- •Конспект лекций по курсу: «Операционные системы. Ч.1»
- •Введение
- •Аппаратные средства.
- •Центральный процессор.
- •Разрядность шины памяти.
- •Архитектура процессора.
- •Процессорное ядро.
- •Декодер.
- •Регистры процессора.
- •Многопроцессорные и многоядерные системы.
- •Многоядерные системы.
- •Оперативная память.
- •Адресация оп.
- •Ввод-вывод.
- •Прерывания.
- •Внешние устройства.
- •Классификация ос.
- •Основные понятия ос.
- •Структура ос.
- •Программная структура ос.
- •Программная структура ядра.
- •Интерфейсы системы вызовов.
- •Понятие мобильной ос.
- •Микроядерная архитектура.
- •Основные компоненты ос
- •Процессы и потоки.
- •Потоки.
- •Взаимодействие процессов, потоков.
- •Управление памятью.
- •Организация виртуальной памяти в ос.
- •Организация виртуальной памяти.
- •Сегментно-страничное распределение.
- •Преобразование адресов.
- •Буферы быстрого преобразования адреса.
- •Инвертированные таблицы страниц.
- •Алгоритмы замещения страниц.
- •Распределение виртуального адресного пространства.
- •Очистка страниц.
- •Перезапуск прерванной команды процессора.
- •Хранение страничной памяти на диске.
- •Реализация виртуальной памяти ос multics.
- •Виртуальная память в ос с аппаратной платформой Intel Pentium.
- •Защита памяти.
- •Ввод-вывод.
- •Контроллеры устройств.
- •Обмен данными с реальной оп.
- •Принципы программной реализации управления вводом-выводом.
- •Программная организация ввода-вывода.
- •Уровни реализации ввода-вывода.
- •Обработчики прерываний
- •Драйверы устройств.
- •Управление внешними устройствами.
- •Службы времени.
- •Алфавитно-цифровые терминалы.
- •Программное обеспечение ввода.
- •Программное обеспечение вывода.
- •Датчики.
- •Управление электропотреблением.
- •Файловые системы.
- •Логическая и физическая организация файлов.
- •Файловая система msdos.
- •Организация нескольких логических разделов.
- •Надежность файловой системы.
- •Производительность фс.
- •Файловая система cdr.
- •Формат записи каталога.
- •Сжатие видеоинформации.
- •Стандарт mpeg (Motion Picture Expert Group).
- •Структура реальной оп.
- •Структура виртуальной оп виртуальной машины.
- •Организация вычислительного процесса.
- •Планирование и диспетчирование.
- •Обработка прерываний.
- •Управление памятью.
- •Управление внешней памятью.
- •Планирование и диспетчирование.
- •Управление вводом-выводом.
- •Средства программирования и инструментальные средства.
- •Сетевые возможности операционных систем.
- •Понятие dce.
- •Подходы к обеспечению безопасности информации в ос.
Алфавитно-цифровые терминалы.
Существует 3 основных типа:
- удаленные автономные терминалы(не интеллектуальные)
- рабочие станции (как правило, с GUI)
- сетевые терминалы (датчики)
Программное обеспечение ввода.
Клавиатура и монитор являются независимыми устройствами.
Клавиатура.
Драйвер клавиатуры считывает данные после нажатия клавиши и передает код введенного символа ОС. Существует 2 основных способа:
- сбор кода и передача программе чтения без изменений. Буферизация: выделение пула буферов, каждый из которых содержит несколько символов. Буфера образуют цепочку, цепочка описывается в таблице, на которую есть ссылка.
- драйвер осуществляет редактирование внутри строки и передает программе пользователя. Буферизация: буферизация производится без центрального буфера, каждому терминалу отводится весь буфер. Отображение введеннх с клавиатуры символов на экран осуществляется программно – эхо-печать
первый способ символьно ориентированный, второй – строчно ориентированный, оба совместимы со стандартом POSIX
Программное обеспечение вывода.
Как правило, для каждого терминала выделяется выходной буфер. Буферы могут образовывать пул буферов. После того, как символы из буфера помещаются на экран, драйвер блокируется. Когда происходит прерывание о том, что терминал готов принять следующую порцию, драйвер разблокируется и передает его. Как правило, каждый терминал содержит специфические механизмы по управления местом положения размещения символов. Последовательность символов, выводимая на экран, как и в принтере, может содержать управляющие символы (в соответствии со стандартом).
Графические терминалы(GUI), как правило, поддерживают 4 основных опции (WIMP – windows, icons, menus, pointing)
GUI может быть реализован на уровне пользователя или на уровне ОС. Графические системы могут работать в двух основных режимах: символьном и растровом. В символьном режиме видео контроллер преобразует каждый символ в прямоугольник пикселов. Каждый кадр обновляется с определенной частотой.
В графическом режиме каждый пиксел экрана управляется индивидуально, при этом, каждому пикселу соответствует своя область видеопамяти. На каждый пиксел отводится определенное количество битов. Чтобы снизить размер видеопамяти, применяется восьмибитный описатель пикселя, который не включает цвет пиксела, а содержит индекс в таблице цветов.
Датчики.
Существует две концепции построения:
- датчик должен быть сложным и позволять в максимальной степени выполнять функции за счет своих ресурсов.
- датчик должен быть простым, только выдавать сигналы, обрабатывать их должен сервер.
Управление электропотреблением.
Для энергосбережения необходимо, чтобы устройство имело функцию энергосбережения, то есть могло находиться в трех состояниях: включено, выключено, промежуточное.
Перезапуск устройства из спящего состояния не должен требовать больше энергии, чем при холостом режиме, активация устройства не должна занимать большое количество времени.
Самостоятельно: сканер, принтер, модем, сетевого адаптера. по следующим направлениям: основные функции, управление со стороны ОС.