- •Часть 1
- •В.Г.Олифер, н.А.Олифер. Сетевые операционные системы. Учебное пособие.-сПб.:бхв-Петербург, 2006.-536с.
- •В.А.Шеховцов. Операційні системи. Підручник .-к.:Виканавча група внv. 2005. 576с.
- •Столлингс в. Операционные системы. М.: Вильямс, 2001. -672с. Оглавление
- •Раздел 1 введение
- •1.1. Понятие операционной системы, ее назначение и функции
- •1.1.1. Понятие операционной системы
- •1.1.2. Назначение операционной системы
- •1.1.3. Операционная система как расширеная машина
- •1.1.4. Операционная система как распределитель ресурсов
- •1.2. История развития операционных систем
- •1.3. Классификация современных операционных систем
- •1.4. Функциональные компоненты операционных систем
- •1.4.1. Управление процессами и потоками
- •1.4.2. Управление памятью
- •1.4.3. Управление вводом-выводом
- •1.4.4. Управление файлами и файловые системы
- •1.4.5. Сетевая поддержка
- •1.4.6. Безопасность данных
- •1.4.7. Интерфейс пользователя
- •Раздел 2
- •2.1. Базовые понятия архитектуры операционных систем
- •2.2. Реализация архитектуры операционных систем
- •2.2.1. Монолитные системы
- •2.2.2. Многоуровневые системы
- •2.2.3. Системы с микроядром
- •2.2.4. Концепция виртуальных машин
- •2.3. Операционная система и ее окружение
- •2.3.1. Взаимодействие ос и аппаратного обеспечения
- •2.3.2. Взаимодействие ос и выполняемого программой
- •2.4. Особенности архитектур
- •Раздел 3
- •3.1. Базовые понятия процессов и потоков
- •3.1.1. Процессы и потоки в современных ос
- •3.1.2. Модели процессов и потоков
- •3.1.3. Составные элементы процессов и потоков
- •3.2. Многопотоковость и ее реализация
- •3.2.1. Понятие параллелизма
- •3.2.2. Виды параллелизма
- •3.2.3. Преимущества и недостатки многопотоковости
- •3.2.4. Способы реализации модели потоков
- •3.2.5 Состояния процессов и потоков
- •3.3 Описание процессов и потоков
- •3.3.1. Управляющие блоки процессов и потоков
- •3.3.2. Образы процесса и потока
- •3.4. Переключение контекста и обработка прерываний
- •3.4.1. Организация переключения контекста
- •3.4.2. Обработка прерываний
- •3.5 Создание и завершение процессов и потоков
- •3.5.1 Создание процессов
- •3.5.2. Иерархия процессов
- •3.5.3. Управление адресным пространством во время создания процессов
- •3.5.4. Особенности завершения процессов
- •3.5.5. Синхронное и асинхронное выполнение процессов
- •3.5.6. Создание и завершение потоков
- •3.6 Управление потоками в Linux
- •3.6.1. Базовая поддержка многотопотоковости
- •3.6.2. Особенности новой реализации многопоточности в ядре Linux
- •3.6.3. Потоки ядра Linux
- •3.7 Управление процессами в Windows хр
- •3.7.1. Составные элементы процесса
- •3.7.2. Структуры данных процесса
- •3.7.3. Создание процессов
- •3.7.4. Завершение процессов
- •3.7.5. Процессы и ресурсы. Таблица объектов процесса
- •3.8 Управление потоками в Windows хр
- •3.8.1. Составные элементы потока
- •3.8.2. Структуры данных потока
- •3.8.3. Создание потоков
- •Раздел 4
- •4.1. Виды межпроцесорного взаимодействия
- •4.1.1. Методы распределения памяти
- •4.1.2. Методы передачи сообщений
- •4.1.3. Технология отображаемой памяти
- •4.1.4. Особенности межпроцесорного взаимодействия
- •4.2. Базовые механизмы межпроцессового взаимодействия
- •4.2.1. Межпроцессовое взаимодействие на базе общей памяти
- •4.2.2. Основы передачи сообщений
- •4.2.3. Технологии передачи сообщений
- •Глава 5
- •5.1 Функции ос по управлению памятью
- •5.2 Типы адресов
- •5.3 Алгоритмы распределения памяти
- •5.3.1 Распределение памяти фиксированными разделами
- •5.3.2 Распределение памяти динамическими разделами
- •5.3.3 Перемещаемые разделы
- •5.4 Свопинг и виртуальная память
- •5.4.1 Страничное распределение
- •5.4.2 Сегментное распределение
- •5.4.3 Сегментно-страничное распределение
- •5.5 Разделяемые сегменты памяти
- •5.6 Кэширование данных
- •5.6.1 Иерархия запоминающих устройств
- •5.6.3 Принцип действия кэш-памяти
- •5.6.4 Проблема согласования данных
- •5.6.5 Способы отображения основной памяти на кэш
- •5.6.6 Схемы выполнения запросов в системах с кэш-памятью
- •Раздел 6 Логическая и физическая организация файловой системы
- •6.1 Логическая организация файловой системы
- •6.1.1 Цели и задачи файловой системы
- •5.1.2 Типы файлов
- •5.1.3 Иерархическая структура файловой системы
- •5.1.4 Имена файлов
- •5.1.5 Монтирование
- •5.1.6 Атрибуты файлов
- •5.1.7 Логическая организация файла
- •5.2 Физическая организация файловой системы
- •5.2.1 Диски, разделы, секторы, кластеры
- •5.2.2 Физическая организация и адресация файла
- •5.2.3 Физическая организация fat
- •5.2.4 Физическая организация ntfs
4.1.3. Технология отображаемой памяти
Еще одной категорией средств межпроцесового взаимодействия есть отображаемая память (mapped memory). В ряде ОС отображаемая память есть базовым системным механизмом, на котором основываются другие виды межпроцесорного взаимодействия и системные решения. Обычно отображаемую память используют в сочетании с интерфейсом файловой системы, в таком случае говорят о файлах, отображаемых в память (memory-mapped files).
Эта технология сводится к тому, что с помощью специального системного вызова (обычно это mmap() определенную часть адресного пространства процесса однозначно связывают с содержимым файла. После этого любая операция записывания в такую память служит причиной изменения содержимого отображенного файла, которая сразу становится доступной всем приложениям, которые имеют доступ к этому файла. Другие приложения тоже могут отобразить тот самый файл в свое адресное пространство и обмениваться через него данными друг с другом.
4.1.4. Особенности межпроцесорного взаимодействия
Теперь можно сравнить характеристики межпроцесорного взаимодействия с характеристиками взаимодействия потоков одного процесса.
-
Проблема организации обмена данными есть актуальной только для межпроцесорного взаимодействия, поскольку потоки обмениваются данными через общее адресное пространство. Обмен данными между потоками похожий на использование распределенной памяти, но не нуждается в подготовительных действиях.
-
Проблема синхронизации доступа к совместно используемым данным есть актуальною для взаимодействия потоков и для межпроцесорного взаимодействия с использованием распределенной памяти. Использование механизма передачи сообщений не основывается на совместно используемых данных.
4.2. Базовые механизмы межпроцессового взаимодействия
В этом параграфе рассмотрим особенности организации взаимодействия между потоками разных процессов. Основной характеристикой такого взаимодействия есть то, что у процессов нет общего адресного пространства, поэтому здесь нельзя непосредственно работать с совместно используемыми данными, как это было возможно для потоков. Здесь говориться преимущественно о процессах, под которыми понимают потоки разных процессов.
4.2.1. Межпроцессовое взаимодействие на базе общей памяти
Для решения проблемы межпроцессорной синхронизации необходимо:
♦ во-первых, организовать общую память между процессами (это может быть распределенная память или файл, отображенный в память);
-
во-вторых, разместить в этой памяти стандартные объекты синхронизации (семафоры, мютексы, условные сменные);
♦ в-третьих, используя эти объекты, работать с совместно разработанными данными, как это делалось в случае использования потоков.
Такой подход широко применяют на практике. К сожалению, довольно сложно предложить способ его реализации для межпроцесорной синхронизации в большинстве систем, поскольку разные системы предлагают разный набор средств организации общей памяти и средств сигнализации, которые могут работать в такой памяти. Универсальным решением в данном разе есть применения семафоров.