Вопросы для самоконтроля
Поясните употребление терминов «нить», «программа», «процесс», «задача», «поток».
Мультипрограммные ОС принято разделять на системы реального времени, системы разделения времени, системы пакетной обработки. С другой стороны, алгоритмы планирования могут быть основаны на квантовании, абсолютных и относительных приоритетах. Предложите для каждого из перечисленных типов ОС, наиболее подходящий алгоритм планирования.
Являются ли синонимами термины «планирование» процессов и «диспетчеризация» процессов?
1.4 Управление памятью
Функциями ОС по управлению памятью в мультипрограммной системе
являются: учет свободной и занятой памяти; выделение памяти процессам и освобождение памяти по завершении процесса; организация виртуальной памяти; настройка адресов программы на конкретную область физической памяти; динамическое распределение памяти; дефрагментация памяти; защита памяти. Классификация методов распределения памяти приведена на рис. 1.
Рис. 1
Вопросы, подлежащие изучению:
Функции ОС по управлению памятью.
Виртуальная память.
Алгоритмы распределения памяти без использования внешних носителей
(фиксированные, динамические, перемещаемые разделы).
Страничное распределение памяти.
Таблицы страниц для больших объемов памяти.
Сегментное распределение памяти.
Сегментно-страничное распределение памяти.
Принцип действия кэш-памяти. Способы отображения основной памяти на кэш. Проблема согласования данных.
Схема выполнения запросов в системах с кэш-памятью.
Вопросы для самоконтроля
1. Чем ограничивается максимальный размер физической памяти, которую можно установить в компьютере определенной модели?
2. Чем ограничивается максимальный размер виртуального адресного пространства, доступного приложению?
3. Почему размер страницы выбирается равным степени двойки?
4. На что влияет размер страницы? Каковы преимущества и недостатки большого размера страницы?
5. Где хранятся таблицы страниц и таблицы сегментов?
1.5 Управление вводом/выводом и файловые системы
Одной из главных задач ОС является обеспечение обмена данными между приложениями и периферийными устройствами компьютера. Подсистема ввода/вывода мультипрограммной ОС должна решать следующие задачи: организация параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора, согласование скоростей обмена и кэширование данных, разделение устройств и данных между процессами, организация удобного интерфейса между устройствами и остальной частью системы, поддержка широкого спектра драйверов, динамическая загрузка и выгрузка драйверов, поддержка нескольких файловых систем, поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.
Вопросы, подлежащие изучению:
Задачи ОС по управлению файлами и устройствами.
Многослойная модель подсистемы ввода-вывода.
Файловая система. Определение, состав, типы файлов. Логическая
организация файловой системы.
Физическая организация жесткого диска.
Физическая организация и адресация файлов.
FAT. Структура тома. Формат записи каталога. FAT12, FAT16, FAT32.
UFS: структура тома, адресация файлов, каталоги, индексные дескрипторы.
NTFS: структура тома, типы файлов, каталоги.
Организация контроля доступа к файлам.
Отказоустойчивость файловых систем.
Многоуровневые драйверы.
Дисковый кэш.
Избыточные дисковые подсистемы RAID.