25. Страничная модель управления памятью: многоуровневые таблицы страниц, буферы быстрого преобразования адресов, инвертированные таблицы страниц.

Так как число входов в одной таблице ограничено размером входа и размером страницы, используется многоуровневая организация таблиц, часто 2 или 3 уровня, иногда 4 уровня (для 64-х разрядных архитектур). В случае 2 уровней используется «директория» страниц, имеющая в себе входы, указывающие на физические адреса таблиц страниц. Таблицы содержат в себе входы, указывающие уже на страницы данных. В случае 3 уровней возникает еще и супер-директория, содержащая в себе входы, указывающие на несколько директорий. Старшие биты виртуального адреса понимаются как номер входа в директорию, средние — как номер входа в таблицу, младшие (адрес внутри страницы) попадают в физический адрес без трансляции. Формат входов таблиц, их размер, размер страницы и организация таблиц зависит от типа процессора, а иногда и от режима его работы.

26. Понятие процесса. Контекст процесса. Переключение процессов. Состояния процессов и возможные переходы между ними

Процесс- это компьютерная программа, находящаяся в стадии выполнения на компьютерной системе, способная выполнять несколько компьютерных программ параллельно. то есть это программа, способная выполнять несколько программ? При запуске процесса ему предоставляются предопределенные стандартные потоки.

Контекст процесса- это состояние процесса. Включает в себя всю информацию нужную ОС для управления процессами и процессору для его выполнения. Данные, характеризующие это состояние, включают в себя содержимое различных регистров процессора, таких как программный счетчик и регистры данных, приоритет процесса и сведения о том, находится ли данный процесс в состоянии ожидания. В любой момент времени процесс полностью описывается своим контекстом, который состоит из регистровой , системной и пользовательских частей.

Переключение процессов.

Деятельность мультипрограммной ОС состоит из цепочек, выполняющихся над различными процессами, и сопровождающихся переключением процессов с одного на другой. Для корректного переключения процессов с одного на другой необходимо сохранить контекст исполнявшегося процесса и восстановить контекст процесса, на котором будет переключен процессор. Такая процедура сохранения и восстановления работоспособности процесса- переключение контекста.

Состояние процессов и возможные переходы между ними.

Процессы могут находиться в пяти основных состояниях:

Рождение/Создание

Готовность

Исполнение

Ожидание

5. Завершение исполнения.

Процесс, находящийся в состоянии «процесс исполняется» через некоторое время может быть завершен ОС или приостановлен. И снова приведен в состояние «процесс не исполняется». Приостановка процессов происходит по 2м причинам: для его дальнейшей работы потребуется какое то событие (завершение операции ввода- вывода) или истек временной интервал, отведенный ОС для работы этого процесса.

27. Планирование процессов. Требования к алгоритмам планирования, необходимые свойства алгоритмов планирования. Вытесняющее и не вытесняющее планирование.

Планирование необходимо для того, чтобы организовать наиболее производительную работу многозадачной, многопользовательской ОС. В однозадачный однопользовательских ОС , ОСистемой не ведется никакого планирования запуска на выполнения отдельных процессов. Все задачи планирования в этом случи выполняет пользователь, работающий за однозадачной однопользовательской ОС. Однако для многозадачных многопользовательских ОС (UNIX) есть необходимость в таком планировании, т.к. в очереди на выполнение обычно стоят большое количество различных процессов. Планирование проявляется так же в выделении различных приоритетов, объема ОП, количество выделяемых ресурсов и процессорного времени, предоставляемого отдельным процессам.

Для всех ОС соблюдается следующие принципы планирования:

Предоставление каждому процессу справедливого (одинакового) количество процессорного времени.

Производится принудительное выполнение политики приоритетов выполняющихся процессов.

Планирование производится таким образом чтобы поддерживался максимальный баланс занятости системы. Например: в очереди на выполнение имеются 4 процесса, 2 из которых требуют значительного количество работы устройств ввода вывода и малого количество процессорного времени, а 2 других процесса требуют большого количество процессорного времени и малого времени работы устройств ввода вывода. Все процессы будут выполнятся значительно скорее если они будут запускаться попарно: процесс требующий большого количество работы устройств ввода вывода и малого количество времени процессора, а так же процесс требующий большого количество процессорного времени и малого времени работы устройств ввода вывода.

Для ОС пакетной обработки данных кроме того используются следующие критерии планирования:

Максимальная пропускная способность ЭВМ в целом.

Максимальное использование процессора.

Минимальное время выполнения одного задания (процесса).

Для интерактивных ОС при планировании ведется учет того, что ОС должна обладать минимальным временем отклика на запрос пользователя.

Кроме того в этом случи ОС должна уметь настраиваться под пожелания отдельных пользователей.

Для ОС реального времени при планировании должно обеспечиваться окончание работы процесса к заданному времени для предотвращения потери данных, исключения возможных взаимоблокировок процессов, предсказуемости поведения ОС.