- •1. Ос как виртуальная машина
- •2. Ос как система управления ресурсами
- •4. Определение распределенной ос
- •3. Определение сетевой ос
- •5. Функциональные компоненты сетевой ос
- •6. Сетевые службы и сетевые сервисы
- •7. Способы реализации сетевых служб и оболочек
- •8. Характеристика одноранговых ос
- •10. Требования к современным сетевым ос
- •12. Привилегированный и пользовательский режим
- •14. Переносимость ос
- •13. Многослойная структура ядра ос
- •15. Монолитное ядро
- •16. Модульное ядро
- •17. Особенности микроядерной архитектуры
- •18. Преимущества и недостатки микроядерной архитектуры
- •19. Выполнение системного вызова при классической организации ядра ос
- •20. Выполнение системного вызова при микроядерной организации ядра
- •21. Наноядро
- •22. Гибридное ядро
- •23. Гипервизор. Виртуальные машины
- •25. Реализация множественных прикладных программных сред
- •43. Планирование в системах реального времени
- •26. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •27. Мультипрограммирование в системах разделения времени
- •24. Двоичная совместимость и совместимость исходных текстов
- •31. Понятие «процесс»
- •32. Понятие «поток»
- •28. Мультипрограммирование в системах реального времени
- •30. Симметричная организация вычислительного процесса
- •29. Асимметричная организация вычислительного процесса
- •33. Информационные структуры для управления процессами и потоками
- •34. Статическое планирование потоков
- •35. Динамическое планирование потоков
- •36. Диспетчеризация потоков
- •37. Состояния потока
- •38. Преимущества и недостатки вытесняющих алгоритмов планирования
- •39. Преимущества и недостатки невытесняющих алгоритмов планирования
- •40. Алгоритмы планирования основанные на квантовании
- •41. Приоритетные алгоритмы планирования
- •42. Смешанные алгоритмы планирования
31. Понятие «процесс»
Процесс (задача) – это единица вычислительной работы, создаваемая ОС в результате запуска программы на выполнение. Программа – статический объект – файл с кодами и данными на носителе. Процесс – динамический объект, возникающий после запуска программы на выполнение.
Процесс — это загруженная в оперативную память программа.
32. Понятие «поток»
Современные ОС предлагают механизм многопоточной обработки (multithreading). При этом вводится новая единица работы — поток выполнения, а понятие «процесс» в значительной степени меняет смысл.
Понятию «поток» соответствует последовательный переход процессора от одной команды программы к другой.
ОС распределяет процессорное время между потоками. Процессу ОС назначает адресное пространство и набор ресурсов, которые совместно используются всеми его потоками. Создание потоков требует от ОС меньших затрат, чем процессов. Все потоки одного процесса всегда принадлежат одному приложению, поэтому ОС изолирует потоки в меньшей степени, чем процессы в традиционной мультипрограммной системе. Все потоки одного процесса используют общие файлы, устройства, одно адресное пространство и разделяют одни и те же глобальные переменные. Между потоками одного процесса нет полной защиты. Чтобы организовать взаимодействие и обмен данными, потокам вовсе не требуется обращаться к ОС, им достаточно использовать общую память.
28. Мультипрограммирование в системах реального времени
Системы реального времени предназначены для управления различными техническими объектами (например, станком, спутником, научной экспериментальной установкой и т. д.) или технологическими процессами. Во всех этих случаях существует предельно допустимое время, в течение которого должна быть выполнена управляющая объектом программа. В противном случае может произойти авария: спутник выйдет из зоны видимости, экспериментальные данные, поступающие с датчиков, будут потеряны. Критерий эффективности - способность выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском программы и получением результата (управляющего воздействия). Это время называется временем реакции системы, а соответствующее свойство системы — реактивностью. Требования ко времени реакции зависят от специфики управляемого процесса. Контроллер робота может требовать от встроенного компьютера ответ в течение менее 1 мс, в то время как при моделировании полета может быть приемлем ответ в 40 мс.
В системах реального времени мультипрограммная смесь - фиксированный набор заранее разработанных программ, а выбор программы на выполнение осуществляется по прерываниям (исходя из текущего состояния объекта) или в соответствии с расписанием плановых работ.
Способность аппаратуры компьютера и ОС к быстрому ответу зависит в основном от скорости переключения с одной задачи на другую и от скорости обработки сигналов прерывания. Если при возникновении прерывания процессор должен опросить сотни потенциальных источников прерывания, то реакция системы будет слишком медленной. Время обработки прерывания в системах реального времени часто определяет требования к классу процессора даже при небольшой его загрузке.
В системах реального времени не стремятся максимально загружать все устройства, наоборот, при проектировании программного управляющего комплекса обычно закладывается «запас» вычислительной мощности на случай пиковой нагрузки.
Статистические аргументы о низкой вероятности возникновения пиковой нагрузки, основанные на том, что вероятность одновременного возникновения большого количества независимых событий очень мала, не применимы ко многим ситуациям в системах управления.
В системе управления атомной электростанцией в случае возникновения крупной аварии атомного реактора многие аварийные датчики сработают одновременно и создадут коррелированную нагрузку. Если система реального времени не спроектирована для поддержки пиковой нагрузки, то может случиться так, что система не справится с работой когда она нужна в наибольшей степени.