая поддержка со стороны ОС средств работы с Интернетом.
Появилось понятие корпоративной сетевой ОС. Корпоративная ОС отличается способностью хорошо и устойчиво работать в крупных сетях. Таким сетям органически присуща высокая степень гетерогенности программных и аппаратных средств, поэтому корпоративная ОС должна взаимодействовать с ОС разных типов и работать на различных аппаратных платформах.
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.
Система Windows 2000-2008 не является дальнейшим развитием ранее существовавших продуктов.
Ее архитектура создавалась с нуля с учетом предъявляемых к современной ОС требований:
Совместимость (compatible) - поддержка существующих файловых систем, прикладных сред и сетевых интерфейсов. Специальные сервисы для интеграции с UNIX – Windows Services for UNIX;
Windows Services for UNIX:
- упрощают интеграцию Windows 2000-2008 с существующими UNIX-сетями;
- улучшают управляемость, упрощают администрирование сетей и учетных записей;
- позволяют продолжить использование существующих UNIX-ресурсов и опыта, накопленного в работе с UNIX-системами.
Переносимость (portability) системы, которая работает как на CISC (x86), так и на RISC-процессорах (MIPS R4000 (только NT) и Digital Alpha AXP). ОС MS Windows 2003 поддерживает архитектуру x86 и IA64, AMD x86-64, EM64T;
Переносимость:
MS Windows рассчитана на разные аппаратные платформы, включая как CISC-системы Intel, так и RISC-системы. Windows NT первого выпуска поддерживала архитектуры х86 и MIPS.
Спустя некоторое время была добавлена поддержка Alpha АХР производства DEC. Хотя Alpha АХР был 64-разрядным процессором, Windows NT работала с ним в 32-разрядном режиме. В ходе разработки Windows 2000 была создана ее 64-разрядная версия специально под Alpha АХР, но в свет она так и не вышла. В Windows NT 3.51 ввели поддержку четвертой процессорной архитектуры — Motorola PowerPC. В связи с изменениями на рынке необходимость в поддержке MIPS и PowerPC практически отпала еще до начала разработки Windows 2000. Позднее производитель отозвал поддержку архитектуры Alpha АХР, и в Windows 2000 осталась поддержка лишь архитектуры х86.
В самые последние выпуски — Windows ХР и Windows Server 2003 — добавлена поддержка трех семейств 64-разрядных процессоров: Intel Itanium IA-64, AMD x86-64 и Intel 64-bit Extension Technology (EM64T) для x86 (эта архитектура совместима с архитектурой AMD x86-64, хотя есть небольшие различия в поддерживаемых командах). Последние два семейства процессоров называются системами с 64-разрядными расширениями и обычно обозначаются как х64.
Масштабируемость (scalability) означает, что Windows Server 2003 Datacenter Edition поддерживает многопроцессорные системы с числом процессоров от 1 до 64, Windows Server 2008 R2 до 256;
Масштабируемость MS Windows XP-2003:
- SMP-системы (оперативная память физически представляет последовательное адресное пространство, доступ к которому имеют одновременно все процессоры системы по единой шине).
- Логические процессоры (hyperthreading)
- NUMA (Non-Uniform Memory Architecture)
NUMA: Процессоры группируются в узлы (Nodes). В каждом узле несколько CPU и память (SMP-система, но за счет минимальной компоновки элементов достигается высокая пропускная способность между процессором и локальной памятью модуля). Узлы объединяются шиной.
Безопасность (security);
Windows 2000-2008 имеет однородную систему безопасности (security), удовлетворяющую стандарту С-2 "Оранжевая книга". В корпоративной среде критическим приложениям обеспечивается полностью изолированное окружение.
Распределенная обработка (distributed processing) означает, что Windows 2000-2008 имеет встроенные в систему сетевые возможности (TCP/IP, Netbios);
Надежность и отказоустойчивость (reliability and robustness) обеспечиваются архитектурными особенностями, которые защищают прикладные программы от повреждения друг другом и ОС. Windows 2000-2008 использует отказоустойчивую структурированную обработку особых ситуаций на всех архитектурных уровнях, которая включает восстанавливаемую файловую систему NTFS и обеспечивает защиту с помощью встроенной системы безопасности и усовершенствованных методов управления памятью;
Локализации (localization);
Возможности локализации (localization) предоставляют средства для работы на национальных языках, что достигается применением стандарта ISO Unicode (разработан Международной организацией по стандартизации)
Расширяемость (extensibility).
Благодаря модульному построению системы обеспечивается расширяемость (extensibility) Windows 2000-2008 – гибкое добавление новых модулей на различные уровни ОС.