- •Часть 3
- •1)_Ч3 Что понимают под архитектурой, структурой и составом ос?
- •2)_Ч3 Каков типовой состав ос?
- •3)_Ч3 Представьте классическую архитектуру ос (на основе ядра), поясните состав и функции ядра и вспомогательных модулей ос.
- •4)_Ч3 Какие режимы, обеспечивающие привилегии ос, должна поддерживать аппаратура компьютера.
- •5)_Ч3 Как обеспечивается подчиненность приложений операционной системе?
- •6)_Ч3 Как влияет на возможности защиты поддержка многоуровневой иерархии привилегий?
- •7)_Ч3 Какая задержка переключений процессора характерна для классической архитектуры ос?
- •8)_Ч3 Изобразите многослойную структуру ос и поясните ее основные особенности.
- •9)_Ч3 Перечислите особенности слоев и межслойных интерфейсов многослойной структуры ос.
- •10)_Ч3 Какие достоинства имеет многослойная структура ос?
- •11)_Ч3 Перечислите типовые слои ядра и опишите их функции.
- •12)_Ч3Опишите особенности слоя менеджеров ресурсов ядра ос.
- •13)_Ч3Какие способы взаимодействия слоев используются в классической архитектуре?
- •14)_Ч3к чему ведет увеличение/уменьшение числа слоев ядра ос?
- •15)_Ч3Перечислите и охарактеризуйте типовые средства аппаратной поддержки ос.
- •16)_Ч3Почему одна и та же ос не может без изменений устанавливаться на компьютеры с другим типом процессора или способом организации всей аппаратуры?
- •17)_Ч3Опишите особенности построения машинно-зависимых компонент и переносимости ос.
- •18)_Ч3Что такое «микроядро» и какие модули входят в его состав?
- •19)_Ч3Что такое «серверы ос» в архитектуре на основе микроядра, в каком режиме они работают?
- •20)_Ч3Перечислите и поясните особенности архитектуры ос на основе микроядра.
- •21)_Ч3Поясните механизм обращения к функциям ос, оформленным в виде серверов архитектуры на основе микроядра.
- •22)_Ч3Опишите достоинства и недостатки архитектуры ос на основе микроядра.
- •23)_Ч3Какая задержка переключений процессора характерна для архитектуры ос на основе микроядра?
- •24)_Ч3Опишите варианты гибридного (смешанного) и модульного ядра.
- •25)_Ч3Опишите варианты наноядра, пикоядра и экзоядра.
- •26)_Ч3в чем суть совместимости различных ос и особенности различных ее видов?
- •27)_Ч3 Для чего в прикладных программных средах выполняется трансляция библиотек?
- •28)_Ч3 Опишите вариант реализации множественных прикладных программных сред на основе трансляторов системных вызовов.
- •29)_Ч3 Опишите вариант реализации множественных прикладных программных сред на основе поддержки нескольких равноправных api.
- •30)_Ч3 Опишите вариант реализации множественных прикладных программных сред на основе концепции микроядра.
- •31)_Ч3 Что дает наличие в составе ос множественных прикладных программных сред?
- •32)_Ч3 Опишите назначение и типы гипервизоров.
- •33)_Ч3 Опишите технологии виртуализации.
- •34)_Ч3 Опишите примеры гипервизоров и тенденции их развития.
- •1)_Ч5 Чем виртуальные адреса команд и данных отличаются от физических?
- •2)_Ч5 Что такое виртуальное адресное пространство процесса и на какие части оно делится?
- •3)_Ч5 Какие способы структурирования виртуального адресного пространства процесса используются?
- •4)_Ч5 Поясните смысл понятий «максимально возможное вап» и «назначенное вап процесса».
- •5)_Ч5 Что такое «образ процесса»?
- •6)_Ч5 Охарактеризуйте части, на которые делится вап процесса.
- •7)_Ч5 На какие области виртуальной памяти вытеснение не распространяется?
- •9)_Ч5 На какие классы делятся алгоритмы распределения оп и какие из них составляют каждый класс?
- •10)_Ч5 Какие задачи решаются при виртуализации оп?
- •11)_Ч5 Назовите и поясните основные подходы к виртуализации оп.
- •12)_Ч5 Поясните суть свопинга.
- •13)_Ч5Перечислите достоинства и недостатки свопинга.
- •14)_Ч5 Что такое таблица страниц и для чего она используется?
- •15)_Ч5Какую информацию включает дескриптор страниц?
- •16)_Ч5Как выполняется страничное распределение оп?
- •17)_Ч5 Как представляется виртуальный адрес при страничной организации?
- •18)_Ч5Опишите известные стратегии замещения страниц.
- •19)_Ч5Как при страничном распределении оп осуществляется поддержка разделов?
- •20)_Ч5Какие недостатки страничного распределения оп устраняет сегментное распределение?
- •21)_Ч5 Чем сегментное распределение оп отличается от страничного?
- •22)_Ч5Как выполняется сегментное распределение оп?
- •23)_Ч5Как представляется виртуальный адрес при сегментной организации?
- •24)_Ч5 Что такое таблица сегментов и для чего она используется?
- •25)_Ч5 Каковы недостатки и достоинства сегментного распределения оп?
- •26)_Ч5Поясните суть сегментно-страничной организации оп. Сегментно-страничное распределение памяти
- •27)_Ч5Как происходит преобразование виртуального адреса в физический при сегментно-страничной организации
- •28)_Ч5 Как используется модифицированный страничный механизм при сегментно-страничной организации оп?
- •29)_Ч5Дайте краткое сравнение разных алгоритмов распределения оп.
- •30)_Ч5 Для чего нужны разделяемые сегменты памяти и какие варианты их организации существуют?
- •1)_Ч6 Перечислите и кратко поясните задачи ос по управлению увв и файлами.
- •2)_Ч6Опишите необходимость и организацию параллельной работы увв и процессора, согласования скоростей обмена и кэширования.
- •3)_Ч6Опишите необходимость и организацию разделения увв и данных между процессами, логического интерфейса между увв и остальной частью ос.
- •4)_Ч6Опишите необходимость и организацию поддержки широкого спектра драйверов, динамической загрузки и выгрузки драйверов.
- •5)_Ч6Опишите необходимость и организацию поддержки нескольких фс, синхронных и асинхронных операций ввода-вывода.
- •9)_Ч6Опишите назначение и функции классического драйвера.
- •Ч4_Какие действия выполняет ос при порождении процесса?
- •Ч4_Что такое «описатель (дескриптор) процесса»?
- •Ч4_Что такое «описатель потока»?
- •Ч4_Поясните суть и основные типы планирования потоков.
- •Ч4_Чем динамическое планирование потоков отличается от статического?
- •Ч4_Поясните суть и порядок диспетчеризации потоков.
- •Ч4_Опишите состав контекста потока и роль его иерархической организации.
- •Ч4_Как организуются и переупорядочиваются очереди потоков?
- •Ч4_Чем различаются вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования?
- •Ч4_Чем различаются вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования?
- •Ч4_Что такое «приоритет потока» и каким он бывает?
- •Ч4_Чем динамические приоритеты потоков отличаются от статических?
- •Ч4_Опишите схему назначения приоритетов в ос WindowsNt.
- •Ч4_Опишите смешанный алгоритм планирования в ос WindowsNt.
- •Ч4_Опишите смешанный алгоритм планирования в ос unixSystemVRelease 4.
- •Ч4_Опишите смешанный алгоритм планирования в os/2.
- •Ч4_Опишите схему изменения приоритетов потоков и величины квантов при планировании в os/2.
- •Ч4_Перечислите события, требующие перераспределения процессорного времени и поясните действия планировщика ос в каждом случае.
- •Ч4_Опишите моменты перепланировки в среде ос рв.
- •Ч4_Какие дополнительные организационные трудности для ос создают прерывания?
- •Ч4_Как осуществляются диспетчеризация и учет приоритетов прерываний в ос?
- •Ч4_Как работает диспетчер прерываний?
- •Ч4_Как соотносятся приоритеты обработчиков прерываний и приоритеты потоков?
- •Ч4_Как согласуется диспетчеризация прерываний с диспетчеризацией потоков?
- •Ч4_Как организована диспетчеризация системных вызовов?
- •Ч4_Опишите схему организации системных вызовов с диспетчером системных вызовов.
- •Ч4_Опишите особенности и различия организации синхронных и асинхронных системных вызовов.
- •Ч4_Каковы цели взаимодействия процессов и потоков?
- •Ч4_Поясните суть и необходимость синхронизации процессов и потоков.
- •Ч4_Когда возникают гонки при выполнении потоков?
- •Ч4_Что такое «критическая секция», «критические данные», «взаимное исключение» потоков.
- •Ч4_Поясните суть использования блокирующих переменных.
- •Ч4_Поясните суть использования семафоров.
- •Ч4_Опишите пример использования семафоров при работе с буферным пулом записи/чтения.
- •Ч4_Поясните суть взаимных блокировок (тупиков).
- •Ч4_Чем тупики отличаются от очередей?
- •Ч4_Опишите идеи и средства выявления и устранения тупиков.
- •Ч4_Поясните сложность синхронизации потоков разных процессов.
- •Ч4_Какие методы используются в ос для разделения синхронизирующих объектов?
- •Ч4_Какие обычные объекты ос могут использоваться как синхронизирующие и какие события переводят их в сигнальное состояние?
- •Ч4_в чем состоит суть сигнального состояния синхронизирующего объекта ос?
- •Ч4_Приведите примеры сигнальных состояний для следующих синхронизирующих объектов: поток, процесс, файл.
- •Ч4_Что такое мьютекс и объект-событие?
- •Ч4_Поясните роль сигналов как синхронизирующих объектов.
23)_Ч3Какая задержка переключений процессора характерна для архитектуры ос на основе микроядра?
Модель с микроядром хорошо подходит для поддержки распределенных вычислений, так как использует механизмы, аналогичные сетевым: взаимодействие клиентов и серверов путем обмена сообщениями. Серверы микроядерной ОС могут работать как на одном, так и на разных компьютерах. В этом случае при получении сообщения от приложения микроядро может обработать его самостоятельно и передать локальному серверу или же переслать по сети микроядру, работающему на другом компьютере. Переход к распределенной обработке требует минимальных изменений в работе операционной системы — просто локальный транспорт заменяется на сетевой.
Производительность. При классической организации ОС выполнение системного вызова сопровождается двумя переключениями режимов, а при микроядерной организации — четырьмя. Таким образом, операционная система на основе микроядра при прочих равных условиях всегда будет менее производительной, чем ОС с классическим ядром. Именно по этой причине микроядерный подход не получил такого широкого распространения, которое ему предрекали.
24)_Ч3Опишите варианты гибридного (смешанного) и модульного ядра.
*Гибридное (смешанное) ядро представляет собой модифицированное микроядро, разрешающее для ускорения работы запускать «несущественные» части в пространстве ядра. (Linux). Существуют варианты ОС GNU, в которых вместо монолитного ядра применяется ядро Mach, а поверх него функционируют в пользовательском режиме те же процессы, которые при использовании Linux были бы частью ядра. Другим примером смешанного подхода является возможность запуска ОС с монолитным ядром под управлением микроядра. Так устроены ОС 4.4BSD и MkLinux, основанные на микроядре Mach. Наиболее тесно элементы монолитного ядра и микроядра переплетены в ОС Windows NT. Другие примеры гибридных ядер: ядро BeOS, микроядро DragonFly BSD, основанное не на Mach, ядро NetWare.
*Модульное ядро представляет собой современную, усовершенствованную модификацию монолитного ядра. Модульное ядро, как правило, уже не требует полной его перекомпиляции при изменении состава аппаратного обеспечения компьютера. Модульное ядро поддерживает механизм загрузки поддерживающих аппаратуру модулей ядра. Модульное ядро удобнее разрабатывать, чем традиционные монолитные ядра, не поддерживающие динамическую загрузку модулей. Модульное ядро предоставляет особый API для связывания модулей с ядром, для обеспечения динамической загрузки и выгрузки модулей. Не все части ядра могут быть сделаны модулями. Некоторые части ядра всегда обязаны присутствовать в ОП и должны быть жёстко «вшиты» в ядро. Общей тенденцией развития является повышение степени модульности ядра, улучшение механизмов динамической загрузки и выгрузки, уменьшение или устранение необходимости в ручной загрузке модулей или в реконфигурации ядра при изменениях аппаратуры путём введения тех или иных механизмов автоматического определения оборудования и автоматической загрузки нужных модулей, универсализация кода ядра и введение в ядро абстрактных механизмов, предназначенных для совместного использования многими модулями