Лекции «Операционные системы» 4 семестр, 2 курс Содержание

Лекция №1 4

История развития ОС 4

Операционная система. Общая характеристика. 4

Лекция №2 6

Требования к ОС 6

Ресурсы, виды ресурсов. Управление памятью. Виртуальная память. 7

Методы распределения памяти 8

Лекция №3 8

Cash-ирование данных 10

Понятие процесса. Управление процессами. Синхронизация процессов. Тупики и способы борьбы с ними. 10

Лекция №4 11

Алгоритмы планирования процессов 11

Средства синхронизации при взаимодействии процессов 12

Файловые системы 13

Лекция №5 14

Общая модель файловой системы 14

Файловая система FAT (таблица распределения файлов) 14

Структура 15

Формат кода каталога 16

Файловая система HPFS 16

Лекция №6 17

Файловая система NTFS(кратко) 17

Операционная система MS-DOS 17

Лекция №7 19

Прерывание. Обработка прерываний 19

Лекция №8 21

Программирование последовательного порта 23

Лекция №9 24

Планирование процесса 25

Многоуровневые очереди 27

Лекция №10 27

Лекция №11 30

Архитектура Windows NT 30

Лекция №12 33

Процессы и нити 33

Лекция №13 35

Алгоритмы планирования процессов и нитей 35

Win 32 API (application programming interface) 36

Процесс 37

Распределение процессорного времени между потоками 38

Лекция №14 39

Лекция №15 42

Журнал аудита 44

Политика аудита 44

Лекция №16 45

Настройка и конфигурация WINDOWS NT 46

Лекция №17 47

Структура сетевой ОС 49

Лекция №18 49

Лекция №19 52

Лекция №20 54

Динамически подключаемая библиотека (dynamic_link_library DLL) 54

Лекция №21 56

Внедрение DLL 56

Лекция №1 История развития ос

Первое упоминание в конце 18 в. Ч. Беббидж «Аналитическая машина»

1 период (1945-55 гг.):

• Ламповые вычислительные устройства (1945)

2 период (с сер. 50-х гг.):

• Полупроводники:

  • Уменьшение габаритов

  • Разделение персонала на программистов и разработчиков

  • Появление алгоритмических языков, понятия «коэффициент загрузки»

3 период (до 80-х гг.):

• Семейство программ совместимости машин

IBM 360/370 – 1 семейство

Клавиатура и мониторы отдельно от машин, был язык управления задачами. ОС предоставляли собой монстров, большее кол-во программистов принимали участие в разработке ОС. Единственная задача, уже реализованная, – мультипроцессор, мультипрограммирование – на одном процессоре выполняется сразу несколько задач.

4 период:

• Восьмиразрядный микропроцессор

• 100 000 операций в секунду

• Появление MS-DOS

Операционная система. Общая характеристика.

ОС – это совокупность программно-аппаратных средств, обеспечивающие взаимодействие компьютера и пользователя.

ОС:

• Управляет ресурсами

• Предоставление пользователю удобного интерфейса для взаимодействия с машиной.

Чтобы считать информацию с диска – 16 операций → только «read».

Управление ресурсами:

Рациональность – скорость получения конечной информации.

Управление ресурсами включает в себя решение двух независимых от ресурсов задач:

1. планирование (определение, кому, когда и в каком кол-ве необходимо выделить требуемый ресурс)

2. отслеживание ресурсов (отслеживание состояния, свободен ли ресурс)

Классификация ОС:

1. по особенностям алгоритмов управления ресурсами:

• однозадачные (MS-DOS)

• многозадачные (UNIX, WINDOWS)

• однопользовательские (MS-DOS)

• многопользовательские (UNIX, WINDOWS NT)

• однопроцессорные (MS-DOS) (работает только 1 процессор)

• многопроцессорные (UNIX, WINDOWS NT)

Система:

• асимметрична (1 процессор, ост. задачи по другим процессорам)

• симметрична

Многозадачность:

2 вида алгоритма:

• вытесняющая многозадачность (центральный процессор в распоряжении до тех пор, пока не решит, что должна быть смена процесса; это заложено не в системе)

• невытесняющая многозадачность (заложено в системе, когда необходимо произвести замену)

2. по особенностям областей использования:

• система пакетной обработки (цель – увеличение производительности)

• система разделения времени (характерно снижение времени реакции машин на запрос пользователя (время отклика) Все время делится на кванты; каждой программе выделяется определенное кол-во квантов)

• система реального времени (для управления реакциями; время отклика системы через определенное кол-во времени (время подразделяется на мягкое реальное время и жесткая система реального времени))

2. по особенностям метода построения:

• монолитное ядро (программа – единый компоновщик, находящийся в памяти и выполняющий задачи)

• микроядро (часть системы в памяти, защищенный режим процессора, остальная часть системы используется как серверы)

2. объектно-ориентированный метод

3. наличие нескольких прикладных сред (возможность в рамках одной ОС выполнять приложения, разработанные в других ОС)

4. возможность работы в сети

Краткая характеристика UNIX:

1. Работа в многопользовательском режиме, в котором есть обязательно средства защиты данных от несанкционированного доступа.

2. Реализация мультипрограммной разработки в режиме разделения времени (используются алгоритмы с вытесняющей многозадачностью)

3. Используется механизм виртуальной памяти

4. Иерархическая файловая система

5. Система переносима (работа на вычислительных машинах разного типа)

6. Развитые сетевые средства

Краткая характеристика WINDOW NT (1988) (создатель Г. Дейвер):

1. Вытесняющие многозадачные алгоритмы

2. Симметричная работа

3. Квантование

4. Несколько прикладных средств, которые разработаны другими системами

5. Мощный механизм обеспечивания безопасности

6. Возможность работы в сети

Достигли увеличения разработки.