- •Понятие вычислительной системы(вс) и ее составные части.
- •Основные принципы организации современных вс.
- •Архитектура эвм. Основные виды архитектуры эвм
- •Ос: назначение, состав, классификация.
- •Ос как виртуальная машина.
- •Ос как система управления ресурсами.
- •Функциональные компоненты ос. Управление процессами.
- •Функциональные компоненты ос. Управление памятью.
- •Функциональные компоненты ос. Управление файлами и внешними устройствами.
- •Функциональные компоненты ос. Защита данных и администрирование.
- •Функциональные компоненты ос. Интерфейс прикладного программирования.
- •Требования к современным ос.
- •Архитектура ос. Макроядерные ос. Ядро и слои ядра.
- •Микроядерная архитектура ос.
- •Понятие вычислительного процесса. Диаграмма состояния процесса.
- •Понятие ресурса в вс, виды ресурсов, методы учета.
- •Методы учета ресурсов. Параметрический метод.
- •Методы учета ресурсов. Метод связных списков и использование его для управления оп.
- •Методы учета ресурсов. Метод двоичных шкал и использование его для управления оп.
- •Методы учета ресурсов. Табличный метод.
- •Методы управления ресурсами и их особенности.
- •Понятия задачи, процесса, потока в вс. Управление процессами и потоками.
- •Способы организации многозадачных ос
- •24.. Дисциплины диспетчеризации.
- •27. Пакетные файлы ms-dos. Команды передачи управления в пакетных файлах.
- •28. Пакетные файлы ms-dos. Параметры и их использование в пакетных файлах.
- •29. Организация диалога с пользователем в пакетных файлах.
- •30. Мультиконфигурационные возможности ms-doc (многовариантность загрузки)
- •31. Проблема критической секции, ее решение по Дейкстра.
- •32. Семафоры и семафорные примитивы. Их использование для решения проблемы критической секции.
- •33. Семафоры и семафорные примитивы. Использование семафоров для синхронизации процессов.
- •43. Физическая и математическая память. Способы организации математической памяти. Сегментно-страничное распределение памяти.
- •34. Семафоры и семафорные примитивы. Задача «поставщик-потребитель».
- •44. Физическая и математическая память. Способы организации математической памяти. Страничное распределение памяти.
- •35. Семафоры и семафорные примитивы. Задача «писателей-читателей» с приоритетом писателей.
- •36. Семафоры и семафорные примитивы. Задача «писателей-читателей» с приоритетом читателей.
- •37. Функции ос по управлению памятью
- •38. Распределение памяти фиксированными разделами.
- •39. Типы адресов. Понятие виртуального адресного пространства
- •40. Распределение памяти динамическими разделами.
- •41. Особенности использования перемещаемых разделов при управлении оперативной памятью.
- •42. Физическая и математическая память. Способы организации математической памяти. Сегментное распределение памяти.
- •45. Преобразование виртуального адреса в физический при 2-уровневой организации адресного пространства.
- •47. Схема выполнения запросов с системах с кэш-памятью.
- •Способы защиты оперативной памяти. Защита по ключам:
- •1.Понятие вычислительной системы(вс) и ее составные части.
- •2.Основные принципы организации современных вс.
- •3.Архитектура эвм. Основные виды архитектуры эвм
Ос как виртуальная машина.
Для того чтобы успешно решать свои задачи, современный пользователь или даже прикладной программист может обойтись без досконального знания аппаратного устройства компьютера. Ему не обязательно быть в курсе того, как функционируют различные электронные блоки и электромеханические узлы компьютера. Более того, очень часто пользователь может не знать даже системы команд процессора. Операционная система скрывает от программиста большую часть особенностей аппаратуры и предоставляет возможность простой и удобной работы с требуемыми файлами.
В результате реальная машина, способная выполнять только небольшой набор элементарных действий, определяемых ее системой команд, превращается в виртуальную машину, выполняющую широкий набор гораздо более мощных функций. Виртуальная машина тоже управляется командами, но это уже команды другого, более высокого уровня: удалить файл с определенным именем, запустить на выполнение некоторую прикладную программу, повысить приоритет задачи, вывести текст из файла на печать. Таким образом, назначение операционной системы состоит в предоставлении пользователю/программисту некоторой расширенной виртуальной машины, которую легче программировать и с которой легче работать, чем непосредственно с аппаратурой, составляющей реальный компьютер или реальную сеть.
Виртуализация - наделение объекта свойствами, кот.он в действительности не обладает. Свойства виртуального объекта шире, чем возможности и средства реального объекта. Общение с виртуальными объектами организованно на понятном пользователю языке с применением понятных для него технологических решений. При этом он может ничего не знать о реальном объекте.
Виртуальная оперативная память позволяет повысить уровень мультипрограммирования. Система, располагающая ограниченной физической оперативной памятью, представляется системой со значительным объемом математической памяти. Виртуализация памяти может быть осуществлена на основе 2-х различных подходов:
свопинг;
виртуальная память.
В первом случае образ процесса выгружается на диск целиком, во втором – выгружается часть образа процесса.
В оперативной памяти можно создать виртуальный диск. Скорость обмена данными с ним будет довольно высока, что в некоторых случаях необходимо.
Виртуальный принтер позволит сохранить образ файла, который можно будет распечатать, перенеся на другой компьютер (к которому подключен реальный принтер).
Ос как система управления ресурсами.
Операционная система не только предоставляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является механизмом, распределяющим ресурсы компьютера.
К числу основных ресурсов современных вычислительных систем могут быть отнесены такие ресурсы, как процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, диски, накопители на магнитных лентах, принтеры, сетевые устройства и некоторые другие. Ресурсы распределяются между процессорами. Процесс (задача) представляет собой базовые понятие большинства современных ОС и часто кратко определяется как программа в стадии выполнения. Программа - это статический объект, представляющий собой файл с кодами и данными. Процесс - это динамический объект, который возникает в операционной системе после того, как пользователь или сама операционная система решает "запустить программу на выполнение", то есть создать новую единицу вычислительной работы. Например, ОС может создать процесс в ответ на команду пользователя run prg1. exe, где prg1. exe - это время файла, в котором хранится код программы.
Во многих современных ОС для обозначения минимальной единицы работы ОС используют термин " нить", или "поток", при этом изменяется суть термина "процесс".
Управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффективного их использования является назначением операционной системы.
Управление ресурсами включает решение следующих общих, не зависящих от типа ресурса задач:
- планирование ресурса - то есть определение, какому процессу, когда и в каком количестве ( если ресурс может выделятся частями) следует выделить данный ресурс;
- удовлетворение запросов на ресурсы;
- отслеживание состояния и учет использования ресурса - то есть поддержание оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;
- разрешение конфликтов между процессами.
Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют облик ОС в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Например, применяемый алгоритм управления процессором в значительной степени определяет, может ли ОС использоваться как система разделения времени, система пакетной обработки или система реального времени.