- •2. Назначение и функции операционной системы.
- •3. Эволюция операционных систем.
- •4. Понятие процесса (потока). Состояние процессов. Управление процессами со стороны операционной системы.
- •5. Мультипрограммирование.
- •6. Ресурсы вычислительной системы. Виды ресурсов. Виртуальные ресурсы.
- •7. Управление ресурсами со стороны операционной системы.
- •8. Системы разделения времени.
- •9. Системы пакетной обработки.
- •Системы реального времени
- •Создание процессов. Очередь процессов, дескриптор процесса, контекст процесса.
- •Механизм прерываний. Виды прерываний.
- •Алгоритмы обработки прерываний различных типов.
- •Дисциплины обслуживания прерываний.
- •Классификации операционных систем.
- •Монолитные операционные системы.
- •Микроядерные операционные системы.
- •Реализация технологии клиент – сервер в микроядерных операционных системах.
- •Сетевые операционные системы. Локальные и распределенные сети.
- •Основные принципы построения операционных систем.
- •Планирование процессов. Долгосрочный и краткосрочный планировщики.
- •Проблемы синхронизации процессов. Понятие критической секции. Блокирующие переменные. Семафоры.
- •Тупики. Распознавание и предотвращение тупиков. Восстановление системы из состояния дедлока.
- •Функции операционной системы по управлению памятью. Понятие виртуального адресного пространства.
- •Методы управления памятью. Проблемы фрагментации памяти.
- •Сегментное распределение памяти. Таблица сегментов. Преобразование виртуального адреса в физический адрес.
- •Страничное распределение памяти. Преобразование виртуального адреса в физический адрес.
- •Сегментно-страничное распределение памяти. Преобразование виртуального адреса в физический адрес.
- •Задачи операционной системы по управлению файлами и устройствами ввода/вывода. Синхронный и асинхронный ввод/вывод.
- •Многослойная модель подсистемы ввода/вывода.
- •Файловые системы. Функции операционной системы по управлению файлами.
- •Основные файловые операции. Поддержка со стороны операционной системы.
- •Файловые системы. Общие принципы построения. !!!!!!!
- •Файловая система ufs. Принципы организации.
- •Файловая система fat. Принципы организации.
- •Файловая система ntfs. Принципы организации.
- •Основные понятия информационной безопасности. Классификация угроз.
- •Системный подход к обеспечению информационной безопасности. Политика информационной безопасности.
- •Базовые технологии информационной безопасности.
- •Технология клиент-сервер как основа построения микроядерных операционных систем. Поддержка технологии клиент-сервер со стороны операционной системы.
- •Распределенные вычислительные сети. Механизм обмена сообщений. Гарантированная доставка сообщений.
- •Модель osi.
- •Объектно-ориентированный подход к проектированию. Базовые принципы. Использование при разработке операционных систем.
Задачи операционной системы по управлению файлами и устройствами ввода/вывода. Синхронный и асинхронный ввод/вывод.
Компоненты подсистемы ввода/вывода:
Драйверы
Файловая система (активно использует остальные части подсистемы ввода/вывода)
Частично диспетчер прерываний (ввод/вывод – основная нагрузка)
Задачи:
• Организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора
• Согласование скоростей обмена и кэширования данных
• Разделение устройств и данных между процессами
• Обеспечение удобного логического интерфейса между устройствами и остальной частью системы
• Поддержка широкого спектра драйверов с возможностью простого включения в систему нового драйвера
• Динамическая загрузка и выгрузка драйверов
• Поддержка нескольких файловых систем
• Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода
Синхронный режим – модуль приостанавливает свою работу до завершения операции ввода-вывода. Характеризуется тем, что задача, выдавшая запрос на операцию ввода/вывода, переводится супервизором в состояние ожидания завершения указанной операции.
Асинхронный режим – модуль продолжает выполнятся в мультипрограммном режиме одновременно с операцией ввода-вывода. Простейший вариант– буферизованный вывод данных на внешнее устройство, при котором данные из приложения передаются не непосредственно на устройство ввода/вывода, а в специальный системный буфер.
Условия асинхронного вывода:
• в запросе на вывод было указано на необходимость буферизации данных;
• устройство вывода допускает асинхронные операции.
Для организации асинхронного ввода необходимо:
• выделить область памяти для временного хранения считываемых с устройства данных;
• связать выделенный буфер с задачей, заказавшей операцию ввода;
• запрос на операцию ввода разбить на две части (два запроса).
В первом запросе указывается операция на ввод данных, как при асинхронном выводе, и имя буфера для вводимых данных. После этого задача продолжает выполнение или переводится в режим ожидания выполнения, но не переводится в ожидания завершения операции ввода/вывода, как и при асинхронном выводе. После выполнения некоторого объема программного кода задача выдает второй запрос на завершение операции ввода и, если операция ввода данных завершена к этому времени, то выбирает данные из системного буфера, если операция ввода не завершена, то задача приостанавливается до завершения ввода, как при асинхронном вводе.
Многослойная модель подсистемы ввода/вывода.
• Вертикальные и горизонтальные слои
• Менеджер ввода-вывода
• Многоуровневые драйверы (OSI)
- Входит в состав ядра, работает в привилегированном режиме
- Непосредственно управляет внешним устройством, взаимодействуя с контроллером
- Обрабатывает прерывания от контроллера
- Представляет прикладному прораммисту удобный логический интерфейс, изолируя от деталей
- Взаимодействует с другими модулями ядра ОС, через строго оговоренный интерфейс
Исключения: дисковый кэш, диспетчер графических окон и т.п.
Специальные файлы – унифицированное представление устройств ввода-вывода (логическая модель устройств)