- •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.
Производительность фс.
Для уменьшения системных затрат применяются различные способы оптимизации файловой системы:
1. Кэширование. В качестве кэш используется реальная ОП. При обращении к диску сперва проверяется наличие требуемых блоков в кэш. Если блок присутствует в кэш, то запрос чтения может быть удовлетворен без обращения к диску. В противном случае блок считывается с диска в кэш. Для определения наличия блока в кэш может использоваться хеширование номера устройства и номера блока, т.е. осуществляется по значению хэш-кода. Модификация кэша осуществляется по алгоритмам, сходным для замещения страниц.
2. Опережающее чтение блока. Идея - в кэш помещается блок прежде, чем он потребуется. Указанная стратегия эффективна для файлов, блоки которых считываются последовательно. Если обращение к блокам файла осуществляется случайным образом, механизм работает неэффективно.
3. Снижения времени перемещения головок. В этом случае блоки, принадлежащие одному и тому же файлу, стараются располагать на диске как можно ближе друг к другу, желательно на одном цилиндре. Возможно в некоторых ОС размещать наиболее часто используемые кластеры (например, i-node) в середине диска.
Файловая система cdr.
Описывается стандартом ISO-9660. Цель стандарта - создание файловой системы, которая могла бы прочитать в любой ОС.
Файловая система расположена на непрерывной спирали, начинающейся от середины диска. Биты вдоль спирали разделены на логические блоки по 2352 байта. Логический блок содержит управляющую информацию и непосредственно данные - 2048 байт. Каждый CD-ROM начинается с 16 блоков, не определяемых стандартом. 17ый блок - основной описатель тома: идентификатор системы (32 байта), идентификатор тома (32 байта), идентификатор издателя (128 байт), идентификатор лица, подготовившего данные (128 байт), место под имена трех файлов, в которых может хранится пользовательская информация. Управляющая информация: размер логического блока, количество блоков, дата окончания службы диска, номер блока-описателя корневого каталога. Каталоговые записи имеют переменную длину. Каждая запись каталога содержит 10-12 полей. Поля кодируются дважды: в формате Pentium (младшие биты, старшие биты) и в формате SPARC (старшие биты, младшие биты).
Формат записи каталога.
формат записи каталога |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
8 |
8 |
7 |
1 |
2 |
4 |
1 |
7-15 |
|
|
|
|
|
|
|
CD |
L |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 – длина каталоговой записи (байт)
2 – длина записи настраиваемых атрибутов
3 – место расположения файла
4 – номер файла
5 - дата и время создания
6, 7 - см. стандарт
8 (CD) - чередование
9 (L) - длина имени файла в байтах
10 - имя файла
Файлы хранятся в виде непрерывной последовательности блоков, таким образом размещение файла на диске однозначно определяется начальным блоком и размером.
CD чередование. Определяет возможность расположения файла (продолжения) на другом CDR.
