- •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
Общие семафоры, решение задачи «писателей и читателей» при работе с циклическим буфером. Сравнить варианты решения.
Семафоры могут также использоваться как счетчики ресурсов и синхронизаторы при решении задачи “производитель-потребитель”, в которой два процесса взаимодействуют через буфер.
Пусть процесс P1 является “производителем”, который вырабатывает информацию и помещает новые записи в буфер. Параллельно с этим процессом в ВС существует процесс-“потребитель” информации P2, считывающий информацию из буфера. Процесс-“писатель” не должен вносить информацию в переполненный буфер и затирать еще не прочитанные “читателем” записи, а процесс-“читатель” не может читать информацию из пустого буфера или повторять чтение уже прочитанных записей.
Пусть емкость буфера составляет N записей.
Для процесса P1 ресурсом являются незаполненные записи в буфере, для их учета можно использовать считающий семафор E, а для процесса P2 необходимым для работы ресурсом являются сформированные процессом P1 записи, для учета их числа можно также использовать считающий семафор F. Кроме того, выполнение операций с буфером, который является разделяемым ресурсом, требует обычно взаимного исключения (последовательность операций над данными в буфере - критическая секция), для реализации которого можно использовать бинарный семафор.
Описание процедуры инициализации и программ, соответствующих процессам P1 и P2, приведено ниже.
Процедура инициализации |
Процесс-производитель |
Процесс-потребитель |
procedure INIT; binary semaphore B ; integer semaphore E, F; begin B := 1 ; {Буфер открыт} E := N ; {Все записи} {в буфере пусты} F := 0 ; {В буфере нет} {ни одной записи} start(P1) ; start(P2) end INIT .
|
process P1; binary semaphore B ; integer semaphore E, F; begin while true do begin ... produce_next_record ; P(E) ; P(B) ; write_record_to_buffer ; V(B); V(F); ... end end P1 . |
process P2; binary semaphore B ; integer semaphore E, F; begin while true do begin ... P(F) ; P(B) ; read_record_from_buffer; V(B); V(E); process_new_record ; ... end end P2 . |
Процесс-производитель ресурса может получить доступ к буферу только в том случае, когда есть свободные для добавления информации записи, а процесс-потребитель информации - только при наличии сформированных записей. Причем, если в момент обращения к буферу с ним работает другой процесс, оба процесса переходят в состояние ожидания завершения операции чтения или записи.