- •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
Программные методы реализации взаимного исключения: примеры на псевдокоде, анализ и сравнение вариантов. Примеры.
1. использование общей переменной (N), указывающей номер процесса, чья очередь войти в критическую секцию в данный момент.
N –н ачальное значение этой переменной должно быть установлено при инициализации системы (до запуска процессов P1 и P2). Предположим, что первым в критическую секцию должен быть допущен процесс P1.
Процедура инициализации |
Первый процесс |
Второй процесс |
procedure INIT; common integer N ; begin N := 1 ; start(P1) ; start(P2) end INIT .
|
process P1; common integer N ; begin while true do begin BEFORE1 ; while N = 2 do ; CS1 ; N := 2 ; AFTER1 ; end end P1 . |
process P2; common integer N ; begin while true do begin BEFORE2 ; while N = 1 do ; CS2 ; N := 1 ; AFTER2 ; end end P2 . |
Цикл, вставленный в программы перед началом критических секций, позволяет организовать ожидание момента, когда подойдет очередь данного процесса для входа в критическую секцию. Первым при установленном порядке доступ к разделяемым данным должен получить процесс P1. Оба процесса, дождавшись возможности входа в критическую секцию, выполняют заданные в ней действия и сразу после выхода из критической секции передают очередь на вход следующему процессу, установив его номер в переменной N. Первый процесс передает очередь на доступ к разделяемому ресурсу второму процессу, а второй - первому.
Минус: процесс имеющий право на вход в свою критическую секцию, но пока не вошедший в нее блокирует вход в критические секции другим процессам, которые могут быть готовы к обработке общих данных, но не могут получить к ним доступ
2. использование переменных-флажков, которые представляют собой признак, показывающий, не находится ли соответствующий ей процесс в своей критической секции.
Процедура инициализации |
Первый процесс |
Второй процесс |
procedure INIT; common boolean C1,C2 ; begin C1 := false ; C2 := false ; start(P1) ; start(P2) end INIT .
|
process P1; common boolean C1,C2 ; begin while true do begin BEFORE1 ; while C2 do ; C1 := true ; CS1 ; C1 := false ; AFTER1 ; end end P1 . |
process P2; common boolean C1,C2 ; begin while true do begin BEFORE2 ; while C1 do ; C2 := true ; CS2 ; C2 := false ; AFTER2 ; end end P2 . |
Перед входом в критическую секцию каждый процесс проверяет, не находится ли его конкурент в своей критической секции, если нет, то в процессе устанавливается признак (значение true соответствующего этому процессу флажка), что он вошел в критическую секцию (занял ресурс), а после выхода из критической секции этот флажок снова сбрасывается в false, освобождая ресурс. Однако в том случае, когда (хоть это и маловероятно) оба процесса одновременно подойдут к проверке значений флажков своих конкурентов перед входом в критическую секцию, они смогут пройти в нее одновременно. Таким образом, нарушается самое главное требование к реализации критической секции - требование взаимного исключения.
3.Алгоритм Деккера
Процедура инициализации |
Первый процесс |
Второй процесс |
procedure INIT; common boolean C1,C2 ; common integer N ; begin C1 := false ; C2 := false ; N := 1 ; start(P1) ; start(P2) end INIT .
|
process P1; common boolean C1,C2 ; begin while true do begin BEFORE1 ; C1 := true ; while C2 do begin if N = 2 then begin C1 := false ; while N=2 do ; C1 := true ; end end ; CS1 ; C1 := false; N := 2; AFTER1 ; end end P1 . |
process P2; common boolean C1,C2 ; begin while true do begin BEFORE2 ; C2 := true ; while C1 do begin if N = 1 then begin C2 := false ; while N=1 do ; C2 := true ; end end ; CS2 ; C2 := false; N:=1; AFTER2 ; end end P2 . |
Порядок входа в критическую секцию процессов, одновременно заявивших о своих намерениях получить доступ к общим данным, устанавливается с помощью целочисленной переменной, в которой фиксируется значение номера процесса, имеющего преимущество на вход в критическую секцию. Причем этот номер учитывается только в случае, когда процессы подошли к критической секции одновременно, то есть не будет нарушено условие, что процессы, не находящиеся в критической секции, не должны мешать другим процессам входить в их критические секции. После выхода из критической секции процесс передает очередь на преимущественный доступ к разделяемым данным своему конкуренту.