Принцип відкритої і нарощуваний ос.

Відкриті ОС мають такі властивості:

• доступність до аналізу;

• нарощуваність: у них можна вводити нові модулі, вдосконалювати попередні тощо, не порушуючи цілісності системи;

• розширення ОС надає можливості структурування за типом клієнт-сервер та програмування розподілених систем. ОС будується як сукупність привілейованої керуючої програми та набору непривілейованих послуг – “серверів”. Основна частина ОС залишається незмінною, але до неї можна додати нові сервіси або поліпшені старі. Прикладами таких систем є UNIXта LINUX.

Принцип мобільності.

За своєю суттю дуже близький до принципу сумісності, але відрізняється деякими вимогами до побудови ОС за такими правилами:

• ОС має бути написана мовою високого рівня й мати мінімізованийобсяг коду ядра, який безпосередньо взаємодіє з апаратною частиною;

• апаратно-залежний код має бути злокалізован в кількох модулях. Можна “заховати” апаратно-залежну структуру у програмно-задані абстрактні дані. Інші модулі системи будуть працювати з цими даними, а не з апаратурою, використовуючи набір кількох функцій. У разі перенесення ОС змінюватимуться лише ці дані й функції, які маніпулюють цими даними.

Принцип забезпечення безпеки обчислень.

Для багатозадачних та багатокористувацьких ОС безпека є необхідною умовою: захист ресурсів одного користувача від інших, встановлення квот з ресурсів для запобігання захоплювання користувачем усіх системних ресурсів, захист інформації від несанкціонованого доступу в мережах. Лише особи, які мають відповідні повноваження, або процеси, що вони запускаються цими особами, можуть дістати доступ на читання, запис, створення або вилучення інформації. Це забезпечується такими правилами:

• Повинні бути засоби секретного входу, що забезпечує ідентифікацію користувачів шляхом введення унікального імені та паролю перед тим, як їм буде дозволений доступ у систему.

• Вибірковий контроль доступу повинний дозволяти власнику ресурсу визначити, хто має доступ до ресурсу, і що він може з ним робити. Власник ресурсу може надати права доступу користувачу або групі користувачів.

• Повинні бути засоби обліку на спостереження, що забезпечують можливість виявити та зафіксувати певні події, пов’язані з безпекою, або спроби створити, отримати доступ або вилучити системні ресурси.

• Пам’ять повинна бути захищена у першу чергу, найбільш дійовим засобом її захисту є ініціалізація перед повторним використанням.

• У тому разі, коли ОС не може бути захищена від помилок користувача, його поведінка може бути проконтрольована за записами у журналі, які залишають засоби обліку та спостереження ОС.

ЗМІСТ.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1 1

НЕ 1.1. Структура системного програмного забезпечення 1

Структура СПЗ. 1

Місце ОС в СПЗ. 1

Поняття операційного середовища. 2

Операційні системи. 2

Системи керування файлами. 3

Інтерфейсні оболонки для взаємодії користувача з ОС і програмні середовища. 4

Системи програмування. 4

Утиліти. 5

Основні функції ОС. 5

НЕ 1.1. Базові поняття сучасних операційних систем 5

Базові поняття операційної системи Linux. Файли, каталоги, робота з файлами. Права доступу до файлів і каталогів.Інструментарій. 5

Програми-фільтри. (немає) 7

Командний інтерпретатор. 7

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 2 8

НЕ 2.1. Загальна схема роботи компіляторів 8

Визначення транслятора, компілятора, інтерпретатора. 8

Компілятор. 9

Різниця між інтерпретаторами і трансляторами. 9

Етапи трансляції. 9

Поняття проходу. Багатопрохідні і однопрохідні компілятори. 11

НЕ 2.2. Таблиці ідентифікаторів. 11

Призначення та особливості побудови таблиць ідентифікаторів. 11

Найпростіші методики побудови таблиць ідентифікаторів. 12

Побудова таблиць ідентифікаторів методом бінарного дерева. 12

НЕ 2.3 Хеш-функції та хеш–адресація. 13

Принципи роботи хеш-функцій. 13

Побудова таблиць ідентифікаторів на основі хеш-функцій. 14

Побудова таблиць ідентифікаторів методом ланцюжка. 14

Комбіновані способи побудови таблиць ідентифікаторів. 15

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 3. 15

НЕ 3.1.Кінцеві автомати. 15

Визначення. 15

Детерміновані і недетерміновані кінцеві автомати. 16

Модель КА. 17

Розпізнавачі і перетворювачі. Визначення. Загальні поняття. 18

Класифікація розпізнавачів. 18

НЕ 3.2.Формальні мови та граматики. 19

Способи завдання мов. 19

Операції над ланцюжками символів.(немає) 20

Поняття мови. 20

Визначення формальної мови. 20

Визначення грамматики. 21

Класифікація граматик. 21

Способи задання схем грамтик Символічна, форма Наура-Бекуса, ітераційна форма й синтаксичні діаграми. 22

Чотири типи граматик по Хомському. 24

Правила побудови граматики із ланцюжка символів. (немає) 24

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 4. 24

НЕ 4.1 Лексичні аналізатори (сканери). 24

Принципи побудови сканерів. 24

Призначення лексичного аналізатору. 24

Принципи побудови лексичних аналізаторів. 25

Граф кінцевого детермінованого автомата, що розпізнає граматику цілих чисел мови Сі(Немає) 25

НЕ 4.2.Синтаксичний та семантичний аналіз. 25

Синтаксично-керований переклад. 25

Основні принципи роботи синтаксичних аналізаторів. 26

Дерево розбору. Перетворення дерева розбору в дерево операцій. 27

Призначення семантичного аналізу. 28

Етапи семантичного аналізу. 29

Ідентифікація лексичних одиниць мов програмування. 31

Розподіл пам’яті. 33

НЕ 4.3. Способи внутрішнього представлення програм 34

Зв'язані облікові структури, що представляють синтаксичні дерева. 34

Багатоадресний код з явно іменованим результатом (тетради). 34

Багатоадресний код з неявно іменованим результатом (тріади). 34

Обернений (постфиксна) польський запис операцій. 35

Алгоритм Дейкстри. 35

Асемблерний код або машинні команди. 35

Розбір арифметичного виразу. Алгоритм Рутисхаузера. 36

НЕ 4.4 Генерація коду. 36

Методи генерації коду. 36

Загальні принципи генерації коду. 37

Синтаксично керований переклад. 37

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 5 37

НЕ 5.1. Керування процесами та ресурсами. 38

Поняття обчислювального процесу та ресурсу. 38

Класифікація ресурсів. 38

Загальна схема виділення ресурсу. 39

Однопрограмний і мультипрограмний режими. 39

Основні риси мультипрограмного режиму. 40

Обчислювальні процеси. 40

Діаграма станів процесу. 41

Реалізація поняття послідовного процессу в ОС. 42

Процеси і треди. (немає) 42

Блок керування процесом. 42

Процеси в ОС UNIX. 43

Події (переривання) - рушійна сила, що змінює стан процесів. 44

Механізм обробки переривань. 44

Функції механізму переривань. 44

Групи переривань. 45

Розподіл переривань по рівнях пріоритету. 46

Дисципліни обслуговування переривань. 46

Обробка переривань за участю супервізорів ОС. 47

НЕ 5.2. Планування процесів та диспетчеризація задач. 48

Функції ОС, пов’язані з керуванням задач. 48

Організація черг процесів та ресурсів. 48

Стратегії планування. 50

Якість диспетчеризації та гарантії обслуговування.(Немає) 50

Критерії порівняння алгоритмів диспетчеризації. (немає) 50

Причини зменшення продуктивності системи. (немає) 50

НЕ 5.3. Статичне планування та динамічне планування. 50

Класифікація ДО. 50

Безпріоритетні ДО: лінійні та циклічні. 51

Пріоритетні ДО: ДО з фіксованим пріоритетом та ДО з абсолютним пріоритетом. 51

Адаптивні ДО. (Немає) 52

Визначення середнього часу знаходження заявки в системі. (Немає) 52

Недоліки ДО з фіксованим пріоритетом. 52

Динамічне планування (диспетчеризація). (Немає) 52

Диспетчеризація задач з використанням динамічних пріоритетів. Переваги і недоліки. 52

Критерії ефективності обчислювального процесу. (Немає) 53

Методи підвищення продуктивності системи для багатопроцесорних систем. 53

Механізм динамічних пріоритетів в ОС UNIX. 54

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 6 55

НЕ 6.4. Керування пам’яттю. 55

Пам'ять і відображення, віртуальний адресний простір. 55

Простий безперервний розподіл і розподіл з перекриттям (оверлейні структури). 55

Розподіл статичними і динамічними розділами. 56

Розділи з фіксованими границями. 56

Розділи з рухливими границями. 56

Виділення пам'яті під новий розділ: перша придатна ділянка; сама придатна ділянка; сама невідповідна ділянка. 57

Сегментна, сторінкова і сегментно-сторінкова організація пам'яті. Сегментний спосіб організації віртуальної пам'яті. 57

Дисципліни заміщення: FIFO; LRU (1еаst recently used,); LFU (1еаst frequently used); random. 59

Сторінковий спосіб організації віртуальної пам'яті. 60

Сегментно-сторінковий спосіб організації віртуальної пам'яті. 62

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 7 63

НЕ 7.1. ОС однопроцесорних КС. 64

Класифікація ОС. 64

Режими організації обчислювального процесу. (Немає) 65

Основні принципи побудови операційних систем. 65

Принцип модульності. 65

Принцип функціональної вибірковості. 66

Принцип генерування ОС. 66

Принцип функціональної надлишковості. 66

Принцип віртуалізації. (немає) 66

Принцип незалежності програм від зовнішніх пристроїв. 66

Принцип сумісності. 66

Принцип відкритої і нарощуваний ОС. 67

Принцип мобільності. 67

Принцип забезпечення безпеки обчислень. 67

ЗМІСТ. 69

73