Билет 18.

Ядро́ — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации. Также обычно ядро предоставляет сервисы файловой системы и сетевых протоколов.

Как основополагающий элемент ОС, ядро представляет собой наиболее низкий уровень абстракции для доступа приложений к ресурсам системы, необходимым для их работы. Как правило, ядро предоставляет такой доступ исполняемым процессам соответствующих приложений за счёт использования механизмов межпроцессного взаимодействия и обращения приложений к системным вызовам ОС.

Основные функция ядра:

Ядро операционной системы, как правило, содержит программы для реализации следующих функций:

обработка прерываний;

создание и уничтожение процессов;

переключение процессов из состояния в состояние;

диспетчирование ;

приостановка и активизация процессов ;

синхронизация процессов ;

организация взаимодействия между процессами;

манипулирование блоками управления процессами;

поддержка операций ввода-вывода;

поддержка распределения и перераспределения памяти;

поддержка работы файловой системы ;

поддержка механизма вызова-возврата при обращении к процедурам;

поддержка определенных функций по ведению учета работы

машины.

Билет 19.

Асинхронные параллельные процессы. Средства

синхронизации. Достоинства и недостатки

Асинхронные параллельные процессы возникают при реализации параллельных

алгоритмов, в которых производится обработка данных с нерегулярной структурой.

Такие алгоритмы распараллеливаются на достаточно длинные автономные параллельные

ветви.

Исполняются такие алгоритмы, как правило, на многопроцессорных или

многомашинных вычислительных комплексах с автономным управлением для каждого

процессорного элемента.

В отличии от синхронных параллельных процессов, асинхронные не требуют

одинаковой скорости работы отдельных процессорных элементов и жёсткой потактовой

синхронизации. В то же время, асинхронные параллельные процессы, реализующие

единый алгоритм решения задачи, неизбежно вступают во взаимодействие, разделяя

общие ресурсы системы.

Взаимодействие параллельных асинхронных процессор требует решения 3-х проблем:

1. Синхронизация 2-х и более процессов

2. Проблема "Производитель-потребитель" (см. вопрос 6)

3. Проблема взаимных блокировок (см. вопрос 3)

1. Синхронизация параллельных процессов:

Проблема синхронизации возникает при использовании параллельными процессами

общих ресурсов. К числу таких ресурсов относятся:

1. Аппаратные ресурсы (устройства, каналы связи, память)

2. Программные ресурсы (данные во внешней и оперативной памяти и

процедуры)

3. Информационные ресурсы (различные сообщения и сигналы)

2 режима использования ресурсов:

1. Моноканальный. При многоканальном использовании ресурсов в каждый

момент времени данным ресурсам может владеть не более чем 1 процесс.

Ресурс многоканального использования, на который могут быть заявки от

более чем одного процесса одновременно называется критическим ресурсом.

А участник программы, в которой используется критический ресурс,

называется критическим участником или критическое секцией. Таким

образом, в своей критической секции по данному критическому ресурсу

может находится только 1 параллельный процесс. Все остальные процессы в

это время или свободно развиваются вне критической секции, или ожидают

освобождения данного критического ресурса.