7. Ядро и вспомогательные модули ос.

-ядро - модули, вып. основн. функции. (управ. процессами, памятью, устр. I/O, перекл. контекстов...)

эти функции не доступны прилож.

другой класс функций служит для поддержки приложений, создавая для них так называемую прикладную программную среду.

Они образуют API. Большая часть модулей ядра находится в ОП для быстрого исполнения.

-модули, вып. вспом. функ.:

а) утилиты - прогр. для управления и сопровожд. комп. сист.

б) сист. обраб. программы.

в) библиотеки процедур различного назначения.

8. Привелегированный режим, системный вызов.

-ядро может нах. в привелигированном режиме

-пользов. программы в пользов. режиме

бывают безопасные функциии и небезопасные.

небезопасные работают в привел. режиме, безопасные - в пользовательском.

Для выполнения небезопасной операции передается управление ядру.

к небезопасным можно отнести:

доступ к памяти, распредел. памяти, перераспредел. памяти выполняется в привел режиме.

-часто используют несколько "колец защиты", разделяя под каждое кольцо

различные функции. Кольца - привелегии.

Системный вызов привилегированного ядра инициирует переключение процессора из

пользовательского режима в привилегированный, а при возврате к приложению — переключение

из привилегированного режима в пользовательский.

9. Многослойная структура ос.

Вычислительную систему, работающую под управлением ОС на основе ядра, можно

рассматривать как систему, состоящую из трех иерархически расположенных слоев:

нижний слой образует аппаратура, промежуточный — ядро, а утилиты, обрабатывающие

программы и приложения, составляют верхний слой системы.

Каждый слой обслуживает вышележащий слой, выполняя для него некоторый набор функций,

которые образуют межслойный интерфейс.

-HAL (уровень апп. абстракц.)

-средство апп. поддержки ОС

-машинно-зависимые компоненты

-базовые мех. ядра

-менеджер ресурсов

-интерфейс системных вызовов.

10. Типовые средства аппаратной поддержки ос.

-средства поддержки привилегий

-трансляция адресов

-средства переключения процессов (восст. и сохр регист. процессов)

-прерывания

-таймер

-средства защиты обл. памяти

11. Машинно-зависимые компоненты ос.

-разные процессоры, необходимость выполнения разных операций на разном апп. обесп.

для получения данных с носителей, для сохранения контекстов процессов, для управления памятью

-поэтому появляется МЗ код и МНЗ код.

12. Переносимость ос.

Если код ОС может быть сравнительно легко перенесен с процессора одного типа на процессор

другого типа и с аппаратной платформы одного типа на аппаратную платформу другого типа,

то такую ОС называют переносимой (portable), или мобильной.

Для обеспечения мобильности нужно:

- большая часть кода должна быть написана на языке, трансляторы которых есть на всех машинах, куда собираются ставить ОС.

- объем МЗ кода должен быть минимальным

- локализован в не большем объеме файлов. (не разбросан по всей системе)

13. Микроядерная архитектура.

внутри ядра минимальное количество необходимых функций, а все остальное в пользов. режиме.

14. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры.

+компактное ядро, быстро грузиться

+надежнее

+переносимее

-постоянно необходимо переключаться

15. Двоичная совместимость, совместимость исходных текстов.

-двоичная совместимость, когда можно запустить бинарник на разных ОС

-совместимость исх текстов, означает, что можно скомплировать в разных ОС, и ок.

16. Способы реализации прикладных программных сред.

-API.

-бинарная совместимость.

-виртуализация - средство виртуализации железа(для безопасноти).

-эмуляция - средство поддержки не родной ОС (прикладной интерфейс).

17. Мультипрограммирование, характерные критерии эффективности.

мультипрограммирование - способ организации вычисл. процессора,

при котором по очереди вып. задачи.

Критерий эффективности:

- задач / ед. времен.

- время реакции

- удобство использования.

18. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки.

-программма набирается на носителе, отдается в очередь на обработку.

-ввод/вывод, работа процессора, как правило могут работать независимо

-пока программа выполняется, контроллер в/в может использовать это время.

-планировщик, так как планировать кому, когда, сколько сложно.

19. Мультипрограммирование в системах разделения времени.

критерий эффективности: удобство работы.

-время делится на кванты времени

-задаче выделяется квант времени

-планировщик решает, кого назначать.

-зависимость времени от кванта

-для серверов 1/100 с

-для декстопов 1/1000 с.

20. Мультипрограммирование в системах реального времени.

- мягкого реального времени, и жесткого

- с. жесткого реального времени (ядерный реактор)

- с. мягкого р. вр. (фильм).

21. Мультипроцессорная обработка.

делится на сильносвязные процессоры и слабосвязные.

-сильносвязные (на одной плате) делятся на:

симметричную (все процессоры идентичны и имеют общую память)

асимметр. орг. работы. (у каждого процессора своя память)

-слабосвязные:

кластер - независимый компьютер.

-High Availability (жив пока работает хотя бы один компьютер)

-Cloud Computing

22. Понятия "процесс" и "поток".

-процесс - объект ОС, хранящий информацию об исполняемых потоках, и различной

служебной информации.

-поток - программный код в стадии исполнения.

-потокам выдается процессорное время

-процессу все остальные ресурсы.

23. Создание процессов, пример создания процессов в UNIX.

- два метода:

- создаем новый процесс со всеми параметрами

- клонирование.

в UNIX - fork() а потом правим все параметры как надо.

24. Планирование и диспетчеризация потоков.

-планирование - способ определения того, когда прервать и кого запустить.

статическое планирование - заранее план

динамическое планирование - динам. планиров. на основе нек. данных.

-диспетчеризация - операция по исполнению найденной задачи.

25. Состояния потока.

-активное

-ожидание

-готовность

-zombie

26. Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования.

- невытесняющий алг. планирование. (когда отдавать выбирает программист, кто - ОС).

- вытесняющий алг. планирования (все определяет ОС).

27. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании

- квант (процессорное время)

28. Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах.

- выполняется процесс с большим приоритетом

- приоритеты динамически пересчитываются.

29. Смешанные алгоритмы планирования.

- время пилится на кванты

- приоритеты процессов

- кванты раздаются в соответствии с приоритетами

- приор. динамич. пересчитыв.

30. Планирование в системах реального времени. Необходимый критерий существования расписания.

критерий эффективности: время реакции

-заранее известно сколько нужно на пересчет, что запускается.

-в сис. мягкого планирования времени применяются алгоритмы менее затратные чем в с. жесткого.

критерий: для периодического набора задач, каждый из которых должен выполняться c_i, а период p_i

должно выполняться условие \sum^n_{i = 1} c_i / p_i <= k, k - количество процессоров.

-планирование очень сложно зависит от числа процессов, от зависимости между задач,и других особенностей.

поэтому обычно делаются некоторые предподсчёты, чтобы во время выполнения задания делать

более простые операции, ускоряющие работу.

так же делают некоторые допущения о выполняемых задачах.