- •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.
Стратегии распределения ресурсов вс: одноочередные, многоочередные.
Одноочередные стратегии:
FCFS (First Come First Serve) - первым пришел, первым обслужен. Это наиболее простая и прямая стратегия, при которой ресурсы выделяются в порядке поступления запросов. Является не вытесняющим, т.е. каждый процесс при достижении очереди выполняется полностью.
SJF (Shortest Job First) - сначала короткое задание. Задания упорядочиваются по их продолжительности, так что короткие задания выполняются раньше, чтобы уменьшить общее время ожидания. Может быть вытесняющим и не вытесняющим.
SRT (Shortest Remaining Time) - с наименьшим оставшимся временем. Эта стратегия основана на предположении, что если задание короткое, то оно, скорее всего, будет выполнено первым, снижая общее время ожидания других заданий. В этом алгоритме процесс с наименьшим оставшимся временем выполнения выбирается для выполнения, что означает, что другие процессы могут быть вытеснены, если их оставшееся время выполнения больше.
Многоочередные стратегии:
RR (Round-Robin) - круговая очередь. В этой стратегии задания чередуются в циклическом порядке, так что каждое задание получает свою очередь.Каждому процессу выделено определенное процессорное время, по истечению которого, он прекращает свою работу и отдаёт процессорные ресурсы следующему в очереди процессу. Интервалы времени реализуются с помощью таймеров и прерываний по истечению времени. Данный алгоритм с вытесняющим планированием т.е. процесс может не дожидаясь завершения прошлого начать выполняться.
Priority-based - приоритетные. В этом случае задания упорядочиваются по приоритетам, и наиболее важные задания получают ресурсы в первую очередь. Является вытесняющим, поскольку он основан на приоритетах процессов и может выбирать процесс с высоким приоритетом для выполнения, вытесняя при этом процесс с низким приоритетом при динамической смене приоритетов или появлении новых процессов с высоким приоритетом.
Выбор стратегии распределения ресурсов зависит от характеристик и потребностей виртуальной среды.
Основные режимы работы вс.
Вычислительная система - это система, предназначенная для выполнения различных задач, связанных с обработкой информации. Она может состоять из одного или нескольких компьютеров, объединенных в сеть, и использоваться для решения задач, требующих значительных вычислительных ресурсов.
Работа вычислительной системы начинается с того, что пользователь вводит данные и задает задачу, которую необходимо решить. Затем система начинает обрабатывать эти данные, используя свои вычислительные ресурсы. После того, как система обработает данные, она выдает результат пользователю. Если задача была сложной и требовала значительных вычислительных ресурсов, то система может обрабатывать данные в несколько этапов, каждый раз выдавая пользователю промежуточный результат.
Таким образом, работа вычислительной системы заключается в обработке данных и выдаче результатов пользователю. Для выполнения этих задач система использует свои вычислительные ресурсы, такие как процессор, память и другие компоненты компьютера.
Режим разделения времени - это режим работы вычислительной системы, при котором каждому пользователю выделяется небольшой промежуток времени для работы с системой. После окончания этого времени управление передается следующему пользователю и так далее. Этот режим позволяет увеличить эффективность использования системы и уменьшить время ожидания для каждого пользователя.
Пакетная обработка - это метод обработки заданий, при котором задания обрабатываются в порядке их поступления, без прерывания на взаимодействие с пользователем. Этот режим используется для обработки больших объемов данных или выполнения сложных задач, требующих большого количества времени.
Интерактивный режим - это режим, при котором пользователь может взаимодействовать с системой в режиме реального времени. Этот режим подходит для задач, требующих быстрого отклика от системы, таких как игры или интерактивные приложения.
Режим реального времени - это режим обработки данных, при котором система должна обрабатывать данные и выдавать результаты без задержек. Этот режим важен для систем управления технологическими процессами, где задержка может привести к авариям или сбоям в работе оборудования.
Гибридный режим - это комбинация различных режимов работы вычислительной системы, которая позволяет адаптировать систему к различным задачам и требованиям пользователей. Например, гибридный режим может включать в себя разделение времени, пакетную обработку и интерактивный режим для оптимизации использования системы.