Основные действия операционной системы при управлении заданиями – программы функций, характеристика действий, конечный результат. 2. Способы реализации управления данными – подпрограммы ввода-вывода
Содержание
Оглавление
Содержание.
1. Основные действия операционной системы при управлении заданиями – программы функций, характеристика действий, конечный результат.
2. Способы реализации управления данными – подпрограммы ввода-вывода.
3. Понятие метода доступа (определение, состав).
4. Понятие буфера: методы отведения буферов и режимы передачи информации.
5. Способы организации данных и типы языков управления.
6. Понятие тупика, характеристика отношений, возникающих в системе.
7. Основная задача обнаружения тупика, основной способ определения состояния системы (редукция графа).
8. Факторы, обуславливающие сложность восстановления системы после тупика.
9. Главные стратегические принципы предотвращения тупиков (принципы J.W. Havendera).
10. Условия возникновения тупиков и основные направления исследования тупиков.
11. Предотвращение тупиков, обход тупиков.
12. Методы обнаружения тупиков и восстановления после тупиков.
13. Условие «ожидания дополнительных ресурсов » и его разрешение.
14. Условие неперераспределяемости ресурсов и его разрешение.
15. Условие «кругового ожидания » и его разрешение.
16. Понятие критической области и её значение для функционирования системы.
17. Описание формальной модели операционной системы.
18. Взаимосвязь ресурсов и процессов в многопроцессорной ЭВМ.
19. Базовые операции над графом ресурсов и процессов и правила преобразования.
20. Схемы работы ОС в различных режимах мультипрограммирования.
21. Понятие ОС ЮНИКС. Основные преимущества и недостатки.
22. Основные центральные идеи ОС ЮНИКС и их реализация.
23. Организация ввода-вывода в ОС ЮНИКС, характерные особенности.
24. Понятие конвейера, связь с в/в, фильтр.
25. Понятие процесса в ОС ЮНИКС, отличие от предыдущих ОС, утилиты.
26. Компоненты ОС: SCCS и MAKE.
27. Планирование в ОС ЮНИКС.
28. Файловая система ОС ЮНИКС: понятие, возможности, структурные особенности.
29. Структура файловой системы (на диске).
30. Ядро системы ЮНИКС – понятие и основные секции.
31. Идеология структуры ядра ОС ЮНИКС.
32. Генеалогия ОС ЮНИКС и основные этапы разработки.
33. Интерфейсы ОС ЮНИКС.
34. Определение и основные сведения об ОС LINUX..
35. Файловая система LINUX: организация, система работы и управления доступом к файлу.
36. Мультипрограммирование и мультиобработка – общее и особенное.
37. Основная цель операционной системы и критерии оптимизации.
38. Определение процесса и операции в иерархической операционной системе.
39. Отношения предшествования между процессами и развитие процесса в системе.
40. Понятие критической области.
41. Семафор, механизм синхронизации.
42. Компоненты ядра ОС ЮНИКС и структура программного обеспечения.
43. Утилиты ОС ЮНИКС.
44. Идеология структуры и базовый состав ядра ОС ЮНИКС.
1. Основные действия операционной системы при управлении заданиями – программы функций, характеристика действий, конечный результат.
Основные действия ОС при управлении заданиями: распределение устройств в/в, анализ потока заданий, общее планирование и управление установкой носителей. Для эффективной работы организуется буферная перезапись входных данных на устройства с прямым доступом. Программа управления заданиями создает из каждого пункта задания формальную задачу, которая поступает в распоряжение программы управления задачами. Этот пункт задания выходит из подчинения программы управления заданиями до завершения или аварийного прекращения.
Функции управления заданиями выполняет планировщик. Планировщик заданий состоит из управляющих программ, которые выполняют функции: интерпретацию, инициирование, окончание и запись. Главный планировщик необходим для обработки директив и вывода сообщения на экран. Планировщик заданий допускает как последовательное планирование, так и по приоритетам. Интерпретатор сразу просматривает все управляющие приложения. Инициатор распределяет устройства в/в, указывает какие физические тома определены. В случае планирования по приоритету задания выполняются не в той последовательности, в которой они поступают. управляющая информация, связанная с каждым заданием помещается в очередь. Очередь позволяет системе учитывать приоритеты заданий и задержки, возникающие из-за несвоевременного в/в. Для обработки управляющей информации система создает интерпретатор ввода. Он обращается к супервизору для передачи управления в программу, которая была сформирована в пункте задания. После завершения пункта задания терминатор удаляет описание работы из таблиц управляющей программы, освобождает устройство в/в.
2. Способы реализации управления данными – подпрограммы ввода-вывода.
Система управления данными должна осуществлять хранение и поиск данных, должна работать с различными типами устройств. Идеальная система должна организовывать хранение и в/в данных для любого устройства. В системе должны быть реализованы различные возможности управления данными: компиляция, интерпретация, генерация подпрограмм вв.
Компиляция. Программы помещаются в программу пользователя при компиляции и в этом случае редактирование программ производить не надо, т.к. компиляция выдает программу, полностью готовую к выполнению. Компиляция сталкивается с необходимостью учета массы конкретных деталей, а скомпилированная программа может оказаться неработоспособной из-за внешних изменений, влияющих на функции в/в.
Интерпретация. Эти недостатки заставили разработчиков заготовить совокупность «пакетов» программ в/в, которые подкачиваются к программе пользователя на стадии загрузки, а не на стадии компиляции. Предназначенные для выполнения в режиме интерпретации эти подпрограммы позволяли значительно меньше учитывать специфику устройств вода вывода. Они допускают изменение в организации в/в без повторной трансляции исходной программы, однако интерпретация понижает эффективность системы, ограничивает её сложность и возможности расширения.
Генерация. Средства управления данными могут подключаться не во время загрузки программы. Они сшиваются программой и настраиваются в соответствии с текущими потребностями непосредственно в ходе выполнения программы каждый раз, когда в программе пользователя стоит макрокоманда, открывающая файл. Программы доступа к данным принадлежат к классу параллельно используемых программ, что означает, что разные задачи, если им потребуются одинаковые подпрограммы, могут их использовать совместно. Поскольку подпрограмма не интерпретируется, они могут быть высокоспециализированными и компактными. Программа выбирает один из методов доступа и выдаёт запросы на выполнение операций в/в путём использования соответствующих макросредств. Типы устройств, типы буферизации, распределения данных определяются в дальнейшем с помощью оператора управления данных, помещённых в поток заданий.
Понятие метода доступа (определение, состав).
Способы организации данных. Файл большой операционной системы может иметь один из 5 возможных способов… Индексно последовательная (Indexed Sequential) организация. Расположение записей в памяти соответствует их ключам –…Способы организации данных и типы языков управления.
Файл большой операционной системы может иметь один из 5 возможных способов организации. Классификация построена на различиях в методах поиска.… Индексно последовательная (Indexed Sequential) организация. Расположение… Прямая организация (Directed). Похожа на организацию по ключам, но в этом случае индексные таблицы отсутствуют, и…Понятие тупика, характеристика отношений, возникающих в системе.
Тупиковая ситуация является следствием того, что один или более процессов находятся в состоянии тупика. Обнаружение тупика – это установление факта того что возникла тупиковая… Применение алгоритмов обнаружения тупиков сопряжено с определёнными дополнительными затратами машинного времени.…Основная задача обнаружения тупика, основной способ определения состояния системы (редукция графа).
Задача механизма обнаружения тупиков – определить, не возникла ли в системе тупиковая ситуация. Одним из способов обнаружения тупиков является приведение, или «редукция» графа. Это позволяет определить процессы, которые могут завершиться и процессы , которые будут оставаться в тупиковой ситуации. Если запросы ресурсов для некоторого процесса могут быть удовлетворены, то говорят, что граф можно редуцировать на этот процесс. Такая редукция эквивалентна для фиксированного момента времени, изображая граф, таким образом, как если бы процесс завершил работу и возвратил системе все свои ресурсы. На схеме редукция графа на конкретный процесс изображается исключением стрелок, идущих от этого процесса и стрелок, идущих к ресурсам. Если граф можно редуцировать на все процессы, значит тупиковых ситуаций нет, а если этого сделать нельзя, то все нередуцированные процессы образуют набор процессов, вовлечённых в тупиковую ситуацию. Порядок, в котором осуществляется редукция, не имеет значения, так как окончательный результат в любом случае одинаков. Систему, оказавшуюся в тупике необходимо из него вывести, при этом обязательно несколько процессов потеряют полностью или частично уже проделанную работу
Факторы, обуславливающие сложность восстановления системы после тупика.
2) В большинстве ОС не существует эффективных средств приостановки процесса на неопределённо долгое время и выведения его из системы с последующим… 3) Требуется большой объём дополнительных работ.Главные стратегические принципы предотвращения тупиков (принципы J.W. Havendera).
1) каждый процесс должен запрашивать все требуемые ресурсы сразу и не может начать выполняться до полного предоставления ему ресурсов. 2) Если процесс, удерживающий определённые ресурсы получает отказ в… 3) Следует ввести линейную упорядоченность по типам ресурсов для всех процессов. Если процессу выделены ресурсы…Условия возникновения тупиков и основные направления исследования тупиков.
1.) Процессы требуют предоставления им монопольного управления ресурсам, которые им выделяются (условие взаимоисключения). 2.) Процессы удерживают за собой ресурсы, уже выделенные им и ожидают… 3.) Ресурсы нельзя отобрать у процессов, удерживающих их пока эти ресурсы не будут использованы для завершения работы…Предотвращение тупиков, обход тупиков.
1. Процессы требуют предоставления им монопольного управления ресурсам, которые им выделяются (условие взаимоисключения). 2. Процессы удерживают за собой ресурсы, уже выделенные им и ожидают выделения… 3. Ресурсы нельзя отобрать у процессов, удерживающих их пока эти ресурсы не будут использованы для завершения работы…Методы обнаружения тупиков и восстановления после тупиков.
Методы восстановления после тупиков применяются для устранения тупиковых ситуаций с тем чтобы система продолжала работать, а процессы, попавшие в… Восстановление после тупиков.Условие неперераспределяемости ресурсов и его разрешение.
Второй стратегический принцип предотвращает возникновение условия неперераспределяемости ресурса. Предположим, что система позволяет процессам,… Примечание (второй принцип Хавендера): Если процесс, удерживающий определённые…Описание формальной модели операционной системы.
Гденомер правила.Взаимосвязь ресурсов и процессов в многопроцессорной ЭВМ.
Вершины графа могут быть соединены ориентированными и неориентированными ребрами. Ориентированное ребро указывает, что вершина Pb находится в… Ребра ориентированные, указывают что Рь и Рс являются потомками Ра.Базовые операции над графом ресурсов и процессов и правила преобразования.
Над графом Гt можно сделать следующие базовые операции:
f1 – добавление новой вершины 
в графе Гt. Например, при формировании процесса Pjпорождаемого Pi.
f2 –установление связи (добавление ребра) между вершинами σ и графом Гt. например добавление ребра (Рj, Pi) после выполнения операции f1 над процессами Piи Pj.
f3- удаление элемента из графа Гt. Например при уничтожении процесса Рi.
f4 – удаление ребер между вершиной и графом Гt. Например, после применения операций f3 в случае уничтожения Рiуничтожается весь граф 
и все связи этого графа с графом Гt.
f5 – изменение состояния элемента 
, например при переводе процесса Рiиз активного состояния в состояние ожидания.
f6 – изменение 
элемента , например при изменении имени процесса.
Схемы работы ОС в различных режимах мультипрограммирования.
1. Одновременное использование ресурсов 2. Разделение времени 3. МультипроцессированиеПонятие ОС ЮНИКС. Основные преимущества и недостатки.
Основные преимущества Unix можно сформулировать так: 1. Наличие единого языка взаимодействия пользователей с системой вне… 2. Возможность применения в пользовательских программах единого набора системных вызовов, обеспечивающих реализацию…Основные центральные идеи ОС ЮНИКС и их реализация.
ОС UNIX стала стандартной ОС для целого ряда ЭВМ, эксплуатируемых в…Организация ввода-вывода в ОС ЮНИКС, характерные особенности.
Вторым новшеством UNIX является конвейер. Он служит для объединения стандартного вывода одной программы со стандартным…Понятие процесса в ОС ЮНИКС, отличие от предыдущих ОС, утилиты.
Все программы ОС UNIX разделены на два класса: утилиты и прикладные. Программы-утилиты служат для выполнения общих универсальных функций. Они… Фактически UNIX это инструмент для работы с информацией. Достоинства ОС UNIX заключаются в возможности кооперирования…Планирование в ОС ЮНИКС
Алгоритм имеет два уровня: низкоуровневый выбирает следующий процесс из набора процессов в памяти, готовых к работе, а высокоуровневый перемещает… В низкоуровневом алгоритме используется несколько очередей. С каждой очередью связан диапазон непересекающихся…Структура файловой системы (на диске).
Каждый пользователь имеет каталог, называемый начальным. Каталог, в котором в данный момент находится пользовательская программа, называется…Идеология структуры ядра ОС ЮНИКС.
Ядро минимизировано и не выполняет ни одной функции непосредственно служащей…Генеалогия ОС ЮНИКС и основные этапы разработки
В настоящий момент имеется достаточно большое количество версий ОС UNIX и между ними имеются вполне определённые различия. В каждой из версий ОС… Оставалось только перевести эти программы на машинный язык используемой ПЭВМ, и получалась ОС UNIX специально для…Интерфейсы ОС ЮНИКС
Программы обращаются к системным вызовам помещая аргументы в регистры… Так как язык Си не позволяет написать команду эмулированного прерывания, это делают библиотечные функции. Эти…Определение и основные сведения об ОС LINUX
LINUX – 32-разрядная операционная система, спроектированная для работы на компьютерах с процессором Intel 80386 (и выше). С технической точки зрения… LINUX отличается от других операционных систем, таких как MS-DOS, OS/2, а также других реализаций UNIX-подобных систем для персональных компьютеров. LINUX может сосуществовать…Особенности LINUX
• построена для Internet и сетей (SLACKWARE LINUX со- держит все необходимое); • полностью открытая система (на прилагаемых CD-ROMФайловая система ОС Unix
отдельными ветвями на общем дереве. Директории разделяются косой чертой «/» (а не обратной, как в Dos), например, «/home/inpunix/ivanov/» –… «ivanov» в директории «inpunix» директории «home». Самая верхняя директория…Права доступа
r – право читать файл; w – право модифицировать файл (писать в него); x – право исполнять файл – устанавливается у программ;Основная цель операционной системы и критерии оптимизации.
Цель создания операционной системы - получить экономический выигрыш при использовании системы, путем увеличения производительности труда… В условиях появления и интенсивного внедрения ПЭВМ различных типов резко… Основные преимущества Unix можно сформулировать так:Определение процесса и операции в иерархической операционной системе.
Под процессом понимается контейнер ресурсов, используемых потоками. Процесс включает: закрытое адресное пространство, в котором располагаются код, данные и стеки потоков; список открытых описателей ресурсов; контекст защиты; идентификатор процесса.
Поток команд исполняемой программы, или просто поток - сущность внутри процесса, получающая процессорное время. Поток характеризуется набором регистров (состоянием), идентификатором потока, стеками режимов ядра и пользователя.
Задача ОС состоит в том, чтобы организовать поддержку процессов, которая подразумевает, что каждый процесс получит все необходимые ему ресурсы (место в памяти, процессорное время и т.д.). Считается также, что независимые процессы не должны влиять друг на друга, а процессы, которым необходимо обмениваться информацией, должны иметь возможность сделать это путем межпроцессного взаимодействия.