
- •Понятие операционной системы (ос). Основные функции ос.
- •Сервисы, предоставляемые типичными ос. Основные этапы развития ос.
- •Классификация ос: по назначению, по режиму обработки задач, по способу взаимодействия с пользователем. Компоненты типичной ос.
- •Типы структур ос. Режимы работы ос. Понятие операционной и программной среды.
- •Системный таймер. Программные таймеры. Сторожевой таймер.
- •Утилиты. Понятие транслятора, компилятора, интерпретатора, ассемблера, дизассемблера, компоновщика, отладчика.
- •Преимущества многозадачного режима работы ос. Понятие процесса. Основные причины создания, завершения процессов в вычислительной системе (вс).
- •Модели процесса: с двумя состояниями, с пятью состояниями.
- •Описание процессов: атрибуты, управляющий блок (дескриптор). Действия ос при создании, переключении процессов.
- •Подходы к разработке кода ос по отношению к процессам.
- •Понятие потока. Сравнение процессов и потоков. Понятие, преимущества многопоточности.
- •Способы реализации потоков: в пространстве пользователя, в пространстве ядра, смешанная. Кратко
- •Подробно
- •Виды планирования процессов (потоков). Краткосрочное планирование: режимы решения, стратегии.
- •Стратегии распределения ресурсов вс: одноочередные, многоочередные.
- •Основные режимы работы вс.
- •Основные категории ресурсов ос. Типы доступа к ресурсам ос.
- •Понятие взаимной блокировки (тупика). Примеры, условия возникновения, обнаружение, предупреждение взаимоблокировок.
- •Понятие параллельных, последовательных процессов (потоков). Виды взаимодействия процессов (потоков). Проблемы взаимодействия параллельных процессов (потоков). Пример состояния гонок.
- •Понятие взаимного исключения, критического ресурса, критической секции. Проблемы, условия, способы взаимного исключения.
- •Механизмы взаимодействия процессов (потоков): очереди сообщений, разделяемая память, обмен сообщениями, сокеты.
- •Понятие семафора. Решение задачи взаимоисключения с использованием семафора. Понятие сигнализирующего семафора, мьютекса, монитора.
- •Проблема читателей-писателей
- •Вторая проблема читателей-писателей (приоритет писателя)
- •Третья проблема читателей-писателей (честное распределение ресурсов)
- •Понятие памяти. Функции подсистемы управления памятью. Типы адресов. Понятие виртуального адресного пространства (вап). Типы структур вап. Способы преобразования виртуальных адресов в физические.
- •Механизмы распределения памяти: разделами, свопинг, виртуальная память.
- •Механизмы распределения памяти: страничный.
- •Механизмы распределения памяти: сегментный, сегментностраничный.
- •Принципы организации подсистемы ввода-вывода. Способы реализации ввода-вывода. Уровни подсистемы ввода-вывода.
- •Понятие файловой системы (фс), файла. Функции фс.
- •Физическая организация фс, файла. Логическая организация фс.
- •Свойства безопасной информационной системы. Понятие угрозы, атаки, риска. Классификация угроз. Функции ос по защите данных.
- •Современне ос. Тенденции, перспективы развития современных ос.
Классификация ос: по назначению, по режиму обработки задач, по способу взаимодействия с пользователем. Компоненты типичной ос.
По назначению:
– серверные (для управления серверами);
– настольные (для ПК);
– мобильные (для смартфонов и планшетов);
– встроенные (для специализированных устройств).
По режиму обработки задач:
– однозадачные (позволяет выполнять только одну задачу)- MS-DOS
– многозадачные (способны выполнять несколько задач)- Windows, Linux, MacOS, Solaris и другие;
– реального времени (гарантируют своевременное выполнение задачи)- RTOS, QNX, LynxOS.
По способу взаимодействия с пользователем:
– текстовые (без графического интерфейса, через командную строку);
– графические (с графическим интерфейсом).
Компоненты типичной ОС:
Ядро - управляет ресурсами компьютера и обеспечивает взаимодействие между программами и оборудованием.
Файловая система - организует и хранит данные на диске.
Драйверы - обеспечивают взаимодействие ОС с различным оборудованием.
Оболочка - интерфейс для взаимодействия пользователя с ОС.
Системные утилиты - программы для обслуживания компьютера и ОС.
Прикладные программы - различные приложения, которые пользователь может использовать.
Типы структур ос. Режимы работы ос. Понятие операционной и программной среды.
Существует три основных типа структур операционных систем: монолитные, микроядерные и гибридные.
Монолитные операционные системы имеют все основные компоненты, интегрированные в одно большое ядро или модуль. Это делает их быстрыми и эффективными, но также делает их менее гибкими и адаптируемыми к изменениям. Примеры монолитных операционных систем включают Windows и macOS.
Микроядерные операционные системы разделяют основные компоненты на несколько небольших модулей, каждый из которых работает в своем адресном пространстве. Это делает систему более гибкой и адаптируемой, но также может замедлить ее работу. Примеры микроядерных операционных систем включают Linux и Plan 9.
Гибридные операционные системы объединяют преимущества монолитных и микроядерных систем, используя некоторые компоненты в виде монолитного ядра и другие компоненты в виде микроядра. Пример гибридной операционной системы - Windows 7.
Операционная система может работать в одном из двух режимов:
В пользовательском режиме операционная система выполняет код приложений, не имея доступа к низкоуровневым системным ресурсам.
В режиме ядра операционная система имеет полный доступ ко всем системным ресурсам и может выполнять любые операции на уровне железа. В этом режиме выполняются только критически важные операции, такие как управление памятью, обработка прерываний и взаимодействие с устройствами. Режим ядра используется для управления многозадачностью и планирования процессов.
Операционная среда (operating environment) - это совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих функционирование операционной системы и прикладных программ. Она включает в себя операционную систему, драйверы устройств, библиотеки функций, интерфейсы программирования приложений (API) и другие компоненты, необходимые для работы программного обеспечения на конкретном оборудовании. Операционная среда позволяет пользователям и приложениям взаимодействовать с аппаратными ресурсами, такими как процессоры, память, устройства ввода-вывода и сетевые соединения.
Программная среда - это набор инструментов и библиотек, которые обеспечивают выполнение программ на компьютере. Она включает в себя компиляторы, интерпретаторы, отладчики, редакторы исходного кода, библиотеки функций и другие компоненты, необходимые для разработки и отладки программ. Программная среда может быть интегрированной или раздельной, то есть состоять из нескольких отдельных компонентов.