- •Список вопросов для подготовки к экзамену по сппо (2013-2014 уч. Год)
- •Понятие программного обеспечения (по). Классификация программного обеспечения по выполняемым функциям, структура системного по. Основные свойства системного программного обеспечения.
- •1)Управление процессами (программ во время выполнения);
- •Классификация ос (по структуре и архитектурным принципам построения, по режимам работы). Примеры.
- •Программные методы реализации взаимного исключения: примеры на псевдокоде, анализ и сравнение вариантов. Примеры.
- •Понятие семафора, семафорные примитивы, бинарные и считающие семафоры. Примеры объектов диспетчеризации в ms Windows, которые могут использоваться как «семафоры».
- •Применение бинарных семафоров для реализации взаимного исключения и синхронизации процессов. Примеры.
- •Общие семафоры, решение задачи «писателей и читателей» при работе с циклическим буфером. Сравнить варианты решения.
- •Проблема тупика и задачи, связанные с решением проблемы тупика: формулировки задач и подходы к решению. Примеры.
- •Задача предотвращения тупика, подходы к решению, анализ Примеры.
- •Модель системы с повторно используемыми ресурсами (граф повторно используемых ресурсов). Примеры.
- •Модель системы с потребляемыми ресурсами (граф потребляемых ресурсов). Примеры.
- •Система с повторно используемыми и потребляемыми ресурсами (граф обобщённых ресурсов). Примеры.
- •Решение задачи распознавания тупика для систем с повторно используемыми ресурсами: основная теорема о тупике. Алгоритм редукции. Примеры редукции.
- •Распознавание тупиков в системах с повторно используемыми ресурсами с ограничениями на выполнение операций. Примеры.
- •Распознавание тупиков в системах с потребляемыми ресурсами и в системах с обобщёнными ресурсами: алгоритм редукции. Примеры.
- •Распознавание тупиков в системах с потребляемыми ресурсами и в системах с обобщёнными ресурсами: системы с ограничениями на выполнение операций. Примеры.
- •Вывод системы из тупика. Общий подход к решению задачи и частный случай.
- •Обходы тупиков. Алгоритм банкира. Примеры.
- •Иерархия запоминающих устройств вс, характеристики устройств и связь, механизмы создания иерархии. Примеры.
- •Способы распределения памяти: статическое и динамическое распределение, связные и несвязные распределения. Сравнение.
- •Сегментная организация памяти. Страничная организация памяти. Сегментно-страничная организация памяти. Аппаратная поддержка в процессорах Intel.
- •Общие принципы организации виртуальной памяти. Управление виртуальной памятью: стратегии загрузки, стратегии размещения, стратегии замещения. Пример реализации в Intel.
- •Средства защиты памяти: изоляция адресных пространств. Поддержка в Intel.
- •Средства защиты памяти: защита по уровням привилегий, привилегированные команды и команды, чувствительные к уровням привилегий). Поддержка в Intel.
- •Статическая и динамическая компоновка программ: определение, сравнение и примеры.
- •Упрощённая структура объектного модуля и принцип работы связывающего загрузчика, редактора связей (одно- и двухпроходовые). Упрощённая структура исполнимого файла.
- •Понятие прерывания, классификация прерываний. Примеры (Intel).
- •Общая схема обработки прерываний, программно-аппаратная реализация, аппаратная поддержка механизма прерываний в Intel.
- •Структурная схема обработки исключений в Windows (seh): обработка завершения и локальная раскрутка.
- •Структурная схема обработки исключений в Windows (seh): обработка исключений и глобальная раскрутка.
- •Определение файла, атрибуты файлов и именование файлов, понятие каталога (справочника, директории, папки). Примеры.
- •Понятие и функции файловой системы как подсистемы ос.
- •Логическая и физическая организация файлов. Буферизация ввода/вывода. Примеры.
- •Логическая организация файлов: файлы с последовательной организацией и индексированные файлы. Поиск на внешних устройствах, b-деревья: определение и построение, выполнение операций. Примеры.
- •Управление внешней памятью: карты памяти и списки. Примеры (fat, ntfs).
- •Управление вводом/выводом, понятие драйвера внешнего устройства, драйверы виртуальных устройств.
- •Понятие драйвера файловой системы. Иерархическая организация файловых систем. Примеры.
- •Понятие защищённой вс. Классификация угроз и вторжений. Структура системы защиты.
- •Контроль прав доступа и матрица прав доступа как математическая модель защиты объектов. Примеры: одноранговое разделение ресурсов и защита на уровне пользователей.
- •Криптографическая защита. Понятие ключа. Симметричное и асимметричное шифрование. Понятие криптографического протокола. Понятие цифровой подписи.
- •Примеры задач по обработке исключений
- •Задания по разработке командных файлов и изучение команд пакетной обработки
- •Задачи на использование программных методов решения проблемы взаимного исключения
- •Задачи на работу с семафорами
- •Решение:
- •Решение:
- •Задачи на понимание алгоритмов решения задач, связанных с тупиками
- •Задачи на анализ состояний системы для выявления тупиков
- •Задачи по теме «Хранение и поиск информации на взу»
- •Файлы для подготовки
Обходы тупиков. Алгоритм банкира. Примеры.
Методы обхода тупика можно считать методами предотвращения тупика, но не при проектировании системы, а в процессе ее функционирования.
Наиболее известным алгоритмом предотвращения тупика (или его обхода) является “алгоритм банкира”, предложенный Дейкстрой. Этот алгоритм как бы имитирует действия банкира, который, обладая определенным капиталом, выдает ссуды и принимает платежи.
Банкир (ведет себя соответственно). Клиенты – процессы.
При удовлетворении запроса – ресурс выделяется, если система останется в надежном состоянии.
Надежное состояние – если все процессы системы в течение конечного времени смогут завершить свою работу.
Недостатки алгоритма:
а) для каждого процесса, необходимо указать максимальное количество ресурсов, необходимых для выполнения (сообщается «банкиру» – ОС). При динамическом распределении ресурсов трудно оценить максимальные потребности пользователей.
б) он требует, что бы число работающих пользователей оставалось постоянным.
в) не слишком корректное использование конечного времени выполнения.
г) алгоритм требует, чтобы клиенты гарантированно возвращали ресурсы. В реальных системах требуются гораздо более конкретные гарантии.
ПРИМЕР 1: пусть всего имеется 12 ресурсов.
|
Выделено ресурсов |
МАХ |
Поток 1 |
1 |
4 |
Поток 2 |
4 |
6 |
Поток 3 |
5 |
8 |
В сумме по таблице выделено 1+4+5 = 10, значит 12 – 10 = 2 – резерв.
Надежное состояние, так как потоку 2 можно отдать резерв, он завершится и освободит ресурсы, которые можно перераспределить между 1 и 3.
В ненадежное состояние система перейдет, если первый поток запросит 2 ресурса и они ему будут выделены.
ПРИМЕР 2: пусть всего имеется 12 ресурсов.
|
Выделено ресурсов |
МАХ |
Поток 1 |
8 |
10 |
Поток 2 |
2 |
5 |
Поток 3 |
1 |
3 |
В сумме по таблице выделено 8+2+1 = 11, значит 12 – 11 = 1 – резерв.
Ненадежное состояние.
Иерархия запоминающих устройств вс, характеристики устройств и связь, механизмы создания иерархии. Примеры.
Иерархия ЗУ. В современных ВС основная память не является однородной, а состоит из иерархии устройств памяти M1, M2, ... , Mn, различающихся своими скоростными характеристиками и размерами. Характеристики каждого уровня устройств этой иерархии, следовательно:1) Время доступа (Mi) < Время доступа (Mi+1) 2) Размер (Mi) < Размер (Mi+1) 3) Стоимость (Mi) > Стоимость (Mi+1), где (i = 1, 2, ..., n-1). При работе с множеством ЗУ различного типа аппаратура и ПО проектируются так, чтобы наиболее часто используемая информация хранилась в M1 с целью приближения производительности ВС к производительности системы с однородной памятью того же типа M1, но объема, равного объему Mn. Существует две базовые схемы соединения ЦП и внеш. вспомогательной памяти в иерархию: подчиненная (ведомая) и распределенная. При распределенной организации вся основная память непосредственно доступна как для обмена со вспомогательной памятью, так и для ЦП при выполнении им операций выборки и записи. Подчиненная организация предпочитает, что устройство M1 является напрямую доступным для ЦП устройством, к которому имеет доступ только сам ЦП, а связь со вспомогательной памятью ограничивается в общем случае более медленными уровнями основной памяти. При записи данных на любой уровень Mi аппаратура автоматически обеспечивает появление новой копии в ЗУ уровней Mi+1, ..., Mn путем передачи информации через иерархию. При выборке данных с уровня Mi они также запоминаются на всех уровнях Mi-1, ..., M1 для более быстрого доступа при использовании в будущем. Эта схема предпочитает использование определенной дисциплины замещения, если очередной уровень оказывается заполненным. При замещении информации на каком-либо уровне Mi ее копии остаются на следующих уровнях и/или во вспомогательной памяти. В ВС используется также комбинации этих двух схем обмена между уровнями иерархии.