- •Лихачёв д.С.
- •1 Понятие операционной системы. Классификация операционных систем
- •2 Сетевые операционные системы
- •3 Назначение и основные функции операционных систем. Требования к современным операционным системам.
- •4 Назначение и основные функции операционных систем. Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера.
- •5 Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера. Управление процессами.
- •6 Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера. Управление памятью.
- •7 Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера. Управление файлами и внешними устройствами. Поддержка пользовательского интерфейса.
- •8 Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера. Защита данных и поддержка администрирования. Поддержка интерфейса прикладного программирования.
- •9 Обобщённая структура операционной системы.
- •10 Архитектура операционных систем на основе монолитного ядра.
- •11 Особенности работы ядра в привилегированном режиме.
- •12 Многослойная структура операционной системы.
- •13 Микроядерная архитектура.
- •14 Подсистема операционной системы управления памятью. Понятие виртуальной памяти.
- •15 Методы распределения памяти. Распределение памяти фиксированными разделами.
- •16 Методы распределения памяти. Распределение памяти динамическими разделами.
- •17 Методы распределения памяти. Распределение памяти перемещаемыми разделами.
- •18 Методы распределения памяти. Страничное распределение.
- •19 Методы распределения памяти. Сегментное распределение.
- •20 Методы распределения памяти. Странично-сегментное распределение. Свопинг.
- •21 Многозадачность. Особенности реализации многозадачности в системах пакетной обработки.
- •22 Многозадачность. Особенности реализации многозадачности в системах разделения времени.
- •23 Понятие процесса. Подсистема операционной системы управления процессами. Состояния процесса. Контекст и дескриптор процесса.
- •24 Совместное использование объектов ядра несколькими процессами. Наследование описателя объекта.
- •25 Совместное использование объектов ядра несколькими процессами. Именованные объекты
- •26 Совместное использование объектов ядра несколькими процессами. Дублирование описателей объектов
- •27Планирование и диспетчеризация потоков.
- •28 Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования.
- •29 Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах.
- •30 Алгоритмы планирования, основанные на квантовании.
- •31 Принципы работы с потоками вWindows. Распределение процессорного времени между потоками
- •32 Приостановка и возобновление потоков/процессов
- •33 Потоки вWindows. Приоритеты потоков и процессов
- •34 Задача синхронизации потоков
- •35 Синхронизация потоков с объектами ядра. Функции ожидания объектов ядра
- •36 Мьютексы. Создание, открытие, освобождение и удаление мьютекса. Отказ от мьютекса
- •37 Семафоры. Создание, открытие, освобождение и удаление семафора
- •38 Понятие сетевой операционной системы. Компьютерная сеть
- •39 Типичная структура сетевых операционных систем.
- •40 Сетевые службы и сетевые ресурсы
- •41 Архитектура взаимодействия типа клиент – сервер.
- •42 Многоуровневая структура коммуникаций. Эталонная модель взаимодействия открытых систем osi. Принцип пакетной передачи данных.
- •43 Технологии, используемые для построения компьютерных сетей.
- •44 Стек протоколов tcp/ip. Ip-адресация.
- •45 Понятие программной модели ia-32. Регистры общего назначения. Сегментные регистры.
- •46 Понятие программной модели ia-32. Регистры состояния и управления.
- •47 Режимы работы микропроцессора
- •48 Понятие оперативной памяти. Формирование адреса в процессорах с архитектурой ia-32.
- •49 Режимы адресации для процессоров с архитектурой ia-32. Работа с массивами на ассемблере.
- •50 Понятие модульного программирования. Понятие подпрограммы. Ассемблерные процедуры и функции.
- •51 Способы передачи аргументов в процедуру.
- •52 Программная модель математического сопроцессора.
- •2. Три служебных регистра:
10 Архитектура операционных систем на основе монолитного ядра.
Монолитное ядро представляет собой набор процедур, каждая из которых может вызвать каждую. Все процедуры работают в привилегированном режиме.Таким образом,монолитное ядроэто такая схема операционной системы, при которой все ее компоненты являются составными частями одной программы, используют общие структуры данных и взаимодействуют друг с другом путем непосредственного вызова процедур. Для монолитной операционной системы ядро совпадает со всей системой.
Во многих операционных системах с монолитным ядром сборка ядра, то есть его компиляция, осуществляется отдельно для каждого компьютера, на который устанавливается операционная система. При этом можно выбрать список оборудования и программных протоколов, поддержка которых будет включена в ядро. Типичный набор средств аппаратной поддержки ОС:
средства поддержки привилегированного режима;
средства трансляции адресов;
средства переключения процессов;
система прерываний;
системный таймер;
средства защиты областей памяти.
Средства поддержки привилегированного режимаобычно основаны на системном регистре процессора, часто называемом «словом состояния» машины или процессора. Этот регистр содержит некоторые признаки, определяющие режимы работы процессора, в том числе и признак текущего режима привилегий. Смена режима привилегий выполняется за счет изменения слова состояния машины в результате прерывания или выполнения привилегированной команды. В обязанности средств поддержки привилегированного режима входит выполнение проверки допустимости выполнения активной программой инструкций процессора при текущем уровне привилегированности.
Средства трансляции адресоввыполняют операции преобразования виртуальных адресов, которые содержатся в кодах процесса, в адреса физической памяти. Таблицы, предназначенные при трансляции адресов, обычно имеют большой объем, поэтому для их хранения используются области оперативной памяти, а аппаратура процессора содержит только указатели на эти области.
Средства переключения процессовпредназначены для быстрого сохранения контекста приостанавливаемого процесса и восстановления контекста процесса, который становится активным. Содержимое контекста обычно включает содержимое всех регистров общего назначения процессора, регистра флагов операций (то есть флагов нуля, переноса, переполнения и т. п.), а также тех системных регистров и указателей, которые связаны с отдельным процессом, а не операционной системой, например указателя на таблицу трансляции адресов процесса. Для хранения контекстов приостановленных процессов обычно используются области оперативной памяти, которые поддерживаются указателями процессора.
Система прерыванийпозволяет компьютеру реагировать на внешние события, синхронизировать выполнение процессов и работу устройств ввода-вывода, быстро переходить с одной программы на другую. Механизм прерываний нужен для того, чтобы оповестить процессор о возникновении в вычислительной системе некоторого непредсказуемого события или события, которое не синхронизировано с циклом работы процессора.
Системный таймер, часто реализуемый в виде быстродействующего регистра-счетчика, необходим операционной системе для выдержки интервалов времени.
Средства защиты областей памятиобеспечивают на аппаратном уровне проверку возможности программного кода осуществлять с данными определенной области памяти такие операции, как чтение, запись или выполнение (при передачах управления).
Так как ядро является единой программой, перекомпиляция это единственный способ добавить в него новые компоненты или исключить неиспользуемые.
Сервисные процедуры выполняются в привилегированном режиме, тогда как пользовательские программы в непривилегированном режиме. Для перехода с одного уровня привилегий на другой иногда может использоваться главная сервисная программа, определяющая, какой именно системный вызов был сделан, корректность входных данных для этого вызова, и передающая управление соответствующей сервисной процедуре с переходом в привилегированный режим работы.
Достоинство:быстрота вызова системных функций.
Недостаток: низкая надёжность и отказоустойчивость.