41.Виртуальная память.

Суть концепции виртуальной памяти заключается в следующем: информация с которой работает активный процесс должна располагаться в оперативной памяти, в схемах виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая ему информация находиться в оперативной памяти, для этого:

1) занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц.

2) логический адрес, т. е. логическая страница к которой обращается процесс динамически транслируется в физический адрес.

3) в тех случаях когда страница к которой обращается процесс, не находиться в физической памяти нужно организовать её подкачку с диска.

Введение виртуальной памяти позволило решить другую важную задачу: обеспечения контроля доступа к отдельным сегментам памяти в частности защиту пользовательских программ друг от друга и защиту ОС от пользовательских программ. Каждый процесс работает со своими виртуальными адресами трансляция которых физически выполняет аппаратура. Термин виртуальная память означает, что программист имеет дело с памятью отличной от реальной, размер которой помещает больше чем объём оперативной памяти. адреса которые генерируют программу называются виртуальными, и они формируют виртуальное адресное пространство.

42.Файловая система. Управление файлами

Файловая система – часть ОС, назначение которой – организовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти и обеспечить удобный интерфейс при работе с ними.

Хранение информации на магнитном диске требует хорошего знания устройства контроллера диска, особенности работы с его архитектурой. Непосредственное взаимодействие с диском – прерогатива компоненты системы I/O ОС – драйвера диска. Чтобы избавить пользователя от взаимодействия с аппаратурой, была применена ясная абстрактная модель файловой системы, т.к. операции запись/чтение проще, чем многоуровневые операции по работе с устройством.

Основная идея использования памяти: ОС делит память на блоки фиксированного размера, файл, обычно представляющий собой неструктурированную последовательность однобайтовых записей, хранится в виде последовательных блоков, необязательно смежных, каждый блок хранит целое число записей, в некоторых ОС, например, MS Windows, адреса блоков, содержащих данные файла, могут быть организованы в связанный список и вынесены в отдельную таблицу файлов. Базовой операцией по отношению к файлу является чтение блока с диска и перенос в буфер, находящийся в основной памяти. Файловая система позволяет при помощи системы справочников (каталоги, папки, директории) связать уникальное имя файла с блоками вторичной памяти, содержащими данные файла. Иерархическая структура каталогов, используемая для управления файлами, является другим примером индексной структуры

43.Классификация ос

Развитие компьютеров привело к развитию ОС. Сейчас насчитывается более 100 ОС.

По назначению ОС принято делить на семь уровней.

1. Мэйнфреймы (mainframe)

У них отличаются от ПК возможности I/O. Обычно мэйнфреймы содержат тысячи дисков и терабайты ОЗУ. Они используются в виде мощных web-серверов, серверов для крупномасштабных коммерческих сайтов и серверов для транзакций в бизнесе. ОС для мэйнфреймов ориентированы на обработку множества одновременных заданий, большинству из которых требуется огромное количество операций I/O. Обычно они предполагают три вида обслуживания:

пакетную обработку. Система выполняет стандартные задания без присутствия пользователей. обработку транзакций (групповые операции: обработка и запись данных). Система обработки транзакций управляет очень большим количеством маленьких запросов (например, контролирует процесс работы в банке, бронирует авиабилеты). разделение времени. Системы, работающие в режиме разделения времени, позволяют множеству удаленных пользователей выполнять свои задания на одной машине, например, работать с большой БД.

2. Серверные (сетевые) ОС

Работают на серверах, которые представляют собой или очень большие ПК, или рабочие станции, или даже мэйнфреймы. Они одновременно обслуживают множество пользователей и позволяют им делить программные и аппаратные ресурсы.

3. Многопроцессорные ОС (кластеры)

Наиболее часто применяемый способ увеличения мощности компьютера заключается в соединении ЦП в одну систему.

4. ОС для ПК

Работа этих ОС заключается в представлении удобного интерфейса для одного пользователя. Linux.

5. ОС РВ

Главным параметром ОС РВ является время. Например, в СУ производством компьютеры, работающие в режиме РВ, собирают данные о промышленном процессе и используют их для управления машинами. Такие процессы должны удовлетворять жестким временным требованиям. QNX.

6. Встроенные ОС

Карманный компьютер, или PDA (Personal Digital Assistant), - маленький компьютер, помещающийся в кармане брюк и выполняющий

некоторые функции (записная книжка, блокнот). Windows CE.

7. ОС для Smart-карт (smart-cards - разумные карты)

Самые маленькие ОС работают на Smart-картах, представляющих собой устройство с ЦП. На такие ОС накладываются крайне жесткие ограничения по мощности ЦП и памяти.