Достоинства

• Повышенная безопасность Благодаря небольшому размеру ядра его код проще верифицировать, а само

оно имеет меньшую поверхность атаки.

•Масштабируемость

•Отказоустойчивость

Благодаря модульной архитектуре сбой в одном компоненте не повлияет на систему в целом.

Недостатки

• Риск снижения производительности Так как отдельные компоненты ОС работают в разных пространствах, их

взаимодействие может вызывать «накладные расходы» в межпроцессном взаимодействии. ПРИЛОЖЕНИЕ - МИКРОЯДРО - СЕРВЕР - МИКРОЯДРО - ПРИЛОЖЕНИЕ

•Сложность проектирования системы

•Сложности обеспечения аппаратной совместимости

Вмикроядерных ОС различные компоненты системы работают независимо друг

от друга. Это может вызвать проблемы в обеспечении поддержки драйверов и повлиять на их совместимость с аппаратным обеспечением.

17. Процессы и потоки. Состояния потока.

Три события приводят к созданию процесса: ●​ загрузка системы;

●​ уже работающий процесс вызывает запрос на создание процесса; ●​ запрос пользователя на создание процесса.

Создать процесс означает:

●​ создать описатель процесса;

●​ загрузить коды и данные исполняемой программы процесса с диска в оперативную память

●​ в многопоточной системе для каждого создаваемого процесса создать как минимум один поток выполнения.

Дескриптор содержит информацию, необходимую в течение всего жизненного цикла процесса, и где содержится информация о состоянии процесса, о расположении его в памяти и на диске, информация о приоритете и пр.

Контекст содержит информацию, которая необходима для возобновления процесса.

Потоки возникли как средство распараллеливания вычислений в рамках одного процесса.

Поток - системный объект, получающий процессорное время, в рамках потоков

выполняются инструкции процессором. Каждый процесс должен иметь хотя бы один

поток (если ОС поддерживает потоки). Потоки одного процесса делят между собой адресное пространство, глобальные переменные, открытые файлы, таймеры,

семафоры, статическую информацию своего процесса.

В состоянии выполнения в однопроцессорной системе может находиться не более одного потока, а в каждом из состояний ожидания и готовности – несколько потоков. Эти потоки организуются в очереди.

18. Функции ОС по управлению процессами.

1.​ распределяет процессорное время между несколькими одновременно выполняющимися в системе процессами;

2.​ создает и уничтожает процессы; 3.​ обеспечивает процессы необходимыми ресурсами;

4.​ поддерживает синхронизацию процессов;

5.​ реализует межпроцессное взаимодействие

19. Планирование и диспетчеризация потоков, моменты перепланировки.

На протяжении существования процесса выполнение его потоков может быть многократно прервано и продолжено. Переход от одного потока к другому осуществляется в результате планирования и диспетчеризации.

Планирование включает в себя решение двух задач:

●​ определение момента времени для смены текущего активного потока;

●​ выбор для выполнения потока из очереди готовых потоков.

Планирование может быть динамическим (решения принимаются во время работы системы на основе анализа текущей ситуации) и статическим (решения приняты заранее, работа по расписанию).

Диспетчеризация заключается в реализации найденного в результате планирования решения, то есть в переключении процессора с одного потока на другой.

Диспетчеризация сводится к следующему:

●​ сохранение контекста текущего потока, который требуется сменить; ●​ загрузка контекста нового потока, выбранного в результате планирования; ●​ запуск нового потока на выполнение.

Ситуации, когда необходимо планирование:

1)Время, отведенное активной задаче на выполнение, закончилось. Планировщик переводит задачу в состояние готовности и выполняет перепланирование.

2)Активная задача выполнила системный вызов, связанный с запросом на ввод/вывод или на доступ к ресурсу, который в настоящий момент занят. Планировщик переводит задачу в состояние ожидания и выполняет перепланирование.

3)Активная задача выполнила системный вызов, связанный с освобождением ресурса. Если есть, то она переводится из состояния ожидания в состояние готовность. Проверяются приоритеты готовых к выполнению задач.

4)Завершение периферийным устройством операции ввода/вывода переводит соответствующую задачу в очередь готовых, и выполняется планирование.

5)Внутреннее прерывание сигнализирует об ошибке, которая произошла в результате

выполнения активной задачи. Планировщик снимает задачу и выполняет перепланирование.

20. Кооперативная и вытесняющая многозадачность, достоинства и недостатки.

Алгоритмы планирования делятся на вытесняющие и невытесняющие.

Невытесняющие (КООПЕРАТИВНАЯ) алгоритмы позволяют активному потоку выполняться, пока он сам не передаст управление операционной системе (ОС) для выбора другого потока. Планирование распределено между ОС и приложением, что усложняет разработку: программа должна сама возвращать управление ОС, иначе система может потерять отзывчивость. Это создает проблемы для пользователей (например, невозможность переключения задач) и требует от программистов высокой

квалификации для создания «дружественных» приложений. Преимущество — высокая

скорость переключения потоков и возможность разработчику задавать оптимальный

алгоритм планирования, избегая нерациональных прерываний и упрощая совместное

использование данных.

Вытесняющие алгоритмы централизованы: ОС сама решает, когда прервать поток,

сохраняет его контекст, выбирает и запускает следующий. Это упрощает разработку,

так как программист не заботится о многозадачности, а ОС предотвращает зависания,

снимая проблемные задачи. Недостаток — возможные прерывания в «неудобные»

моменты.

Примечание: Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы не связаны с приоритетами

— приоритеты могут использоваться или не использоваться в обоих случаях.