ОС / Voprosy_Operatsionnye_Sistemy

Экзаменационные вопросы по курсу «Операционные системы»

Общесистемные вопросы:

1. Понятие операционной системы. Компоненты и классификация компьютерных систем. Архитектура фон Неймана. Классификация компьютерных архитектур. История ОС. Развитие концепций и возможностей ОС(Windows, UNIX, Отечественные ОС).

2. Основные компоненты ОС. Особенности ОС для mainframes; ОС с разделением времени (time sharing); ОС реального времени. ОС для ПК и КПК. Параллельные компьютерные системы. SMP-архитектура. Распределенные компьютерные системы. Общая структура и виды серверов в клиент-серверных системах. Кластерные вычислительные системы.

3. Вычислительные среды. Архитектура и функционирование компьютерных систем. Функции прерываний, обработка прерываний. Архитектура и методы ввода/вывода. Таблица состояний устройств.

4. Архитектура прямого доступа к памяти. Структура и иерархия памяти. Кеширование. Аппаратная защита. Режимы исполнения. Защита памяти. Защита ввода/вывода. Защита процессора.

5. Архитектура и основные компоненты ОС. Функции ОС. Системные вызовы. Способы передачи параметров. Исполнение программ в MS-DOS и UNIX. Коммуникационные модели между процессами в UNIX.

6. Подход к созданию ОС на основе уровней абстракции. Структура и уровни абстракции MS-DOS, UNIX, OS/2, систем с микроядром, Windows NT. Виртуальные машины. JVM. .NET framework. Реализация ОС. Генерация ОС. Механизмы (mechanisms) и политики (policies).

7. Процессы. Состояния процесса. PCB. Переключение процессов. Переключение контекста процессов. Очереди процессов. Диспетчеры процессов.

8. Создание и уничтожение процессов. Дерево процессов. Виды процессов. Взаимодействие процессов - проблема «производитель-потребитель»

9. Реализация взаимодействия процессов. Прямая/косвенная связь. Буферизация. Синхронизация косвенной связи. Сокеты. RPC, RMI. Marshalling.

10. Потоки. Виды потоков. Модели многопоточности. PThreads.

11. Организация многопоточности в различных ОС. Потоки в JVM.

12. Планирование и диспетчеризация процессора. Критерии оптимизации. Стратегии FCFS и SJF. Оценка длины следующего периода активности.

13. Диспетчеризация по приоритетам. Стратегия RR. Многоуровневые очереди. Оценка результатов планирования.

14. Синхронизация процессов. Проблема критической секции. Аппаратная поддержка синхронизации.

15. Семафоры. Классические проблемы синхронизации.

16. Критические области. Мониторы. Синхронизация в Solaris и в Windows NT 5.

17. Тупики – модель системы. Характеристики тупиков. Граф распределения ресурсов. Обработка и предотвращение тупиков. Безопасное состояние.

18. Алгоритм банкира. Обнаружение тупиков. Восстановление после тупика.

19. Управление памятью. Логическое и физическое адресное пространство. Динамическая загрузка, линковка. Оверлеи. Своппинг. Смежное распределение памяти. Динамическое выделение памяти. Фрагментация. Страничная организация памяти. Трансляция адресов. Ассоциативная память. Защита памяти.

20. Иерархические, хешированные, инвертированные таблицы страниц памяти. Разделяемые страницы. Сегментная организация памяти. Сегментно-страничная организация памяти.

21. Виртуальная память. Обработка страниц по требованию. Совместное использование страниц. Файлы, отображаемые в память. Замещение страниц.

22. Замещение страниц – алгоритмы FIFO, оптимальный, LRU, и их модификации. Распределение памяти. Thrashing. Модель рабочего множества.

23. Понятие файла. Структура, атрибуты и типы файлов. Операции над файлами. Методы доступа к файлам с примерами. Структура директорий и типичная организация файловой системы. Операции над директориями. Логическая организация (структура) директорий.

24. Монтирование файловых систем. Защита файловых систем и управление доступом. Структура файловой системы. Блок управления файлом. Виртуальные файловые системы. Методы размещения файлов. Управление свободной памятью. Способы повышения эффективности и производительности файловых систем.

25. Система ввода/вывода (I/O). Типовая структура шины ПК. Порты устройств для ПК. Опрос устройств. Цикл I/O, управляемый прерыванием. Вектор прерываний. Программный интерфейс I/O – характеристики, I/O модули ядра, типы устройств I/O, способы организации I/O, подсистема I/O ядра, структура данных I/O ядра, жизненный цикл запроса на I/O.

Вопросы по конкретным ОС:

1. Linux – обзор, история создания, ядро, дистрибутивы поставки и лицензирование, принципы проектирования.

2. Linux – компоненты ОС, модули ядра, драйверы.

3. Linux – управление процессами.

4. Linux – планирование, SMP.

5. Linux – управление памятью, виртуальная память.

6. Linux – исполнение и загрузка программ, виды линковки, файловые системы.

7. Linux – I/O, взаимодействие процессов, общая память.

8. WindowsNT – обзор, история, принципы проектирования, архитектура системы.

9. WindowsNT – ядро: описание, процессы и потоки, планирование, обработка прерываний.

10. WindowsNT – executive: управление объектами, виртуальной памятью.

11. WindowsNT – executive: управление процессами, LPC, I/O, безопасностью, plug-n-play.

12. WindowsNT – файловая система: описание, методы восстановления, безопасность, управление томами, сжатие данных.

13. WindowsNT – программный интерфейс.