3. Понятие ресурса. Основные ресурсы вычислительной системы. Управление ресурсами.

Ресурс – всякий объект, который может распределяться внутри ОС. ●​ процессоры (процессорное время)

●​ память ●​ периферийные устройства (диски, таймеры, наборы данных, принтеры, сетевые

устройства и т.п.) Ресурсы могут быть:

●​ разделяемые (несколько процессов используют их одновременно) и неделимые ●​ выгружаемые (могут быть отобраны у процесса без негативных последствий – например, оперативная память) и невыгружаемые (принудительная выгрузка

приводит к сбою – например, компакт-диск)

Управление ресурсами включает в себя решение следующих задач: ●​ планирование ресурса (когда, кому и в каком объёме)

●​ удовлетворение запросов на ресурсы ●​ отслеживание состояния и учёт использования ресурса

●​ разрешение конфликтов между процессами

4. Критерии эффективности и классы ОС.

Главная цель систем пакетной обработки — максимальная пропускная способность, то есть выполнение как можно большего числа задач за единицу времени. Для этого:

●​ Формируется пакет заданий, где каждое задание указывает, какие ресурсы ему нужны.

●​ Из пакета создаётся мультипрограммная смесь — набор задач, которые выполняются одновременно.

●​ Задачи выбираются так, чтобы они использовали разные ресурсы, обеспечивая равномерную загрузку всех компонентов компьютера.

●​ Выбор следующей задачи зависит от текущей ситуации в системе.

Из-за этого в таких системах нельзя гарантировать, что конкретная задача будет выполнена за определённое время.

Цель планирования в системах разделения времени - повышение удобства и эффективности работы пользователя. В системах разделения времени пользователям (или одному пользователю) предоставляется возможность интерактивной работы сразу с несколькими приложениями. ОС принудительно периодически приостанавливает приложения, не дожидаясь, когда они добровольно освободят процессор. Всем приложениям попеременно предоставляется квант процессорного времени, таким образом, что пользователи, запустившие программы на выполнение, получают возможность поддерживать с ними диалог.

ОС реального времени предназначены для управления различными техническими объектами или технологическими процессами. В таких системах мультипрограммная смесь обычно представляет собой фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется по прерываниям (исходя из состояния управляемого объекта) или в соответствии с расписанием

плановых работ. Критерий эффективности работы ОС реального времени –

способность системы выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (реактивность системы).

5. Функциональные компоненты ОС персонального компьютера.

1)Подсистема управления процессором: распределяет процессорное время, создает и уничтожает процессы, создает контекст процесса, наделяет процессы ресурсами,

выполняет синхронизацию процессов, реализует межпроцессное взаимодействие.

2)Подсистема управления памятью: организует виртуальную память, отслеживает свободную и занятую память, выделение памяти процессам и освобождение её, настройка адресов программы на нужную область физической памяти, динамическое

выделение памяти, защита памяти (аппаратно и программно), возможно дефрагментация памяти.

3)Подсистема управления файлами и внешними устройствами: хранение данных на

дисках, организация параллельной работы устройств ввода\вывода, согласование скоростей обмена данных между процессором и устройствами, разделение устройств и данных между процессами, организация удобного интерфейса для других частей системы, поддержка широкого спектра драйверов и малого времени включения нужного драйвера при обнаружении нужного устройства, поддержка нескольких

файловых систем, а так же синхронных и асинхронных операций.

4)Защита данных и администрирование: защита от сбоев аппаратуры (резервирование), ошибки ПО, защита от несанкционированного доступа, процедура логического входа (аутентификация), подтверждение прав доступа (авторизация), средства аудита

5)Прикладной программный интерфейс

6. Понятие интерфейса прикладного программирования

Возможности ОС доступны прикладному программисту виде набора функций, которые составляют интерфейс прикладного программирования (Application Programming Interface, API).

Роль API:

●​ Обеспечивает доступ к функциям ОС (например, управление файлами, памятью, процессами).

●​ Упрощает разработку программ, предоставляя готовые инструменты.

Типы API в ОС:

●​ Системные API: Функции ядра ОС (например, WinAPI для Windows, POSIX для Unix-подобных систем).

●​ Библиотечные API: Высокоуровневые функции в библиотеках (например, стандартные библиотеки C).

●​ Внешние API: Предоставляются сторонними библиотеками или сервисами.

Структура API:

●​ Включает функции, их параметры и правила использования. ●​ Зависит от архитектуры ОС и системы программирования.

7. Пользовательский интерфейс.

Пользовательский интерфейс (UI) — это средства и способы взаимодействия пользователя с операционной системой или программным обеспечением. Он определяет, как человек вводит команды и получает информацию от системы.

Основные типы пользовательских интерфейсов:

1.​ Алфавитно-цифровой (командный) интерфейс (CLI):

○​ Пользователь вводит текстовые команды в командной строке.

○​ Примеры: командная строка Windows (cmd), терминал в Linux (bash).

○​ Преимущества: высокая скорость для опытных пользователей, низкие требования к ресурсам.

○​ Недостатки: требует знания команд, неинтуитивен для новичков. ○​ Применение: управление ОС, автоматизация задач через скрипты.

2.​ Графический интерфейс (WIMP: Window, Image, Menu, Pointer): ○​ Использует окна, изображения, меню и указатель мыши для

взаимодействия.

○​ Примеры: Windows, macOS, графические оболочки Linux (GNOME, KDE). ○​ Преимущества: интуитивно понятен, удобен для большинства

пользователей.

○​ Недостатки: требует больше ресурсов, чем CLI.

○​ Применение: повседневная работа, мультимедиа, офисные приложения. 3.​ Голосовой интерфейс (SILK: Speech, Image, Language, Knowledge):

○​ Управление системой с помощью голосовых команд, часто с поддержкой обработки изображений и знаний.

○​ Примеры: Siri, Google Assistant, Alexa.

○​ Преимущества: удобство для задач без рук, поддержка естественного языка.

○​ Недостатки: зависимость от качества распознавания речи, ограничения в сложных задачах.

○​ Применение: умные устройства, голосовые помощники.

4.​ Биометрическая технология:

○​ Использует биометрические данные (отпечатки пальцев, распознавание лица, сканирование радужки) для аутентификации или управления.

○​ Примеры: разблокировка смартфона по лицу, сканеры отпечатков в

Windows Hello.

○​ Преимущества: высокая безопасность, удобство.

○​ Недостатки: высокая стоимость, возможные ошибки распознавания. ○​ Применение: защита доступа, персонализация.