16.Для чего используются часы и таймеры?

Данные хронометрические устройства в компьютерной системе хранят информацию о текущем времени, прошедшем отрезке времени, установках таймера.

Как правило, операционная система использует программируемые интервалы времени для работы с таймером. Таким образом, в системе организуются периодические прерывания с целью опроса устройств и диспетчеризации процессов.

В системе UNIX работу с часами и таймером поддерживает системный вызов и команда ioctl. Кроме того, в системе имеется процесс-демон cron, с помощью которого в системе организуются события, происходящие в назначенное время, - например, автоматическое резервное копирование всех наиболее важных файловых систем на ленту.

17.Какие два метода организации ввода-вывода используются в системах, с точки зрения синхронизации процесса и инициируемого им ввода-вывода?

Операция ввода-вывода может выполняться по отношению к программному модулю, запросившему операцию, в синхронном режиме. Синхронный режим означает, что программный модуль приостанавливает свою работу до тех пор, пока операция ввода-вывода не будет завершена.

Операция ввода-вывода может быть инициирована не только пользовательским процессом – в этом случае операция выполняется в рамках системного вызова, – но и кодом ядра, например, кодом подсистемы виртуальной памяти для считывания отсутствующей страницы. Системы вызовы ввода-вывода чаще оформляются как синхронные процедуры в связи с тем, что такие операции длятся долго и пользовательскому процессу или потоку все равно придется ждать получения результатов потоков операции, для того чтобы продолжить свою работу.

18. Какие основные функции выполняет ос для организации ввода-вывода?

Основные действия ОС по управлению вводом-выводом: планирование работы устройств ввода-вывода, буферизация устройств, кэширование устройств, буферизация вывода , резервирование устройств и контроль отсутствия тупиков. ОС обрабатывает ошибки ввода-вывода, поддерживает восстановление информации после чтения с диска, недоступности устройства, временных сбоев. Процессу возвращается код ошибки. В системных журналах фиксируется информация обо всех обнаруженных проблемах.

19.Что такое буферизация устройств?

Буферизация – запись данных в память в процессе передачи между устройствами.

20.Что такое кэширование устройств?

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика.

21.Что такое планирование устройств?

Планирование-это сохранение инвестиций в оборудование.

22.Что такое резервирование устройств?

Резервирование устройства - Закрепление устройства за процессом или программой с целью монопольного использования

23.Что такое spooling?

Буферизация вывода (spooling) – задержка вывода на устройство, с целью поддержания целостности информации, выводимой одним и тем же процессом.

24.Как обрабатывается запрос процесса на ввод-вывод?

ОС должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс между устройствами и остальной частью системы. ( Обработка прерываний, Драйверы устройств, Независимый от устройств, слой операционной системы, Пользовательский слой программного обеспечения.)

25.Какие факторы влияют на производительность ввода-вывода?

Ввод-вывод требует от процессора исполнения драйвера устройства - кода уровня ядра ОС Необходимо выполнять контекстные переключения, связанные с прерываниями;

Необходимо выполнять копирование данных.

Особенно напряженным в любой компьютерной системе является сетевой трафик, так как его скорость фактически определяет скорость и производительность работы всей распределенной системы (например, работы с удаленными файловыми системами), а также скорость получения информации из Интернета или корпоративной сети.

Выводы. Для повышения производительности ввода-вывода и сетевого взаимодействия в системе необходимо:

• Сократить число контекстных переключений;

• Сократить объем копирования данных;

• Сократить число прерываний, используя большие переходы, интеллектуальные контроллеры и опрос устройств;

• Использовать DMA (Direct Memory Access);

• Сбалансировать нагрузку на процессор, память и шину и производительность ввода-вывода с целью повышения суммарной производительности.