Лекции по ОС и С.
Содержание
1. Операционные системы и среды
1.1 Введение
1.2 Управление процессами
1.3 Операции над процессами
1.4 Ядро ОС
1.5 Параллельные процессы в ОС
1.6 Семафоры в ОС
1.7 Тупики в ОС
1.8 Управление памятью
2. Дисковая операционная система (MS-DOS)
2.1 Однозадачные ОС для ПЭВМ
2.2 Состав MS-DOS
2.3 Разделы диска. Организация FAT
2.4 Типы памяти
2.5 Архиваторы
2.6 Компьютерные вирусы, признаки поражения компьютера вирусами. Борьба с компьютерными вирусами (КВ)
3. Объектно-ориентированное программирование в Delphi
4. Требования и цели при разработке современных ОС
4.1 Модели, используемые при разработке ОС WinNT
4.2 Защищенные подсистемы
4.3 Структура объектов (ресурсов)
4.4 Файловая система VFAT (виртуальная FAT)
4.5 Начальная загрузка Windows
4.6 Диспетчер виртуальной памяти
4.7 Управление памятью в ОС Windows
Модуль 1. Операционные системы и среды.
1.1. Введение. Основные блоки ПЭВМ:
Системный блок.
Монитор.
Клавиатура.
Периферийные устройства:
Ввода:
Клавиатура
мышь
сканер
джойстик
планшет
световое перо
2. Вывода:
Монитор
принтер
графопостроитель
Дисковод - устройство, в которое мы помещаем дискету для записи или считывания информации. Файл - это поименованная область на диске, которая хранит текстовую или графическую информацию. Обозначение файла: Расширение показывает, в какой программе был создан файл. Каталог (папка) - поименованная область на диске, которая хранит информацию о файлах: время создания, размер, время последней корректировки. Обозначение каталога: имя.
A:\
C:\
При включении компьютера загружается ОС. ОС - набор программ, которые обеспечивают возможность использования аппаратуры компьютера. Ее задача заключается в том, чтобы сделать аппаратуру доступной и удобной для пользователя. Главное назначение ОС - управление ресурсами компьютера. Ресурсы компьютера: процессор, память, устройства ввода/вывода, данные.
Функции ОС:
Определяет интерфейс пользователя.
Обеспечивает разделение аппаратных ресурсов между пользователями.
Дает возможность работать с общими данными в режиме коллективного пользования.
Осуществляет восстановление информации в случае возникновения ошибок.
1.2. Управление процессами. Процесс - это программа во время выполнения, т.е. когда ей предоставлен центральный процессор. Во время работы процесс может находиться в одном из трех состояний: "готов", "выполняется", "блокирован". Процесс находится в состоянии "готов", когда он мог бы сразу использовать ЦП, как только он предоставится ему. При предоставлении ЦП, программа переходит в состояние "выполняется", т.е. процесс находится в состоянии "выполняется", когда ему предоставлен ЦП. ЦП предоставляется на определенный промежуток времени (квант времени). В том случае, когда данного кванта не достаточно для полного выполнения программы, процесс останавливается и переходит в состояние "готов". Из состояния "выполняется" в "блокирован", процесс переходит, когда ему необходимо записать или считать информацию. По завершению считывания или записи данных, процесс переходит из состояния "блокирован" в "готов". В состоянии "выполняется " очередей никогда нет, а в состояниях "готов" и "блокирован" очереди из программ могут быть. Очередь упорядочена по приоритетам в состоянии "готов", а в состоянии "блокирован" - нет. Блок управления процессом (БУП). БУП - структура данных или объект, содержащий определенную, важную информацию о процессе:
текущее состояние процесса
уникальный идентификатор процесса (номер)
приоритет
область памяти
ресурсы, выделенные процессу
область сохранения регистров
Когда ОС переключает ЦП с процесса на процесс, она использует области сохранения регистров данных процессов, чтобы запомнить информацию, необходимую для рестарта. 1.3. Операции над процессами. ОС должна иметь возможность выполнять определенные операции над процессами:
создание процесса
уничтожение
возобновление
изменение приоритета
блокирование
пробуждение
запуск
Создание нового процесса состоит из нескольких подопераций:
присвоение имени
включение этого имени в список имен процессов, известных ОС
присвоение начального приоритета
формирование БУП
выделение процессу начальных ресурсов
Новый процесс может породить дочерние процессы.
Уничтожение процесса - удаление его из системы. Ресурсы, выделенные ему, возвращаются ОС, а имя стирается из всех системных списков и таблиц, БУП освобождается, но не удаляется. При удалении родительского процесса в одних ОС удаляются и дочерние процессы, в других - они работают самостоятельно.
Возобновление - операция подготовки процесса к повторному запуску с той точки, в которой он был приостановлен (БУП, область сохранения регистров).
Изменение приоритета - это изменение значения приоритета в БУП.
Прерывания в ОС. Прерывание - это событие, при котором меняется нормальная последовательность команд, выполняемых ЦП. Если произошло прерывание, то:
Управление передается ОС
ОС запоминает состояние прерванного процесса
ОС анализирует тип прерывания и передает управление соответствующей программе по обработке данного типа прерывания.