![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Билет 1
- •1. Основы ос Unix, возможности, стандартизация (1) – 4
- •Отличительные черты ос unix
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 4 (1, 16, 18) – 146
- •3. Последовательность действий по преобразованию адреса в защищенном режиме
- •Билет 2
- •1. Понятие системного вызова в ос unix. Обработка ошибок (2) – 9
- •Обработка ошибок
- •Void perror (s)
- •Void perror (const char *s);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 2 (2, 6, 15, 27) – 143
- •3. Особенности современных операционных систем (2, 28) – 122
- •Концепция ос на основе микроядра
- •Многопоточность
- •Cимметричная многопроцессорность.
- •Распределенные ос
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 3 (3, 28) – 144
- •3. Концепция слоистой операционной системы и системы на основе микроядра.
- •Билет 4
- •1. Владельцы файлов. Права доступа к файлам. Атрибуты файлов (4, 18) – 23
- •Атрибуты файла
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •Int chown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •Int lchown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •Int fchown (int fd, uid_t owner, gid_t group): ,
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 1 (4, 26) – 142
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •Билет 5
- •1. Неименованные каналы в ос unix (5) – 77
- •Int pipe(int fd[2]);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Алгоритм Деккера (5) – 147
- •3. Понятие процесса, модели процессов (5) – 132
- •Билет 6
- •Метаданные файлов в ос unix (7) – 36
- •Int stat(const char *path, struct stat *buf);
- •Int fstаt(int fd, struct stat *buf);
- •Int lstat(const char *path, struct stat *buf);
- •2.Взаимодействие последовательных процессов. Задача взаимного исключения. Вариант2.
- •3. Описание процесса, таблица процесса (6) – 136
- •Билет 7
- •1. Процессы в ос unix. Типы процессов. (7, 23) – 56
- •2. Синхронизирующие примитивы. Решение задачи взаимного исключения с использованием семафоров (7, 8, 19, 20) - 152
- •3. Принципы построения ос (7, 19, 26) – 128
- •Билет 8
- •1. Атрибуты процессов в unix (8) – 66
- •2.Применение общего семафора для решения задачи "производитель-потребитель" с неограниченным буфером.
- •3. Концепция потока, как составной части процесса (8) – 139
- •Билет 9
- •1. Разработка программ в ос unix. Обработка ошибок, переменные окружения (9)
- •Int putenv(const char *string);
- •Int setenv(const char * name, const char * value, int ov );
- •Int unsetenv(const char * name);
- •Обработка ошибок
- •Void perror (const char *s);
- •2. Применение двоичных семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» (буфер неограниченный) (9, 21)
- •3. Концепция виртуализации (9, 17) –
- •Билет 10
- •1. Файлы, отображаемые в память (10) – 33
- •Void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
- •2. Применение семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» с неограниченным буфером. Решение «спящий парикмахер». (10, 22) – 155
- •3. Подсистема управления памятью, требования, предъявляемые к ней (10)
- •1. Процессы в ос unix. Порождение процесса (11, 25) – 57
- •2. Применение общих семафоров для решения задачи «производитель-потребитель» с ограниченным буфером (11, 23) – 157
- •3. Виртуальная память. Задачи управления виртуальной памятью (11, 25)
- •Билет 12
- •1. Сигналы в ос unix. Их назначение и обработка (12) – 70
- •Void (*sa_handler)(int);
- •Void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
- •Int sa_flags;
- •Int pause (void);
- •2. Взаимодействие процессов через переменные состояния. Пример приоритетного правила (12) – 157
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •Билет 13
- •1. Функции для работы с сигналами (13) – 70
- •Void (*sa_handler)(int);
- •Void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
- •Int sa_flags;
- •Int pause (void);
- •Наборы сигналов
- •Блокировка сигналов
- •Int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t, *oldset);
- •Int sigaсtion(int signo, const struct sigactoin *act, struct sigaction *oldact);
- •Void my_handler(int signo)
- •Void my_handler(int signo, siginfo_t *si, void ucontext )
- •2. Проблема тупиков. Алгоритм банкира (13)
- •3. Задача замещения при управлении виртуальной памятью, часовой алгоритм.
- •Билет 14
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •2. Задача взаимного исключения. Алгоритм Петерсона (14, 25) – 148
- •3.Распределение памяти. Система двойников.
- •Система двойников при распределении памяти.
- •Билет 15
- •1. Файловая система в ос unix ext2 (15) – 51
- •Организация файловой системы ext2
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 2 (2, 6, 15, 27) – 143
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •Билет 16
- •1.Каналы в ос unix (16) – 80
- •Int pipe(int fd[2]);
- •Int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode);
- •Размер канала и взоимодействие процессов при передаче данных
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 4 (1, 16, 18) – 146
- •3. Организация защиты в процессорах ia32
- •Билет 17
- •1. Процессы в ос unix, системные вызовы wait, exit (17) – 60, 63
- •Void _exit(int exit_code);
- •Void exit(int status);
- •Int atexit(void(*func)(void));
- •2. Монитороподобные средства синхронизации для решения задачи взаимного исключения (17) – 160
- •Механизм типа «условная критическая область»
- •3. Концепция виртуализации
- •Билет 18
- •1. Владельцы файлов. Права доступа к файлам. Атрибуты файлов
- •Атрибуты файла
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •Int chown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •Int lchown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 4 (1, 16, 18) – 146
- •3. Схемы распределения памяти
- •Билет 19
- •1. Взаимодействие процессов в ос unix, очереди сообщений (19) – 83
- •Int msgget (key_t key, int permflags);
- •Int msgsnd(int mqid, const void *message, size_t size, int flags);
- •Int msgrcv(int mqid, void *message, size_t size, long msg_type, int flags);
- •Int msgctl(int mqid, int command, struct msqid_ds *msq_stat);
- •2. Синхронизирующие примитивы. Решение задачи взаимного исключения с использованием семафоров (7, 8, 19, 20) - 152
- •3. Принципы построения ос (7, 19, 26) – 128
- •Билет 20
- •1 Взаимодействие процессов в ос unix с применением семафоров (20) – 93
- •V(sem) или signal (sem)
- •Int semget(key_t key, int nsems, int permflags);
- •Int semctl (int semid, int sem_num, int command, union semun ctl_arg);
- •Int semop(int semid, struct sembuf *op_array, size_t num_ops);
- •2. Применение общего семафора для решения задачи "производитель-потребитель" с неограниченным буфером.
- •3. Механизмы поддержки многозадачности в процессорах ia32 (20)
- •Билет 21
- •1. Работа с файлами в ос unix. Системные вызовы (21) – 25
- •Int open(const char *name, int flags);
- •Int open(const char *name, int flags, mode_l mode);
- •2. Применение двоичных семафоров для решения задачи "производитель-потребитель" (буфер неограниченный).
- •3. Страничная организация памяти в процессоре ia32
- •Билет 22
- •1. Взаимодействие процессов в ос unix. Разделяемая память (22) – 100
- •Int shmget(key_t key, size_t size, int permflags);
- •Void *shmat(int shmid, const void *daddr, int shmflags);
- •Int shmctl(int shmid, int command, struct shmid ds *shm_stat);
- •2. Применение семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» с неограниченным буфером. Решение «спящий парикмахер». (10, 22) – 155
- •3. Организация защиты в процессорах ia32
- •Билет 23
- •1. Процессы в ос unix. Типы процессов. (7, 23) – 56
- •2. Применение общих семафоров для решения задачи «производитель-потребитель» с ограниченным буфером (11, 23) – 157
- •3. Задача замещения при управлению виртуальной памятью, часовой алгоритм.
- •Билет 24
- •1. Понятие потока в ос unix. Создание потока, завершение потока (24) – 106
- •Int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *tattr,
- •Void*(*start_routine)(void *), void *arg);
- •Функция для завершения нити (потока) исполнения
- •Int pthread_join(thread_t tid, void **status);
- •Int pthread_detach(thread_t tid);
- •Досрочное завершение потока
- •Int pthread_cancel(pthread_t thread);
- •2. Синхронизирующие примитивы. Решение задачи взаимного исключения с использованием семафоров (7, 8, 19, 20, 24) - 152
- •3. Схемы распределения памяти (18, 24)
- •1. Процессы в ос unix. Порождение процесса (11, 25) – 57
- •2. Задача взаимного исключения. Алгоритм Петерсона
- •3. Виртуальная память. Задачи управления виртуальной памятью (11, 25)
- •Билет 26
- •1. Поток в ос unix. Синхронизация потоков, получение информации о потоке.
- •Int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void(*destructor)(void *));
- •Int pthread_setschedparam(pthread_t tid, int policy,
- •Int pthread_getschedparam(pthread_t tid, int policy, struct schedparam *param);
- •Int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *new, sigset_t *old);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 1 (4, 26) – 142
- •3. Принципы построения ос (7, 19, 26) – 128
- •Билет 27
- •1. Применение мьютексов при взаимодействии потоков в ос unix.
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 2 (2, 6, 15, 27) – 143
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •1. Применение блокировок чтения-записи при взаимодействии потоков в ос unix.
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 3 (3, 28) – 144
- •3. Особенности современных операционных систем (2, 28) – 122
- •Концепция ос на основе микроядра
- •Многопоточность
- •Cимметричная многопроцессорность.
- •Распределенные ос
2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Алгоритм Деккера (5) – 147
int flag[2], turn; begin integer С1,С2,очередь;
void P0() С1 := 1; С2 := 1; очередь := 1;
{ parbegin
while (1) процесс 1: begin А1: С1 := 0;
{ L1: if (С2 = 0) then begin
flag[0]=1; if (очередь = 1) then goto L1;
while (flag[1]) C1 := 1;
{ B1: if (очередь = 2) then goto B1;
if (turn==1) goto А1;
{ end;
flag[0]=0; критический интервал 1;
while (turn==1); очередь := 2;
flag[0]=1; С1 := 1;
} остаток цикла 1;
} goto А1;
критический интервал 1; end;
turn=1; процесс 2: begin А2: С2 := 0;
flag[0]=0; L2: if (С1 = 0) then begin
…. if (очередь = 2) then goto L2;
} C2 := 1;
} B2: if (очередь = 1) then goto B2;
void P1() goto А2;
{ end;
while (1) критический интервал 2;
{ очередь := 1;
flag[1]=1; С2 := 1;
while (flag[0]); остаток цикла 2;
{ goto А2;
if (turn==0) end;
{ parend;
flag[1]=0; end;
while (turn==0);
flag[1]=1;
}
}
критический интервал 2;
turn=0;
flag[1]=0;
….
}
}
void main()
{
flag[0]=0;
flag[1]=0;
turn=1;
parbegin(P0,P1);}
3. Понятие процесса, модели процессов (5) – 132
Процесс – это система действий, реализующая определенную функцию в вычислительной системе и оформленная так, что управляющая программа вычислительной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования.
Ресурс – средство вычислительной системы, которое может выделить процесс на определенный интервал времени. В общем смысле понимается некоторый запас материальных предметов либо энергетических, структурных или каких-либо других характеристик предмета в составе некоторого объекта.
Модель процесса с двумя составляющими
Первым из задач ОС является выполнение управления процесса. Для этого необходимо определить схему перед процессом и выделить им ресурсов. Выполнение этих функций базируется на описании ожидаемого поведения процессов. Простейшая модель процессора состоит из двух состояний
С
оздав
новый процесс ОС фиксирует его в состояние
не выполняющем. Время от времени
выполняется процесс прерывания и
диспетчер процесса выбирает для
выполнения другой процесс. При этом
выполняемый процесс переходит в состояние
не выполняющегося, а один из ожидаемых
переходит в состояние выполняющегося.
Для реализации такой системы переключения
процессов необходим способ, с помощью
которого будет представляться процесс,
чтобы ОС могла следить за процессом. С
каждым процессом связывается определенная
информация, в которой описывается его
текущее состояние и размещение в памяти.
Невыполняющиеся процессы организовываются
в очередь.
Поведение
диспетчеризации предполагает, что
процесс, работа которого прервана,
переходит в очередь, ожидающую выполнения,
если же процесс завершен, он выходит из
системы. В любом случае диспетчер
выбирает следующий процесс для выполнения.
Создание процесса
Причинами создания является:
Новое пакетное задание. Готовясь принять на обработку новое задание, ОС считывает очередные команды управления заданием.
Вход в систему в интерактивном режиме, когда в систему с терминала подключается новый пользователь.
Создание ОС процесса нужной для работы некоторой служебной ОС может создать процесс, для выполнения некоторой операции.
Порождение одного процесса другим с целью структуризации программы или использования возможности параллельных вычислений, программа может создавать другие процессы.
Когда создается новый процесс ОС создает структуры данных, используемых при управлении этим процессом и размещаемых в адресе пространства в основной памяти для процесса.
Завершение процесса
Причин завершения достаточно много:
обычное завершение (процесс вызывает exit);
превышение лимита времени, отведенного программе;
недостаточный объем памяти;
выход за пределы отведенной области памяти;
ошибка защиты;
арифметическая ошибка (деление на ноль, переполнение);
изменение ожидания;
ошибка ввода/вывода;
неверная команда (счетчик команд переключается на счетчик данных);
команда с недопустимыми привилегиями;
непрерывное использование данных (часть данных или не инициализирована, или другого типа);
вмешательство оператора или ОС;
завершение родительского процесса;
запрос со стороны родительского процесса.
Модель процесса с пятью состояниями
Для процесса при выполнении на центральном процессоре можно выделить следующие характерные отдельные состояния.
К
огда
процесс появляется в системе, ОС
определяет новый процесс в два этапа:
Присвоение процессу идентификатора и формирование всех таблиц, необходимых процессу. Этот промежуток времени соответствует состоянию «новый»;
Р
аспределение памяти под процесс, подготовка его к выполнению, т.е. перевод в состояние, «готовый к выполнению».
Переход из «новый» в «готовый». ОС осуществляет переход, когда будет готова к обработке дополнительных процессов. В большинстве систем существует ограничение на количество выполняющихся процессов или на объем виртуальной памяти.
П
ереход
из «готовый» в «выполняющийся».
Происходит, когда ОС выбирает новый
процесс для запуска. Выбирается один
из процессов, находящихся в состоянии
«готовый», в соответствии с какой-то
дисциплиной обслуживания.
Переход из «выполняющийся» в «готовый». Чаще всего происходит, когда процесс отрабатывает максимальный промежуток времени, отведенный для непрерывной работы одного процесса.
Переход из «выполняющийся» в «блокированный». Процесс переводится в заблокированное состояние, если для продолжения его работы требуется какое-либо событие. Например, процесс может запросить какой-либо ресурс, который временно недоступен или требуется выполнить какое-либо действие, необходимое для продолжения работы процесса, например, операцию ввода-вывода.
Переход «заблокированный» - «готовый». Осуществляется, когда происходит ожидаемое событие.
Переход из «выполняющийся» в «завершающийся». Выполняется тогда, когда процесс сигнализирует об окончании своей работы, или ОС прекращает его выполнение в силу каких-то причин. При этом ОС освобождает аппаратные ресурсы, использующиеся процессором, но сохраняет часть таблиц и информацию, связанную с процессом так, что другие программы могут получить сведения о причинах его завершения. После извлечения этой информации процесс полностью удаляется из системы.