Управление процессами

№1

Управление процессами.

Во время работы процесс может находиться в одном из трех состояний:… Когда ОС переключает ЦП с процесса на процесс, она использует области сохранения регистров данных процессов, чтобы…

Операции над процессами.

ОС должна иметь возможность выполнять определенные операции над процессами:

• создание процесса
• уничтожение
• возобновление
• изменение приоритета
• блокирование
• пробуждение
• запуск

1. Создание нового процесса состоит из нескольких подопераций:
• присвоение имени
• включение этого имени в список имен процессов, известных ОС
• присвоение начального приоритета
• формирование БУП
• выделение процессу начальных ресурсов

Новый процесс может породить дочерние процессы.

1. Уничтожение процесса - удаление его из системы. Ресурсы, выделенные ему, возвращаются ОС, а имя стирается из всех системных списков и таблиц, БУП освобождается, но не удаляется.
   При удалении родительского процесса в одних ОС удаляются и дочерние процессы, в других - они работают самостоятельно.
2. Возобновление - операция подготовки процесса к повторному запуску с той точки, в которой он был приостановлен (БУП, область сохранения регистров).
3. Изменение приоритета - это изменение значения приоритета в БУП.

Прерывания в ОС.
Прерывание - это событие, при котором меняется нормальная последовательность команд, выполняемых ЦП.
Если произошло прерывание, то:

1. Управление передается ОС
2. ОС запоминает состояние прерванного процесса
3. ОС анализирует тип прерывания и передает управление соответствующей программе по обработке данного типа прерывания.

 

№3

Ядро ОС.

Когда ядро обрабатывает текущее прерывание, оно запрещает другие прерывания и…  

Параллельные процессы в ОС.

Правила работы процесса в своем критическом участке: Процесс не может… 1.6. Семафоры в ОС.

Семафоры в ОС.

Даны 2 процесса: "производитель" и "потребитель".… Чтобы этого не допустить в ОС работают семафоры как для "производителя", так и для…

Тупики в ОС.

Пусть имеются 2 процесса A и B, которым перед началом работы предоставлены… Правила предотвращения тупиков в ОС: Прежде чем процесс начнет свою работу, ему должны быть предоставлены все…

Управление памятью.

Иерархия памяти. Чтобы программы можно было выполнять, они должны находиться в основной памяти, а программы и данные, которые в настоящий момент не… Иерархическая организация памяти:

Дисковая операционная система (MS-DOS).

  Команда Описание COPY CON имя_файла создние файла DEL имя_файла удаление REN…   Команды работы с каталогами:

Начальные сведения о DOS

Операционная система - это программа или группа программ, которые обеспечивают Вам и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с… Для каждого типа компьютера возможно использование нескольких типов… Операционные системы играют роль посредника между компьютером и пользователем. Однако прямое использование команд…

Однозадачные ОС для ПЭВМ.

Назначение, возможности, состав, характеристики MS-DOS. MS-DOS является однопрограммной системой, но имеет и некоторые элементы многопрограммности.… Недостатки: Полное отсутствие средств защиты от несанкционированного …  

Состав MS-DOS.

Для реализации этих функций базовая система ввода/вывода включает в себя программы тестирования оборудования компьютера, программу начальной… Следовательно, драйвер - промежуточное звено между выполняемой программой и… Модуль расширения BIOS хранится на системном диске в виде файла с именем io.sys и является неотъемлемой частью…

Разделы диска. Организация FAT.

Каждый диск или раздел жесткого диска разбивается на 4 области:

1. Резервируемая область.
2. Область FAT.
3. Область корневого каталога ().
4. Область файлов и подкаталогов пользователя.

FAT (таблица распределения файлов) - отображает использование всего дискового пространства в области файлов и подкаталогов (4), включая пространство, занятое файлами, свободное пространство и неиспользуемое пространство. В любом диске имеется 2 копии таблицы FAT на случай повреждения первой. Размер FAT зависит от объема диска.
Кластер - минимальная единица распределения дискового пространства, выдаваемая под запись файла.
Пространство, принадлежащее файлу отображается в виде цепочки из номеров кластеров, отданных под запись этого файла, цепочка хранится в FAT. Она указывает на следующую запись в цепочке. Когда создается или расширяется файл, DOS выделяет кластеры файлу с помощью поиска в FAT неиспользуемых кластеров и включает их в цепочку, и наоборот, когда размер файла сокращается, DOS освобождает кластеры, выделенные ранее файлу, путем обнуления соответствующих записей в FAT.
Удаленный файл можно восстановить до тех пор, пока его кластеры не будут отданы под запись другого файла.
Возможные значения в записях FAT:

• 0 - свободный кластер
• FFF0 - FFF6 - кластер зарезервирован
• FFF7 - дефектный кластер
• FFF8 - FFFH - последний кластер файла.

Все остальные значения говорят, что кластер занят под файл.
Корневой каталог - самый главный каталог на диске и используется в качестве оглавления, где определяется каждый файл и подкаталог пользователя на диске. Создается программой format и обозначается "".
Фрагментация файлов возникает в результате модификации файловой структуры. Фрагментация увеличивает время доступа к файлу и уменьшает производительность компьютера. Для того, чтобы устранить фрагментацию используются специальные программы (например, Defrag), которые перемещают файлы и каталоги и дефрагментируют их.
Логические и физические дефекты диска (файловой структуры).

1. Логические дефекты связаны с повреждением файловой структуры или компонентов в системной области диска. Они возникают из-за сбоев оборудования, внезапного выключения компьютера или ошибок программ. Логические дефекты ведут к:
• захламлению дискового пространства, т.е. когда кластеры заняты, но из каталогов недоступны
• невозможности доступа к файловой структуре или диску в целом
• взаимовлиянию файлов, т.е. когда файлы имеют общий кластер
2. Физические дефекты возникают из-за механических повреждений или старения магнитного диска. В результате чего сектора диска перестают читаться. Кластер, содержащий дефектный сектор объявляется дефектным и чтению не подлежит.
   Физические дефекты приводят к невозможности доступа к фрагментам файловой структуры или к диску в целом.
   Для устранения логических дефектов диска предназначена программа Scandisk. Ее функции:
• тестирование на дефекты
• устранение логических дефектов на диске
• проверка файловой структуры диска (FAT)
• формирование отчета о состоянии диска

Форматирование диска (FORMAT) бывает трех видов:

1. Безусловное.
   format A: /U
   Действия:
• разбивка дискеты на сектора
• тестирование на наличие дефектных секторов
• создание двух копий FAT
• регистрация дефектных секторов
• формирование пустого корневого каталога

Это форматирование используется для полного уничтожения данных с дискеты.

1. Безопасное.
   format A:
   Действия:
• тестирование поверхности диска на наличие дефектных секторов без перезаписи содержимого
• сохранение на диске содержимого FAT и корневого каталога (они помещаются в последний кластер дискеты)
• забивка FAT нулями
• очистка корневого каталога
2. Быстрое.
   format A: /Q
   Действия:
• производится инициализация системной области с предварительным сохранением

2.4. Типы памяти.

1. Стандартная память (CMA)
2. Верхняя память (UMA)
3. Расширенная память (XMA)

Отображаемая память (EMS) предложена фирмой Microsoft и размещается в области расширенной памяти. Доступ к ней осуществляется через окно в верхней памяти (4 Кб).
Высокая память располагается выше 1 Мб и ее размер - 64 Кб. В эту область загружаются модули DOS для освобождения места в стандартной памяти.
Команда MEM отображает сведения о распределении памяти и может использоваться с ключами [/C], [/F], [/P].

• MEM /P - постраничный вывод следующей информации:
  
  
• MEM /C - обеспечивает выдачу на экран:
• списка программных модулей с указанием их размерности
• расширенного отчета о статусе памяти

• MEM /F - служит для отображения:
• списка свободных блоков стандартной памяти
• суммарного размера свободных блоков в стандартной памяти

2.5. Архиваторы.

Необходимость архивации файлов.
При эксплуатации компьютера по самым разным причинам возможна порча или потеря информации на дисках. Это может произойти из-за физической порчи магнитного диска, неправильной корректировки или случайного уничтожения файлов, разрушения информации компьютерным вирусом и т.д.
Для того, чтобы уменьшить потери в таких, случаях следует иметь архивные копии используемых файлов и систематически их обновлять.
Для копирования файлов можно использовать команду Copy, но при этом архивные копии будут занимать столько же места, сколько и исходные файлы => для копирования потребуется n-ое количество дисков, что приводит к запутыванию. Поэтому для создания архивов используются специальные программы - архиваторы, которые позволяют за счет применения специальных методов сжатия информации создавать копии файлов меньшего размера и объединять копии нескольких файлов в один, архивный файл.
Различными разработчиками были созданы специальные программы для упаковки файлов (WinRar, WinZip).
Различные программы-архиваторы отличаются друг от друга:

1. Скоростью работы.
2. Степенью сжатия.
3. Интерфейсом.

2.6. Компьютерные вирусы, признаки поражения компьютера вирусами. Борьба с компьютерными вирусами (КВ).

Компьютерный вирус - это программа, которая способна создавать свои копии и внедрять их в различные объекты (ресурсы) компьютерных систем, сетей и т.д. без ведома пользователя. При этом копии сохраняют способность дальнейшего распространения.
Вирусы можно разделить на классы по следующим признакам:

1. По среде обитания вируса.
   Можно разделить на сетевые, файловые и загрузочные.
   Сетевые вирусы распространяются по компьютерной сети, файловые внедряются в выполняемые файлы, загрузочные - в загрузочный сектор диска (boot - сектор). Существуют сочетания: файлово-загрузочные вирусы, заражающие как файл, так и загрузочный сектор диска
2. По способу заражения среды обитания.
   Делятся на резидентные (внутренние) и нерезидентные (внешние). Резидентные вирусы при инфицировании компьютера оставляют в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращения ОС к объектам заражения и внедряется в них. Они находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.
3. По деструктивным возможностям (по действиям). Делятся на:
• безвредные, т.е. никак не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения размера оперативной памяти (ОП)).
• неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске и графическими, звуковыми и прочими эффектами.
• опасные вирусы. Могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера.
• очень опасные. Это вирусы, которые могут привести к потере программ, уничтожению данных, стереть необходимую для работы компьютера информацию.
4. По особенностям алгоритма вируса. Делятся на:
• компаньон вирусы. Это вирусы, не изменяющие файлы; они создают для exe-файлов, файлы-спутники, имеющие то же самое имя, но расширение com; вирус записывается в com-файл и при запуске такого файла DOS первым обнаружит и выполнит com-файл (вирус), который затем запустит и exe-файл.
• вирусы-черви. Распространяются в компьютерной сети. Они не изменяют файлы или сектора на дисках, но проникают в память компьютера из компьютеров сети, вычисляют сетевые адреса других компьютеров и рассылают по этим адресам свои копии.
• паразитические. Это вирусы, которые при распространении своих копий обязательно изменяют содержимое дисковых секторов или файлов.
• стелс-вирусы (невидимки) - весьма совершенные программы, которые перехватывают обращения DOS к пораженным файлам и "подставляют" вместо себя незараженные участки информации.
• полиморфик-вирусы (самошифрующиеся или вирусы-призраки) - это трудно обнаруживаемые вирусы.
• макровирусы. Используют возможности макроязыков, встроенных в системы обработки данных (Word, Excel, …).

Возможные симптомы вирусного поражения компьютера.

1. Замедление работы некоторых программ.
2. Увеличение размеров файлов, особенно выполняемых.
3. Появление не существующих ранее странных файлов.
4. Уменьшение объема доступной ОП.
5. Внезапно возникающие разнообразные видео и звуковые эффекты.

Как уберечься от КВ:

1. Обязательно делайте регулярное резервное копировании.
2. Покупайте дистрибутивные копии программного обеспечения у официальных продавцов.
3. Создайте системную дискету, запишите на нее антивирусную программу и защитите дискету от записи.
4. Периодически сохраняйте файлы, с которыми ведется работы на внешний носитель.
5. Проверяйте перед использованием все дискеты, не запускайте непроверенные файлы, в т.ч. полученные по компьютерной сети.
6. Ограничьте круг лиц, допущенных к работе на вашем компьютере.
7. Периодически проверяйте компьютер на наличие вирусов; при этом пользуйтесь свежими версиями антивирусных программ.

Модуль 3. Объектно-ориентированное программирование в Delphi.

№12

Типы памяти.

Отображаемая память (EMS) предложена фирмой Microsoft и размещается в области расширенной памяти. Доступ к ней осуществляется через окно в верхней… MEM /F - служит для отображения: списка свободных блоков стандартной…  

Архиваторы.

  №14

Компьютерные вирусы, признаки поражения компьютера вирусами. Борьба с компьютерными вирусами (КВ).

Возможные симптомы вирусного поражения компьютера. Замедление работы некоторых программ. Увеличение размеров файлов, особенно выполняемых. … Как уберечься от КВ: Обязательно делайте регулярное резервное …

Модуль 3. Объектно-ориентированное программирование в Delphi.

№15

Объектно-ориентированное программирование в Delphi.

№16

Требования и цели при разработке современных ОС.

Цели: Расширяемость, т.е. дополнить и модифицировать при изменении требований рынка. Переносимость, т.е. в соответствии с требованиями рынка…   №17

Модели, используемые при разработке ОС WinNT.

Клиент-серверная модель ОС. Клиент-сервер - это разделение ОС на несколько процессов, каждый из которых реализует один набор сервисов:…

Защищенные подсистемы.

WinNT - это защищенная ОС, требующая, чтобы у каждого пользователя была своя…  

Структура объектов (ресурсов).

Имя объекта делает его видимым другим процессам для совместного использования.… №20

Файловая система VFAT (виртуальная FAT).

Часть системы, которая используется для доступа к обычным дискам, называется VFAT. Она позволяет использовать длинные имена файлов (255 символов).… Функции ScanDisk: Собирает утерянные кластеры в отдельные файлы. … Defrag - дефрагментация файлов и файловой структуры. Кэширование дисков. Кэш - это область памяти, которая…

Начальная загрузка Windows.

После выполнения указанных шагов vmm загружает компоненты рабочего стола. После аппаратно-базированной части начальной загрузки появляется…   №22

Диспетчер виртуальной памяти.

Перемещение данных между памятью и диском было бы недопустимо медленным, если бы ДВП перемещал лишь по одному байту за один раз, поэтому ВАП… Задачи ДВП: Отображение виртуальных адресов в физические. Пересылка данных между ФАП и ЖМД. Обеспечение легкого…

Управление памятью в ОС Windows.

ДВП устанавливает двухфазный способ выделения памяти - это резервирование памяти (1), а затем ее передача (2). Зарезервированная память - это набор… Защита памяти. Существует 4 формы защиты памяти, которые используются в современных ОС: Отдельное адресное…