- •Список вопросов для подготовки к экзамену «Операционные системы, среды и оболочки»
- •Перечислите основные действия, которые нужно было выполнить пользователю для выполнения его программы до появления операционных систем.
- •Что такое операционная система, операционная среда, операционная оболочка? Дайте определение.
- •Что такое однопрограммная пакетная обработка? Как определить классическое мультипрограммирование?
- •Что относится к базовому программному обеспечению ранних компьютерных систем?
- •Что такое многопрограммная пакетная обработка?
- •Что такое мультипроцессорная обработка, чем она отличается от мультипрограммирования?
- •Перечислите поколения операционных систем. Назовите основные отличительные признаки поколений.
- •Первое поколение ос.
- •Второе поколение ос. Середина 60-х г.
- •Третье поколение ос.
- •Четвертое поколение ос.
- •Что такое архитектура операционной системы? Какие архитектуры ос вы можете охарактеризовать?
- •Что такое виртуальная машина? в чем Вы видите преимущества использования виртуальных машин?
- •Дайте определение процессу и потоку. Чем поток отличается от процесса?
- •Перечислите основные задачи ос по управлению процессами. Её задачи:
- •Как можно представить модель процесса и потока? Назовите возможные состояния процесса.
- •Дайте характеристику возможным уровням параллелизма выполнения программ.
- •Распараллеливание на уровне задач
- •Уровень параллелизма данных
- •Уровень распараллеливания алгоритмов
- •Параллелизм на уровне инструкций
- •Каким образом файлы, процессы и потоки могут быть использованы для синхронизации? Сотрудничество с использованием разделения:
- •Сотрудничество с использованием связи:
- •Какие методы могут использоваться для ликвидации тупиковых ситуаций?
- •Приведите пример использования семафора. Что такое мьютекс, как он используется?
- •Перечислите методы взаимоисключений процессов.
- •Когда возникает необходимость в синхронизации процессов?
- •Дайте определение иерархической памяти.
- •Назовите задачи распределения памяти.
- •Дайте определение виртуальной памяти. Перечислите варианты организации такой памяти.
- •Для виртуализации используют 2 возможных подхода:
- •Недостатки свопинга:
- •Достоинства свопинга:
- •Что такое подкачка страниц?
- •Охарактеризуйте проблему защиты памяти.
- •Нужно ли бороться с фрагментацией памяти? Какие методы для этого существуют?
- •Что такое прямой доступ к памяти?
- •Как организуется управляемый прерываниями ввод-вывод?
- •Что дает многоуровневая организация физической памяти современных эвм?
- •Как связан уровень мультипрограммирования с объемом оперативной памяти?
- •Что такое виртуальная память? Какие подходы к организации виртуальной памяти используются в эвм?
- •Для виртуализации используют 2 возможных подхода:
- •Недостатки свопинга:
- •Достоинства свопинга:
- •Что такое свопинг? Для чего он используется?
- •Назовите функции ос по управлению памятью.
- •Что понимается под дефрагментацией памяти?
- •Раскройте понятия: логический, математический, виртуальный и физический адреса.
- •В чем суть страничной организации виртуальной памяти?
- •В чем суть сегментной организации виртуальной памяти?
- •В чем суть сегментно-страничной организации виртуальной памяти?
- •Основные компоненты подсистемы ввода-вывода.
- •Основные функции подсистемы ввода-вывода.
- •Три основных метода организации параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора.
- •Методы согласования скоростей работы периферийных устройств.
- •Понятие буферизации.
- •Понятие драйвера устройства.
Третье поколение ос.
70-е годы ХХв.
Это поколение ОС предназначалось для ВМ, построенных на основе интегральных схем, как ЭВМ общего пользования. ЭВМ впервые стали использоваться в промышленности, медицине и т.д.
Появилось большое количество различных типов ЭВМ. Наиболее известным компьютером этого поколения был IBM PC 360. ОС третьего поколения должны были работать на разных типах машин, а, кроме того, должны быть многорежимными, т.е., поддерживать пакетный режим, многозадачный, многопроцессорный и т.д. ОС были громоздкими и сложными, часто содержали большое количество ошибок. Для эксплуатации таких ОС нужна была спецподготовка. Оператору ЭВМ приходилось изучать сложные языки управления задачами.
Но именно в этот период были заложены все основные черты современных ОС.
Четвертое поколение ос.
80-е годы ХХв.
Это поколение связано в первую очередь с ЭВМ на основе больших и сверхбольших интегральных микросхем. Основными классами ЭВМ этого поколения являются ЭВМ общего пользования, мини и микро ЭВМ, персональные ЭВМ и суперЭВМ (многопроцессорные).
Это поколение включает в себя все основные черты ОС предыдущих поколений, а так же имеют следующие особенности:
Управление работой сетей ЭВМ.
Управление работой сложных многопроцессорных вычислительных комплексов.
Появление ОС ПК.
ОС начали использовать «дружественный» интерфейс, т.е. ОС строятся в расчете на не подготовленных или малоподготовленных пользователей.
Что такое архитектура операционной системы? Какие архитектуры ос вы можете охарактеризовать?
Функциональная сложность операционной системы неизбежно приводит к сложности ее архитектуры, под которой понимают структурную организацию ОС на основе различных программных модулей. Обычно в состав ОС входят исполняемые и объектные модули стандартных для данной ОС форматов, библиотеки разных типов, модули исходного текста программ, программные модули специального формата (например, загрузчик ОС, драйверы ввода-вывода), конфигурационные файлы, файлы документации, модули справочной системы и т. д.
Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы:
ядро — модули, выполняющие основные функции ОС;
модули, выполняющие вспомогательные функции ОС.
Под классической архитектурой понимается структурная организация ОС, в соответствии с которой все основные функции операционной системы, составляющие многослойное ядро, выполняются в привилегированном режиме. При этом некоторые вспомогательные функции ОС оформляются в виде приложений и выполняются в пользовательском режиме наряду с обычными пользовательскими программами (становясь системными утилитами или обрабатывающими программами). Каждое приложение пользовательского режима работает в собственном адресном пространстве и защищено тем самым от какого-либо вмешательства других приложений. Код ядра, выполняемый в привилегированном режиме, имеет доступ к областям памяти всех приложений, но сам полностью от них защищен. Приложения обращаются к ядру с запросами на выполнение системных функций.
Суть микроядерной архитектуры состоит в следующем. В привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром. Микроядро защищено от остальных частей ОС и приложений. В состав микроядра обычно входят машинно-зависимые модули, а также модули, выполняющие базовые (но не все!) функции ядра по управлению процессами, обработке прерываний, управлению виртуальной памятью, пересылке сообщений и управлению устройствами ввода-вывода, связанные с загрузкой или чтением регистров устройств. Набор функций микроядра обычно соответствует функциям слоя базовых механизмов обычного ядра. Такие функции операционной системы трудно, если не невозможно, выполнить в пространстве пользователя.