рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Материалы к аттестации по операционным системам

Материалы к аттестации по операционным системам - раздел Философия, Материалы К Аттестации По Операционным Системам...

Материалы к аттестации по операционным системам

(дополнение к пособиям [1, 2], осень 2012)

 

Требования ГОС к обязательному минимуму содержания

 

ОПД Ф.09 Операционные системы: 140 час.

Назначение и функции операционных систем (ОС). Мультипрограммирование. Режим реального времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и…  

Краткий конспект содержания дисциплины

 

Назначение и функции операционных систем (ОС) [1 c. 21 – 26; 2 разд. 3.1]

 

Операционная система – комплекс программ, управляющий устройствами вычислитель­ной системы и обеспечивающий выполнение всех остальных программ и их взаимодейст­вие с аппаратурой, другими программами и пользователями.

Более точно, ОС – это комплекс программных средств (программ и микропрограмм), управляющий аппаратными, информационными и программными ресурсами для выполнения программных процессов и обеспечивающий взаимодействие процессов с аппаратурой, другими процессами и пользователями.

Для разных ОС характерно большое разнообразие понятий и терминологии, усугубляемое при переводе на русский язык.

Основные функции ОС.

· Организация пользовательского интерфейса: прием, обработка и выполнение заданий, команд и указаний конечных пользователей (операторов).

· Управление процессами (выполнением программ): создание, выполнение, завершение и уничтожение процессов, управление их взаимодействием, в том числе совместным использованием ресурсов операционной системы.

· Поддержка программных библиотек – хранение, поиск и загрузка в оперативную память подлежащих исполнению программ.

· Организация программного интерфейса: прием и исполнение системных вызовов – обращений программ к услугам операционной системы.

· Управление памятью: организация работы всех видов реальной и виртуальной памяти; учет свободных и занятых участков памяти и размещение в ней программ и данных.

· Управление устройствами: процессорами, периферийными устройствами, накопителями; организация и размещение данных в накопителях, выполнение операций ввода-вывода.

· Управление данными (файловая система): организация и доступ к данным в файлах; создание, уничтожение, хранение, копирование, перемещение и другие операции с файлами.

· Обеспечение работы СУБД – систем управления базами данных.

· Обеспечение работы инструментальных систем для разработки ПО.

· Обеспечение надежности и безопасности: защита устройств компьютера, операционной системы и программ от вредного влияния других программ; обеспечение сохранности и секретности данных и регулирование прав доступа к ним; сохранение работоспособности вычислительной системы при сбоях и отказах оборудования, ошибочных действиях людей, в случае аварий; защита окружающей среды.

Мультипрограммирование = многозадачность [1 c. 22 – 26; 2 разд. 3.2]

 

Появление в аппаратуре ЭВМ системы прерываний обеспечило возможность одновременной работы устройств компьютера, и в начале 60-х годов появились мультипрограммные (многозадачные) ОС. В режиме мультипрограммирования в оперативной памяти находится несколько программ (процессов, задач). Когда программа выполняет операцию ввода-вывода, центральный процессор запускает соответствующее устройство, а сам переключается на выполнение другой программы. Пока процессор выполняет команды одной программы, другие программы могут работать с устройствами ввода-вывода. По завершении ввода-вывода устройство прерывает работу процессора, и ОС выбирает, какой процесс продолжать. При этом минимизируется простой оборудования.

 

Многопользовательский режим работы = режим разделения времени

 

В 60-е годы появились операционные системы с разделением времени (СРВ), обеспечивающие диалог многих пользователей с одной ЭВМ через терминалы (дисплеи). В режиме разделения времени ОС выделяет квантами (порциями) процессорное время по очереди разным терминалам, подобно гроссмейстеру в сеансе одновременной игры со многими шахматистам. Главный показатель – время ответа (отклика). Пользователи вновь ведут диалог с компьютером, которого не было при пакетной обработке. Для уменьшения простоев при падении интенсивности диалога ОС может совмещать разделение времени с фоновой пакетной обработкой.

 

Режим работы и ОС реального времени

 

ОС реального времени обеспечивают взаимодействие с внешними по отношению к ЭВМ процессами в темпе протекания этих процессов. Они используются для управления технологическими процессами производства, военными системами, транспортом и т. п. и должны быстро реагировать на происходящие в них события.

 

Универсальные операционные системы и ОС специального назначения

Универсальная ОС (ОС общего назначения) предназначена для широкого круга пользователей компьютера определенного типа. ОС специального назначения используется для узкого круга задач или для… Некоторые ОС, например, знаменитая OS/360 (IBM, 1965) для семейства программно совместимых ЭВМ IBM/360,…

Структура контекста процесса

Контекст (выполнения) процесса – то же, что и состояние процесса – вся информация, необходимая ОС для перевода в состояние выполнения и управления выполнением процесса: содержимое регистров процессора (включая счетчик команд), состояние процесса и т. п.

Идентификатор и дескриптор процесса

 

Для каждого процесса создается дескриптор процесса (блок управления процессом – PCB) – структура данных с необходимой для ОС информацией о процессе: целочисленный идентификатор процесса – PID, состояние (процесс выполняется, готов или блокирован); приоритет процесса; полномочия – перечень доступных ему ресурсов; указатели на создавший его родительский процесс и созданные им («дочерние») процессы-потомки: указатели данных и команд процесса; указатели выделенных процессу ресурсов (файлов, программ и др.), доступных процессу объектов ядра и т.п.; а также контекст выполнения – содержимое регистров процессора с указателями на адресное пространство процесса (включая счетчик команд), необходимое для перевода процесса в состояние выполнения.

 

Иерархия процессов

При порождении процессов создается иерархическая (древовидная) структура процессов, в которой родительский процесс может порождать несколько… Диспетчеризация и синхронизация процессов [1 c. 30 – 39, 104–110; 2 разд.…  

Понятие приоритета и очереди процессов

 

В каждый момент центральный процессор исполняет команды не более одного (активного) процесса, остальные процессы находятся в очереди в состоянии ожидания. Для учета важности и срочности процессам присваивают приоритеты. Для каждого значения приоритета может создаваться своя очередь процессов.

 

 

Средства обработки сигналов

Сигнал – это программное прерывание, уведомляющее процесс о наступлении определенного события. Процесс может игнорировать либо маскировать сигнал –… Сигнал – одно из средств взаимодействия (коммуникации, синхронизации)…  

Способы реализации мультипрограммирования

  Прерывание (interrupt – прерывать) – аппаратный сигнал, заставляющий ЭВМ… Появление в компьютерах системы прерываний обеспечило:

Многопроцессорный режим работы

 

В многопроцессорных системах ОС обеспечивает распределение работы между несколькими процессорами единого вычислительного комплекса, работающими независимо или взаимодействующими через общую память.

 

Управление памятью [1 c. 39 – 41; 2 разд. 3.5]

Совместное использование памяти

Защита памяти

Механизм реализации виртуальной памяти

Сегментация виртуального адресного пространства процесса

Стратегия подкачки страниц

Операционная система управляет реальной (физической) и виртуальной памятью. Реальная память имеет иерархическую структуру, распадаясь на несколько… Центральный процессор работает с программами и данными в оперативной памяти.… Разработано много методов распределения реальной памяти между процессами и при выполнении отдельного процесса.

Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа

ОС обеспечивает надежность и безопасность: защиту устройств компьютера, операционной системы и программ от вредного влияния других программ;… Злонамеренное ПО (Malicious software) включает вирусы, троянских коней,… Вирус – секретная (недокументированная и скрывающая свое присутствие) подпрограмма, внедренная в обычную (полезную)…

Словарь

Адресное пространство – диапазон адресов, доступный программе (процессу или потоку).

Виртуальный – обозначает не имеющий физического воплощения или воспринимаемый иначе, чем реализован; нереальный, несуществующий объект, воспринимаемый как реальный, иначе говоря, имитируемый программным способом. Его синонимы: абстрактный, логический.

Дескриптор = описатель (лат.) – термин многозначный в разных ОС и разных переводах на русский язык: может быть всего лишь целым числом – логическим номером некоторого объекта или сложной структурой данных, содержащей, например, всю информацию для ОС о процессе или файле.

Диспетчеризация (dispatching) – выделение процессорного времени – планирование процессов/потоков.

Задание (job) – объединение в группу нескольких процессов.

Контекст потока – содержимое регистров процессора, включая счетчик команд.

Контекст (выполнения) процесса (= состояние процесса) – вся информация, необходимая ОС для управления выполнением процесса: содержимое регистров процессора, включая счетчик команд; состояние процесса: выполняется, готов, блокирован и т. п.

Кэш, кэш-память (cache memory) – быстрая, а поэтому дорогая и небольшая память – буфер между процессором и основной памятью. Содержит копию часто используемых данных основной памяти для ускорения доступа к ним.

Кэширование – ускорение доступа к часто используемым данным некоторой основной памяти путем их буферизации – копирования в более быструю, а поэтому дорогую кэш-память (кэш) меньшей емкости. Для оперативной памяти кэш-памятью служит сверхоперативная память малой емкости. Для диска кэш-памятью может служить область оперативной памяти.

Кэш-попадание (cache hit) – обращение к данным, находящимся в кэше (ускорение удалось: обошлись без обращения к основной памяти).

Кэш-промах (cache miss) – обращение к данным, отсутствующим в кэше (ускорение не удалось: придется обращаться к основной памяти).

Планирование (процессов) (process scheduling) – определение, какой процесс (или поток) и на какой период получит процессорное время.

Планирование долгосрочное (на верхнем уровне) – решение о допуске нового процесса (или задания) в систему для выполнения.

Планирование среднесрочное (на промежуточном уровне) – часть свопинга: решение о полном или частичном помещении процесса в основную память для начала конкуренции за процессорное время.

Планирование краткосрочное (на нижнем уровне) – определение процесса (или потока), который получит процессорное время.

Поток (управления, управляющий, выполняемый) (thread – нить, тред) – логический объект; описывающий последовательность команд, выполняемых независимо (параллельно) с другими потоками того же процесса; самостоятельный потребитель времени процессора в едином адресном пространстве и с общими ресурсами для всех потоков своего процесса.

Поток (данных) (stream – поток) – последовательность данных или команд, передаваемых процессору; входной или выходной последовательный файл.

Поток пользователя – поток, выполняемый как одна из параллельный ветвей в едином адресном пространстве (контексте выполнения) пользовательского процесса.

Поток ядрапоток, выполняемый в ядре ОС.

Прерываниеаппаратный сигнал о наступлении определенного события, заставляющий процессор выполнить соответствующую программу – обработчик прерывания.

Прозрачный обозначает реально существующий, но не воспринимаемый пользователем или программой, скрытый от них объект, поскольку он сохраняет интерфейс, существовавший в его отсутствие.

Протокол (protocol) – набор правил взаимодействия двух логических объектов.

Процесс (process) – логический объект в ОС; описывающий программу в стадии выполнения.

Сегмент – в виртуальной памяти блок данных переменной длины, возможно, динамически изменяемой.

Свопинг (swapping) – обмен данных сегментами или страницами (блоками переменной или фиксированной длины) между оперативной памятью и диском.

Семафор – объект для синхронизации процессов – решения проблемы взаимоисключения.

Сигналпрограммное прерывание, уведомляющее программу (процесс) о наступлении определенного события.

Синхронизация – согласование действий по времени.

Событие (event object) (Windows XP) – объект ядра типа событие для синхронизации потоков одного или разных процессов, переводимый программой в сигнальное состояние при наступлении определенного события.

Спулинг (spooling) – ввод/вывод с буферизацией: использование буфера на диске для снижения задержек при передаче данных между периферийным устройством и процессором.

Страница – в виртуальной памяти блок данных фиксированной длины, передаваемый как единое целое.

 

 

Литература

 

[1] Хохлов Д. Г., Захарова З. Х. Операционные системы: Учебное пособие. – Казань: Мастер Лайн, 2010. 155 с.

[2] Хохлов Д. Г., Захарова З. Х. Введение в системное программирование: Учебное пособие. – Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2005. 163 с.

[3] Дейтел Х. М. и др. Операционные системы. Основы и принципы: Третье издание. – М.: ООО «Бином-Пресс», 2006 г. 1024 с.

[4] Дейтел Х. М. и др. Операционные системы. Распределенные системы, сети, безопасность: Третье издание. – М.: ООО «Бином-Пресс», 2006 г. 704 с.

[5] Столлингс В. Операционные системы, 4-е издание. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. 848 с.

 

– Конец работы –

Используемые теги: Материалы, Аттестации, Операционным, системам0.076

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Материалы к аттестации по операционным системам

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Лекция 1. Тема: Операционная система. Определение. Уровни операционной системы. Функции операционных систем. 1. Понятие операционной системы
Понятие операционной системы... Причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в... Операционная система ОС это программное обеспечение которое реализует связь между прикладными программами и...

Материалы к аттестации по операционным системам
дополнение к пособиям осень... Требования ГОС к обязательному минимуму содержания...

Семестровая работа по операционным системам
Содержание... Назовите варианты организации RAID массивов Нужно ли бороться с фрагментацией памяти Какие методы для этого существуют...

ТВЕРДЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. ЭЛАСТИЧЕСКИЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
I ТВЕРДЫЕ ОТТИСКНЫЕ МАТЕРИАЛЫ стр... Гипс... Дентол Репин...

КРАТКИЙ КУРС СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 1.1. Задачи и методы сопротивления материалов
КРАТКИЙ КУРС СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ... Часть Глава ВВЕДЕНИЕ...

Основные приемы поиска материала и виды вспомогательных материалов
Говорят, ораторами не рождаются, ораторами становятся. Вместе с тем ораторский успех во многом зависит от эффективности работы над содержанием… Из чего же конкретно складывается содержание публичного выступления? Что для… Нелишне будет знать и использовать классическую схему ораторского искусства.

Контрольно - измерительные материалы итоговой аттестации по дисциплине Введение в специальность Перечень заданий
по дисциплине Введение в специальность... Перечень заданий Тема Общая характеристика теории и... Литература...

Несанкционированный доступ к терминалам серверов с операционными системами семейства UNIX
Л. Кэрролл. Алиса в стране чудес В данном отчете мы попытаемся выявить дыры и изъяны локальной компьютерной сети ЛГТУ LSTU в целом и в частности… Сразу предупреждаю, что на практике не использовалось ни каких деструктивных… При этом все управляющие сообщения и данные, пересылаемые между объектами распределенной вычислительной системы,…

Введение в операционные системы. Определение, назначение, состав и функции операционных систем
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕРВИСА...

Использование аутентичных материалов для формирования произноси-тельных навыков и обучения аудированию (на материале песен, стихов, рифмовок.)
В частности, практическая цель обучения трансформировалась следующим образом: обучение ино-странному языку - обучение иноязычной речи - обучение… Однако, основным противоречием современного этапа можно считать тот факт, что… Безусловно, сама проблема далеко не нова в то же время как межкультурный подход, в основе которого лежит концепт…

0.037
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам