111

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Илюшечкина Л.В., Илюшечкин В.М.

Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов, изучающих дисциплину «Операционные системы»

Москва - 2007

Илюшечкина Л.В., Илюшечкин В.М.

Учебно-методические разработки для самостоятельной работы студентов, изучающих дисциплину «Операционные системы». - М.: МИЭТ, 2007. - 111 с.: ил.

Учебно-методические разработки подготовлены для использования при выполнении самостоятельных работ студентами, изучающими дисциплину «Операционные системы», и содержат как теоретические, так и практические сведения о принципах постороения операционных систем.

Разработки предназначены для студентов, обучающихся по техническим специальностям.

© МИЭТ, 2007

Оглавление

Введение 7

Раздел 1. Основные сведения об операционных системах 8

Тема 1. Функции и классификация операционных систем 8

1.1. Функции ОС 8

1.1. История ОС 10

1.3. Классификация ОС 11

Вопросы для самоконтроля 13

Тема 2. Структура операционных систем. Системные вызовы 14

2.1. Структура ОС 14

2.2. Выполнение системных вызовов 15

2.3. Понятие операционной и программной среды 16

Вопросы для самоконтроля 17

Раздел 2. Процессы и потоки 18

Тема 3. Процессы 18

3.1. Основные сведения о процессах 18

3.2. Модели процесса 19

3.3. Описание процессов 22

3.4. Управление процессами 23

3.5. Выполнение кода ОС по отношению к процессам 23

Вопросы для самоконтроля 25

Тема 4. Системные вызовы управления процессами в ОС UNIX 26

4.1. Создание процесса 26

4.2. Завершение процесса 27

4.3. Изменение образа памяти процесса 28

4.4. Синхронизация между родительским и дочерним процессами 28

4.5. Состояние "зомби" 29

Вопросы для самоконтроля 29

Тема 5. Сигналы в ОС UNIX 30

5.1. Назначение сигналов 30

5.2. Обработка сигналов 30

5.3. Посылка сигнала процессу 32

Вопросы для самоконтроля 33

Тема 6. Потоки 33

6.1. Основные понятия 33

6.2. Основные операции с потоками 34

6.3. Способы реализации потоков 35

Вопросы для самоконтроля 37

Тема 7. Взаимоблокировки 37

7.1. Основные понятия 37

7.2. Моделирование взаимоблокировок 39

7.3. Обнаружение взаимоблокировок 41

7.4. Избежание взаимоблокировок 43

Вопросы для самоконтроля 45

Раздел 3. Взаимодействие процессов 47

Тема 8. Проблема взаимного исключения и способы ее решения 47

8.1. Основные понятия 47

8.2. Аппаратные способы достижения взаимного исключения 49

8.3. Программные способы достижения взаимного исключения 50

Вопросы для самоконтроля 52

Тема 9. Примитивы синхронизации 53

9.1. Семафоры 53

9.2. Мьютексы 54

9.3. Мониторы 55

Вопросы для самоконтроля 57

Тема 10. Классические проблемы межпроцессного взаимодействия 58

10.1. Проблема производителя и потребителя 58

10.2. Задача о читателях и писателях 59

10.3. Задача об обедающих философах 60

10.4. Задача о спящем парикмахере 60

10.5. Задача о железнодорожном перегоне 61

Вопросы для самоконтроля 61

Тема 11. Межпроцессное взаимодействие в ОС UNIX 61

11.1. Неименованные каналы 62

11.2. Именованные каналы 64

11.3. Очереди сообщений 65

11.4. Разделяемая память 67

Вопросы для самоконтроля 67

Тема 12. Передача сообщений 68

12.1. Характеристика систем передачи сообщений 68

12.2. Модель клиент-сервер 69

Вопросы для самоконтроля 70

Тема 13. API сокетов ОС UNIX 70

13.1. Межпроцессное взаимодействие при помощи сокетов 70

13.2. Системные вызовы работы с сокетами в ОС UNIX 73

Вопросы для самоконтроля 76

Раздел 4. Планирование 77

Тема 14. Краткосрочное планирование 77

14.1. Основные понятия 77

14.2. Критерии краткосрочного планирования. 78

14.3. Стратегии краткосрочного планирования. 78

Вопросы для самоконтроля 79

Раздел 5. Управление памятью 80

Тема 15. Технологии распределения памяти 80

15.1. Фиксированное распределение 80

15.2. Динамическое распределение 81

15.3. Система двойников 82

15.4. Простая страничная организация 82

15.5. Простая сегментная организация 83

Вопросы для самоконтроля 85

Тема 16. Виртуальная память 85

16.1. Предпосылки для организации виртуальной памяти 85

16.2. Страничная организация виртуальной памяти 86

16.3. Сегментация 87

16.4. Комбинация сегментации и страничной организации 88

16.5. Алгоритмы управления виртуальной памятью 89

Вопросы для самоконтроля 92

Раздел 6. Ввод-вывод и файловая система 94

Тема 17. Ввод-вывод 94

17.1. Принципы программного обеспечения ввода-вывода 94

17.2. Программные уровни ввода-вывода 95

Вопросы для самоконтроля 98

Тема 18. Физическая организация файловой системы 98

18.1. Цели и задачи файловой системы 98

18.2. Устройство диска 99

18.3. Физическая организация и адресация файла 101

Вопросы для самоконтроля 104

Тема 19. Логическая организация файловой системы 105

19.1. Типы файлов 105

19.2. Иерархическая структура файловой системы 105

19.3. Атрибуты файлов 107

Вопросы для самоконтроля 109

Литература 110

Перечень сокращений 111