- •Лекція 1. Вступ до операційних систем.
- •1.Поняття про операційні системи та їх місце в загальній структурі комп’ютера.
- •2. Основні функції операційної системи : розширення можливостей комп’ютера та керування його ресурсами.
- •3. Історія операційних систем.
- •Лекція 2. Структура операційної системи.
- •Таблиця 2.1
- •Екзоядро
- •Модель клієнт-сервер
- •Лекція 3. Концепція процесу
- •Лекція 4. Потоки в операційних системах.
- •3. Міжпроцесна взаємодія.
- •4.Примітиви міжпроцесної взаємодії.
- •5.Семафори та їх використання.
- •6.Поняття м’ютекса.
- •7.Поняття моніторів.
- •8.Поняття про бар’єри.
- •9.Поняття про системи передачі повідомлень.
- •Лекція 5. Взаємоблокування.
- •2.Умови та моделювання взаємоблокувань.
- •3.Виявлення та усунення взаємоблокувань.
- •4.Уникнення взаємоблокувань при наявності декількох ресурсів кожного типу.
- •6. Уникнення взаємоблокувань.
- •7. Алгоритм банкіра для одного та декількох видів ресурсів.
- •8. Уникнення взаємоблокувань шляхом порушення умов їх здійснення
- •Лекція 6. Основні поняття керування пам’яттю.
- •1.Однозадачна система без підкачки на диск.
- •2.Багатозадачність з фіксованими розділами
- •3.Поняття про підкачку даних.
- •5.Віртуальна пам’ять. Основні поняття.
- •6.Віртуальна пам’ять. Сторінкова організація пам’яті.
- •7.Характеристика основних алгоритмів заміщення сторінок.
- •Лекція 7. Принципи роботи апаратури введення-виведення.
- •1.Пристрої введення-виведення.
- •2.Переривання персональної кс.
- •Лекція 8.
- •Лекція 9.
- •Лекція 10. Файли та їх властивості.
- •1.Поняття файлової системи.
- •2.Іменування файлів.
- •3.Структура файлу.
- •4.Типи файлів.
- •5.Доступ до файлів. Атрибути файла.
- •6.Файли, відображувані на адресній простір памяті.
- •7.Каталоги.
- •Лекція 11. Реалізація файлової системи.
- •1.Структура файлової системи.
- •2.Реалізація файлів.
- •3.Реалізація каталогів.
- •Лекція 12 Планування в системах з одним процесором.
- •1.Поняття про планування.
- •2.Типи планування процесора.
- •3.Планування вводу-виводу.
- •Лекція 13. Критерії планування.
- •1.Критерії короткотривалого планування.
- •2.Використання пріоритетів.
- •3.Альтернтитвні стратегії планування
- •Лекція 14. Стратегії планування.
- •1.Стратегія планування „першим прийшов – першим обслуговується”.
- •2.Стратегія”кругове планування” .
- •4.Вибір самого короткого процесу.
- •5.Стртегія найменшого часу, що залишився.
- •7.Зниження пріорітету.
- •Лекція 15. Багатопроцесорне планування і планування реального часу.
- •1. Класифікація багатопроцесорних систем.
- •3.Задачі планування в багатопроцесорній системі.
- •4. Планування процесів.
- •5.Планування потоків.
- •Лекція 16. Основні підходи до планування потоків.
- •1.Розділення навантаження.
- •2.Бригадне планування.
- •3.Призначення процесорів.
- •4.Динамічне планування.
- •Лекція 17. Планування реального часу.
- •Лекція 18.
- •4. Парадигми.
- •5. Реалізація операційної системи
- •Лекція 19. Операційні системи типу unix.
- •1.Історичні відомості про операційні системи типу unix.
- •2.Загальна архітектура системи unix.
- •3.Сучасні системи unix.
- •4.Історія виникнення операційної системи Linux.
- •5.Модульна структура операційної системи Linux.
- •6.Традиційне планування unix.
- •Лекція 20. Характеристики операційної системи Windows 2000.
- •1. Історія виникнення Windows.
- •Лекція 21. Особливості архітектури Windows xp.
- •1. Основні компоненти Windows xp.
5.Планування потоків.
У випадку використання потоків концепція виконання відокремлена від іншої частини визначення процесу. Додаток може бути реалізований як множина взаємодіючих потоків, які виконуються паралельно в одному адресному просторі.
В одно процесорній системі потоки можуть використовуватись для структуризації програми і з метою перекриття операції введення-виведення обчислювальною роботою. Оскільки в порівнянні з переключенням процесів переключення потоків здійснюється з меншими витратами, тому воно має переваги у вартості. Але основна їх перевага проявляється тільки в багатопроцесорних системах, де потоки можуть використовуватись для досягнення саме паралельних обчислень в межах одного додатку. Якщо різні потоки одного додатку виконуються одночасно на різних процесорах , то в цьому випадку досягається підвищення продуктивності.
Лекція 16. Основні підходи до планування потоків.
1.Розділення навантаження.
Переваги підходу:
Завантаження рівномірно розподіляється між процесорами, забезпечуючи відсутність простою процесорів при наявності роботи.
Не потрібен централізований планувальник; коли процесор стає доступним , то він сам виконує підпрограму планування ОС для вибору чергового потоку.
Проаналізуємо три різні версії розділення навантаження:
Перший прийшов - перший обслуговується. При поступанні в систему нового завдання кожен з його потоків розміщується в кінець розділюваної черги.
Вибір процесу з найменшою кількістю потоків. Розділювала черга готових до виконання потоків організована як пріоритетна , причому найвищий пріоритет віддається потокам тих завдань, в яких залишилась найменша кількість не розпланованих потоків.
Дослідження, які проводились за допомогою імітаційного моделювання, показали, що за багатьма характеристиками стратегія FIFO переважає дві інших стратегії з розглянутих. Крім того, деякі види бригадного планування в цілому переважають розділення навантаження.
2.Бригадне планування.
Концепція одночасного виконання множини процесів на множині процесорів передує використання потоків. Цю концепцію ще називають груповим плануванням.
Її основні переваги:
Якщо тісно зв’язані процеси виконуються паралельно, то блокування, яке викликане синхронізацією знижується. Крім того, потрібно менше переключень процесів. Це призводить до підвищення продуктивності процесу.
Додаткові витрати, пов’язані з плануванням , зменшуються , оскільки одне рішення впливає на множину процесів і процесорів.
В багатопроцесорній системі Cm використовується термін співпланування. Воно базується на концепції планування зв’язаної множини задач, окремі елементи якої досить невеликі і тому близькі до концепції потоків.
Термін бригадне планування застосовується до одночасного планування потоків, які складають єдиний процес. Воно необхідне для додатків з синхронізацією від середньозернистої до дрібнозернистої ,продуктивність яких різко падає, якщо деяка частина додатку не працює, в той час як інші готові до виконання. Цей метод повністю застосовний і до інших додатків з паралельними обчисленнями, які не дуже чутливі в плані залежності загальної продуктивності від синхронізації роботи потоків. Бригадне планування загальновизнане , і його реалізації є в багатьох багатопроцесорних операційних системах.