Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ответы на вопросы по итт.doc
Скачиваний:
43
Добавлен:
05.09.2019
Размер:
599.55 Кб
Скачать

4. Операционные системы: управление памятью, кэш-память.

Управление памятью. Процесс может выполняться только в том случае, если его коды и данные находятся в оперативной памяти. Одним из наиболее популярных способов управления памятью явл. виртуальная память (позволяет программисту писать программу так, как будто у него имеется в наличии оперативная память большого объема).

Функции управления памятью:

  • Учет свободной и занятой памяти;

  • Выделение памяти процессам и ее освобождение

  • Вытеснение кодов и данных процессов на диск, когда памяти не хватает;

  • Настройка адресов на конкретную область физ.памяти

  • Дефрагментация;

  • Защита памяти.

Типы адресов: символьные имена (присваивает программист); виртуальные имена (формирует транслятор, начальный адрес равен 0); физические адреса (номера ячеек памяти, где действительно расположены команды и данные).

Алгоритмы распределения памяти без использования внешней памяти.

При распределении памяти фиксированными разделами память изначально разделена на сегменты фиксированной величины. «+» данного вида распределения – большая гибкость. «-» - высокий уровень фрагментации.

Алгоритмы распределения памяти с использованием внешней памяти.

Для загрузки процессора могут понадобиться иногда сотни интерактивных задач, все они должны размещены в памяти, большая часть кот.нахдится в ожидании. Логично было бы их иногда вытеснять на диск при нехватки памяти и возвращать при необходимости. Такая подмена наз.виртуализацией. для виртуализации используют 2 основных подхода: свопинг – образ процесса выгружается на диск и возвращается в память целиком; виртуальная память – образ процесса выгружается на диск и возвращается в память частями (сегментами).

Кэш-память – способ совместного функционирования 2х типов запоминающих устройств, кот. позволяет ускорить доступ за счет динамического копирования часто используемой информации из «медленное» в «быстрое» запоминающее устройство.

Содержание кэш-памяти представляет собой совокупность записей о всех данных из основной памяти, загруженных в нее.

Время доступа пропорционально вероятности попадания в кэш, кот. составляет не менее 90%. Такая высокая степень попадания в кэш объясняется некоторыми свойствами комп.данных:

  • Временная локальность. Если произошло обращение по некоторому адресу, то следующее обращение с большой вероятностью произойдет в ближайшее время.

  • Пространственная локальность. Если произошло обращение по некоторому адресу, то с высокой степенью вероятности в ближайшее время произойдет обращение к соседним адресам.

  1. Файловые системы.

Файловая система – это часть операционной системы, включающая совокупность всех файлов на диске, служебные структуры, включая каталоги, системные программные средства.

Файл – это наименованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные.

ФС поддерживают функционально различные типы файлов, например:

  1. Обычные файлы (ОС не контролирует содержимое этих файлов);

  2. Каталоги (содержит системную инфу о наборе файлов);

  3. Специальные файлы;

  4. Отображаемые в память файлы и т.д.

Структура ФС – иерархическая. Может быть организована как дерево или как сеть. В древовидной структуре действует принцип: один файл – одно полное имя. В сетевой – один файл – много полных имен.

Все типы файлов имеют имена. Имена файлов бывает 3х типов: простые (идентифицирует файл в пределах одного каталога), составные (однозначное имя) и относительное (относительно текущего каталога).

Понятие файл включает себя не только данные, но и атрибуты. Атрибуты – это инфа, описывающая свойства файла (тип, владелец, пароль, инфа, размер и т.п.). набор атрибутов зависит от ОС.

Физическая организация файловой системы. Диск состоит из пакета пластин. На каждой пластине – 2поверхности. На каждой пластине размечены дорожки, на кот. хранятся данные. Дорожки нумеруются с 0 от края к середине. Дорожки одного радиуса на всех поверхностях наз.цилиндром. Каждая дорожка делится на фрагменты, наз.секторами. Диск может быть разделен на логические устройства разделы (тома). В одном разделе может быть создана только одна ФС, но любого доступного типа (FAT, FAT32, NTFS).

Физическая организация FAT. ФС FAT состоит из следующих областей:

  • Загрузочный сектор – программа загрузки ОС;

  • Основная копия FAT;

  • Корневой каталог – содержит 512 записей по 32 байт;

  • Область данных – кластеры размером от 1 до 128 секторов.

Данная система распознает только 2 типа файла: файл и каталог. В каталоге хранятся имя и атрибуты файла. Запись в файле-каталоге ссылается на первый индекс файла.

Физическая организация NTFS. Ее особенности: поддержка больших файлов и дисков, восстанавливаемость после сбоев, низкий уровень фрагментации. Представляет собой один и более файлов. Каталог – тоже файл. Основа структуры – таблица MFT – тоже файл.