- •1. Понятие и структура ос. Эволюция вычислительных и ос. Основные функции ос
- •Первый период (1945–1955 гг.)
- •Второй период (1955 г.– нач. 60-х)
- •Третий период (нач. 60-х – 1970 г.)
- •Четвертый период (с 1970 – 80 гг.) Персональные компьютеры.
- •Пятый период (с 1980 г. По н.В.)
- •3. Мультипрограммирование. Особенности реализации мультипрограммирования в системах пакетной обработки, разделения времени, реального времени, с мультипроцессорной обработкой
- •В системах пакетной обработки
- •В системах разделения времени
- •В системах реального времени
- •4.1. Различают симметричную и ассиметричную архитектуру таких систем
- •4.2. По способу организации процесса:
- •4. Роль прерываний при мультипрограммировании.
- •5. Понятие процесса и потока. Создание процессов и потоков. Управляющие структуры процессов и потоков
- •6. Контекст процесса и его состояния
- •7. Планирование процессов и потоков: критерии, виды, алгоритмы планирования
- •8. Параллельные процессы, синхронизация процессов, пример необходимости синхронизации, критическая секция.
- •9. Механизмы синхронизации: блокирующие переменные, семафоры, мониторы.
- •1) Блокирующие переменные
- •2) Семафоры
- •10. Проблемы синхронизации(тупики) и способы их разрешения.
- •11. Механизмы межпроцессного взаимодействия (каналы, очереди сообщений, разделяемая память)
- •12. Управление памятью: задачи управления, типы адресации
- •13. Распределение памяти: общие принципы управления памятью в однопрограммных ос, распределение памяти фиксированными, динамическими, перемещаемыми разделами
- •14. Сегментное распределение памяти
- •15. Страничное распределение памяти
- •16. Особенности эффективного использования таблицы страниц: многоуровневые таблицы страниц, ассоциативная память, инвертированная таблица страниц, хеширование
- •17. Сегментно - страничное распределение памяти
- •18. Физическая организация жёсткого диска
- •19. Принципы построения файловой системы: интерфейс, функциональная схема, типовая структура файловой системы
- •20. Способы выделения дискового пространства. Управление дисковым пространством. Размер логического блока
- •21. Особенности организации некоторых файловых систем
- •Vfat (Virtual fat)
1. Понятие и структура ос. Эволюция вычислительных и ос. Основные функции ос
ОС - базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.
Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом.
Существуют различные точки зрения:
ОС как виртуальная машина – ОС выступает в виде прослойки, обеспечивающий высокий уровень абстракции от аппаратной части.
ОС как менеджер ресурсов – ОС обеспечивает упорядочивание и распределение ресурсов между программами.
ОС как защитник пользователей и программ – обеспечивает защиту файлов и программ от вмешательства со стороны других пользователей или программ:
ОС как постоянно функционирующее ядро – в большинстве современных ОС, постоянно функционирующей частью ОС является только ее ядро.
Эволюция вычислительных систем ( не редактированно)
Первый период (1945–1955 гг.)
Ламповые машины. Операционных систем нет.
Созданы первые ламповые вычислительные устройства и появился принцип программы, хранящейся в памяти машины (1945 г.).
Характеризуется тем, что:
-
В проектировании, эксплуатации и программировании вычислительной машины участвует одна и та же группа людей.
-
Компьютеры в качестве инструмента решения практических прикладных задач используются не регулярно.
-
Программирование осуществляется исключительно на машинном языке.
-
Задачи организации вычислительного процесса решаются вручную, строго последовательно, с пульта управления с использованием перфокарт
-
Вычислительная система выполняет одновременно только одну операцию.
В целом период характеризуется крайне высокой стоимостью вычислительных систем, их малым количеством и низкой эффективностью использования.
В конце периода появляется первое системное ПО.
Второй период (1955 г.– нач. 60-х)
Компьютеры на основе транзисторов. Пакетные ОС
Появляется новая техническая база – полупроводниковые элементы, что привело к:
-
повышению надежности
-
возможности решения серьезных прикладных задач
-
снижению потребления электроэнергии, совершенствованию системы охлаждения
-
уменьшению размеров
-
снижению стоимости эксплуатации и обслуживания
Все это способствовало:
-
бурному развитию алгоритмических языков (COBOL, PL-1 и т.д.).
-
появлению первых настоящих компиляторов, редакторов связей, библиотеки математических и служебных подпрограмм
-
упрощению процесса программирования
-
существенное изменение процесса отладки программ.
Появляется прообраз современных ОС - первые системы пакетной обработки, которые просто автоматизируют запуск одной программы из пакета за другой, увеличивая коэффициент загрузки процессора.
Минусы:
-
Использование части машинного времени на выполнение системной управляющей программы
-
Программа, получившая доступ к процессору, обслуживается до ее завершения. При передаче данных между внешними устройствами и памятью процессор простаивает, а при работе процессора простаивают внешние устройства.