- •1. Определение ос. Функции ос. Процессы и потоки. Классификация ос. История развития.
- •1.1 Определение ос.
- •Уровни вс.
- •Микроархитектура.
- •Машинный язык.
- •Системное и прикладное по.
- •1.2 Основная функция ос.
- •Варианты мультипрограммирования.
- •Состояния процессов и потоков.
- •1.4 Классификация ос.
- •1.4.1 Признаки классификации.
- •Особенности алгоритмов управления ресурсами. Поддержка многозадачности.
- •Многозадачность.
- •Вытесняющая и не вытесняющая многозадачность.
- •Классификация дисциплин обслуживания.
- •Дисциплины обслуживания.
- •Приоритетное обслуживание.
- •Динамический приоритет.
- •Поддержка многопользовательского режима.
- •Многопроцессорная обработка.
- •Системы пакетной обработки.
- •Системы разделения времени.
- •Системы реального времени.
- •Модульное ядро.
- •Микроядро.
- •Достоинства и недостатки микроядра.
- •Ооп: достоинства и недостатки.
- •1.5 Эволюция операционных систем. Появление ос.
- •Первый “баг”.
- •Этапы эволюции.
- •1 Этап (1940-60).
- •2 Этап (1965-75).
- •3 Этап (1970-80).
- •4 Этап (1980-90).
- •5 Этап (1990 – …).
- •2. Операционная система ms Windows 2000 и выше. Общая характеристика и основные функции. Структура ms Windows 2000-2003. Объекты в ms Windows 2000-2003.
- •2.2 Основная характеристика Windows 2000-2008.
- •2.3 Архитектура ос Windows 2000-2003. Краткая характеристика.
- •Структура ядра.
- •2.4 Объекты Windows 2000-2008.
- •Назначение объектов.
- •Типы объектов Windows 2000-2008.
- •Структура объектов Windows 2000-2003.
- •Удержание объектов.
- •Учет использования ресурсов.
- •Защита объектов.
- •Избирательный доступ.
- •3. Основы файловых систем. Файлы и их атрибуты. Каталоги. Логическая организация фс. Логическая, физическая организация файлов. Кэширование. Raid - системы.
- •4. Основы файловых систем. Файлы и их атрибуты. Каталоги. Логическая организация фс. Логическая, физическая организация файлов. Способы учёта свободного дискового пространства.
- •3.1 Основы файловых систем.
- •3.2, 3.3 Файлы и их атрибуты. Каталоги.
- •3.4 Логическая организация фс.
- •3.5 Логическая, физическая организация файлов.
- •3.6 Кэширование. Кэширование диска.
- •3.7 Raid - системы.
- •Сравнение raid-систем.
- •5. Файловые системы fat и fat32. Структура логического диска. Элемент каталога. Логическая, физическая организация файлов. Хранение длинных имён. Raid – системы.
- •5.1 Файловая система fat16.
- •Размеры разделов и кластеров fat16 для Windows 95-2000.
- •Файловая система vfat.
- •Элемент каталога vfat.
- •Пример длинного имени.
- •6.1 Файловая система ntfs.
- •6.2 Тома ntfs.
- •6.3 Mft и ее структура.
- •6.4 Атрибуты файлов.
- •6.5 Хранение файлов.
- •6.6 Сжатие файлов.
- •6.7 Защита целостности данных.
- •6.8 Дополнительные возможности.
- •7. Сравнение структуры логического диска fat32 и тома ntfs . Функции win32 api для работы с файлами.
- •8. Сравнение структуры логического диска Fat32 и тома ntfs. Варианты организации асинхронной работы с файлами.
- •7.1 Файловая система ntfs vs. Fat.
- •7.2 Функции win32 api для работы с файлами.
- •9. Методы распределения памяти с использованием дискового пространства. Стратегии управления виртуальной памятью. Классификация методов распределения памяти.
- •9.1 Методы распределения памяти с использованием дискового пространства.
- •Страничное распределение.
- •Сегментное распределение.
- •Сегментно-страничное распределение.
- •9.2 Стратегии управления виртуальной памятью (свопинг).
- •Понятие «trashing».
- •10. Архитектура памяти ms Windows 2000. Менеджер вп. Виртуальное ап. Средства защиты памяти. Страничное преобразование. Реализация свопинга в ms Windows 2000-2003.
- •Архитектура api управления памятью.
- •11. Архитектура памяти ms Windows 2000-2003. Организация «статической » виртуальной памяти. Блоки адресов. Состояния блоков адресов. Функции Win32 api.
- •12. Архитектура памяти в ms Windows 200-2003. Организация «динамической» виртуальной памяти. Назначение и преимущество по сравнению с кучами ansi c. Функции Win32 api.
- •13. Архитектура памяти в ms Windows 2000-2003. Проецируемые файлы, назначение и использование. Функции Win32 api. Проецируемые файлы.
- •14. Объекты управления центральным процессором и объединения ресурсов в ms Windows 2000-2003. Атрибуты процессов и потоков. Классы приоритетов.
- •14.1, 14.2 Управление центральным процессором и объединение ресурсов. Атрибуты процессов и потоков. Объекты Windows .
- •Процессы.
- •Потоки.
- •Задание (job).
- •Волокна (fibers).
- •14.3 Классы приоритетов.
- •15. Общие принципы диспетчеризация (планирование загрузки) в ms Windows 2000-2003. Классы приоритетов. Относительные приоритеты. Динамическое изменение приоритетов.
- •15.1 Общие принципы диспетчеризация (планирование загрузки) в ms Windows 2000-2003. Планирование загрузки однопроцессорной системы.
- •15.3 Относительные приоритеты потоков.
- •15.4 Динамическое изменение приоритетов.
- •16. Граф состояний потоков в ms Windows 2000-2003. Поток простоя. Принципы адаптивного планирования.
- •16.1 Граф состояний потоков в ms Windows 2000.
- •16.2 Поток простоя.
- •16.3 Принципы адаптивного планирования.
- •17. Граф состояний потоков в ms Windows 2000-2003. Особенности планирования в многопроцессорных системах.
- •17.2 Особенности планирования в многопроцессорных системах.
- •18. Граф состояний потоков в ms Windows 2000-2003. Особенности планирования в ос ms Windows Vista и Server 2008.
- •18.2 Особенности планирования в ос ms Windows Vista и Server 2008.
- •19. Планирование загрузки процессорного времени в ms windows 2000-2003. Функции win 32 api создания и завершение процессов и потоков, управление потоками
- •20. Планирование загрузки процессорного времени в ms windows 2000-2003. Функции win 32 api создания и завершения потоков. Управление потоками.
- •21. Критические секции и состязания. Семафоры, Мьютексы. Задача о читателях и писателях. Предотвращение критических ситуаций и средства синхронизации процессов
- •22. Критические секции и состязания. Семафоры , атомарные операции, critical_section. Задача о читателях и писателях. Предотвращение критических ситуаций и средства синхронизации процессов
- •23. Синхронизация потоков с использованием объектов ядра ms Windows 2000-2003. Основные принципы синхронизации. События. Семафоры. Функции win 32 api.
- •24. Синхронизация потоков с использованием объектов ядра ms Windows 2000-2003. Основные принципы синхронизации. Таймеры ожидания. Мьютексы. Функции win 32 api.
- •25. Межпроцессорное взаимодействие. Передача информации в ms Windows 2000-2003. Анонимные каналы. Почтовые ящики. Функции win 32 api.
- •26. Межпроцессорное взаимодействие. Передача информации в ms Windows 2000-2003. Именованные каналы. Почтовые ящики. Функции win 32 api.
Варианты мультипрограммирования.
а.) Три однопоточных процесса
б.) Один процесс с тремя потоками
Состояния процессов и потоков.
Выделяют 3 основных дискретных состояния процесса (потока):
- Готов к выполнению – ждет ЦП;
- Выполняется – выделен ЦП;
- Приостановлен (блокирован) – ждет некоторого события (например, окончания ввода-вывода).
Вытеснение и постановка на выполнение происходит на основе выбранной дисциплины обслуживания.
1.4 Классификация ос.
1.4.1 Признаки классификации.
ОС могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера, особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.
Рассмотрим подробнее классификацию ОС по нескольким наиболее основным признакам:
- особенности алгоритмов управления ресурсами;
- особенности областей использования;
- особенности аппаратных платформ;
- структурная организация.
Особенности алгоритмов управления ресурсами. Поддержка многозадачности.
По числу одновременно выполняемых задач ОС могут быть разделены на два класса:
- однозадачные (например, MS-DOS, MSX);
- многозадачные (OC EC, UNIX, Windows 9х, NT и выше).
Однозадачные ОС в основном выполняют функцию предоставления пользователю виртуальной машины.
Многозадачные ОС поддерживают в том или ином виде мультипрограммирование и управляют разделением совместно используемых ресурсов (процессор, оперативная память, файлы и пр.).
Многозадачность.
Способ распределения процессорного времени между несколькими одновременно существующими в системе задачами (процессами или потоками) в режиме мультипрограммирования во многом определяет специфику ОС.
Среди множества существующих вариантов реализации многозадачности можно выделить две группы алгоритмов:
- невытесняющая (корпоративная) многозадачность (NetWare, Windows 3.x);
- вытесняющая многозадачность (OS/2, UNIX, Win’95 и выше).
Вытесняющая и не вытесняющая многозадачность.
При невытесняющей многозадачности активный процесс (поток) выполняется до тех пор, пока он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление ОС для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению процесс (поток).
При вытесняющей многозадачности решение о переключении процессора с одного процесса (потока) на другой принимается ОС.
Классификация дисциплин обслуживания.
Дисциплины обслуживания.
Бесприоритетные дисциплины – выбор из очереди производится без учета относительной важности задач и времени их обслуживания.
Приоритетное обслуживание – отдельным задачам предоставляется преимущественное право перейти в состояние ВЫПОЛНЕНИЯ.
Фиксированные приоритеты – являются величиной постоянной на всем жизненном цикле процесса.
Динамические приоритеты – изменяются в зависимости от некоторых условий в соответствии с определенными правилами. Для реализации динамических приоритетов необходимы дополнительные затраты, но их использование предполагает более справедливое распределение процессорного времени между процессами.
