- •Министерство образования российской федерации
- •Содержание
- •Введение
- •Предмет и задачи курса
- •Рекомендации по литературе
- •Краткий очерк истории ос
- •Предыстория ос
- •Пакетные ос
- •Ос с разделением времени
- •Однозадачные ос для пэвм
- •Многозадачные ос для пк с графическим интерфейсом
- •Классификация ос
- •Критерии оценки ос
- •Надежность
- •Эффективность
- •Удобство
- •Масштабируемость
- •Способность к развитию
- •Мобильность
- •Основные функции и структура ос
- •Ос, используемые в дальнейшем изложении
- •Управление устройствами
- •Основные задачи управления устройствами
- •Классификация периферийных устройств и их архитектура
- •Прерывания
- •Архитектура подсистемы ввода/вывода
- •Способы организации ввода/вывода
- •Ввод/вывод по опросу и по прерываниям
- •Активное и пассивное ожидание
- •Синхронный и асинхронный ввод/вывод
- •Буферизация и кэширование
- •Понятие буферизации
- •Сглаживание неравномерности скоростей процессов
- •Распараллеливание ввода и обработки
- •Согласование размеров логической и физической записи
- •Редактирование при интерактивном вводе
- •Кэширование дисков
- •Опережающее чтение.
- •Драйверы устройств
- •Управление устройствами в ms-dos
- •Уровни доступа к устройствам
- •Драйверы устройств в ms-dos
- •Управление символьными устройствами
- •Управление блочными устройствами
- •Структура диска
- •Разделы и логические тома
- •Средства доступа к дискам
- •Управление устройствами вWindows
- •Драйверы устройств в Windows
- •Доступ к устройствам
- •Управление устройствами вUnix
- •Драйверы устройств вUnix
- •Устройство как специальный файл
- •Управление данными
- •Основные задачи управления данными
- •Характеристики файлов и архитектура файловых систем
- •Размещение файлов
- •Защита данных
- •Разделение файлов между процессами
- •Файловая системаFaTи управление данными вMs-dos
- •Общая характеристика системы fat
- •Структуры данных на диске
- •Структура записи каталога файловой системы fat
- •Создание и удаление файла
- •Работа с файлами в ms-dos
- •Системные функции
- •Доступ к данным
- •Структуры данных в памяти
- •Новые версии системы fat
- •Файловые системы и управление данными вUnix
- •Архитектура файловой системы unix
- •Жесткие и символические связи
- •Монтируемые тома
- •Типы и атрибуты файлов
- •Управление доступом
- •Структуры данных файловой системыUnix
- •Доступ к данным в unix
- •Развитие файловых системUnix
- •Файловая системаNtfSи управление данными вWindows
- •Особенности файловой системы ntfs
- •Структуры дисковых данных
- •Главная таблица файлов
- •Атрибуты файла
- •Доступ к данным
- •Защита данных
- •Аутентификация пользователя
- •Дескриптор защиты
- •Управление процессами
- •Основные задачи управления процессами
- •Реализация многозадачного режима
- •Понятия процесса и ресурса
- •Квазипараллельное выполнение процессов
- •Состояния процесса
- •Вытесняющая и невытесняющая многозадачность
- •Дескриптор и контекст процесса
- •Реентерабельность системных функций
- •Дисциплины диспетчеризации и приоритеты процессов
- •Проблемы взаимодействия процессов
- •Изоляция процессов и их взаимодействие
- •Проблема взаимного исключения процессов
- •Двоичные семафоры Дейкстры
- •Средства взаимодействия процессов
- •Целочисленные семафоры
- •Семафоры с множественным ожиданием
- •Сигналы
- •Сообщения
- •Общая память
- •Программные каналы
- •Проблема тупиков
- •Управление процессами вMs-dos
- •Процессы в ms-dos
- •Среда программы
- •Запуск программы
- •Завершение работы программы
- •Перехват прерываний и резидентные программы
- •Управление процессами вWindows
- •Понятие объекта в Windows
- •Процессы и нити
- •ПланировщикWindows
- •Процесс и нить как объекты
- •Синхронизация нитей
- •Способы синхронизации
- •Объекты синхронизации и функции ожидания
- •Типы объектов синхронизации
- •Критические секции
- •Сообщения
- •Управление процессами в unix
- •Жизненный цикл процесса
- •Группы процессов
- •Программные каналы
- •Сигналы
- •Средства взаимодействия процессов в стандарте posix
- •Планирование процессов
- •Состояния процессов в unix
- •Приоритеты процессов
- •Интерпретатор команд shell
- •Управление памятью
- •Основные задачи управления памятью
- •Виртуальные и физические адреса
- •Распределение памяти без использования виртуальных адресов
- •Настройка адресов
- •Распределение с фиксированными разделами
- •Распределение с динамическими разделами
- •Сегментная организация памяти
- •Страничная организация памяти
- •Сравнение сегментной и страничной организации
- •Управление памятью в ms-dos
- •Управление памятью вWindows
- •Структура адресного пространства
- •Регионы
- •Отображение исполняемых файлов
- •Файлы, отображаемые на память
- •Стеки и кучи
- •Управление памятью вUnix
- •Литература
- •Дроздов Сергей Николаевич операционные системы Конспект лекций
Министерство образования российской федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Таганрогский государственный радиотехнический университет
С.Н.Дроздов
Операционные системы
Конспект лекций
Таганрог 2003
УДК
С.Н.Дроздов. Операционные системы: Конспект лекций. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 136 с.
В данном пособии рассматриваются общие принципы функционирования операционных систем (ОС), а также основные алгоритмы и структуры данных, используемые при разработке отдельных подсистем и модулей ОС. Описываются подсистемы управления устройствами, данными, процессами и памятью. В качестве примеров ОС рассмотрены Windows,UNIXиMS-DOS.
Предназначено для студентов, изучающих курс «Операционные системы».
Табл. 1. Библиогр.: 25 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Таганрогского государственного радиотехнического университета.
Рецензенты:
© Таганрогский государственный радиотехнический университет, 2003
© Дроздов С.Н., 2003
Содержание
1. Введение 5
1.1. Предмет и задачи курса 5
1.2. Рекомендации по литературе 5
1.3. Краткий очерк истории ОС 6
1.4. Классификация ОС 10
1.5. Критерии оценки ОС 11
1.6. Основные функции и структура ОС 14
1.7. ОС, используемые в дальнейшем изложении 16
2. Управление устройствами 19
2.1. Основные задачи управления устройствами 19
2.2. Классификация периферийных устройств и их архитектура 20
2.3. Прерывания 22
2.4. Архитектура подсистемы ввода/вывода 23
2.5. Способы организации ввода/вывода 25
2.6. Буферизация и кэширование 28
2.7. Драйверы устройств 34
2.8. Управление устройствами в MS-DOS 36
2.9. Управление устройствами в Windows 43
2.10. Управление устройствами в UNIX 45
3. Управление данными 46
3.1. Основные задачи управления данными 46
3.2. Характеристики файлов и архитектура файловых систем 47
3.3. Размещение файлов 48
3.4. Защита данных 51
3.5. Разделение файлов между процессами 52
3.6. Файловая система FAT и управление данными в MS-DOS 53
3.7. Файловые системы и управление данными в UNIX 60
3.8. Файловая система NTFS и управление данными в Windows 68
4. Управление процессами 75
4.1. Основные задачи управления процессами 75
4.2. Реализация многозадачного режима 76
4.3. Проблемы взаимодействия процессов 84
4.4. Управление процессами в MS-DOS 94
4.5. Управление процессами в Windows 99
4.6. Управление процессами в UNIX 109
5. Управление памятью 118
5.1. Основные задачи управления памятью 118
5.2. Виртуальные и физические адреса 119
5.3. Распределение памяти без использования виртуальных адресов 119
5.4. Сегментная организация памяти 122
5.5. Страничная организация памяти 123
5.6. Сравнение сегментной и страничной организации 126
5.7. Управление памятью в MS-DOS 127
5.8. Управление памятью в Windows 129
5.9. Управление памятью в UNIX 135
6. Литература 136