- •Тема 1. История развития операционных систем. Типы операционных систем.
- •1. Понятие и эволюция операционных систем
- •1.1. Определение операционной системы
- •1.2. История развития операционных систем
- •Понятие и эволюция операционных систем
- •1.1 Определение операционной системы
- •1. 2 История развития операционных систем
- •Тема 2. Основные характеристики и принципы построения операционных систем.
- •1. Основные характеристики ос
- •2. Принципы построения ос
- •Основные характеристики ос
- •Принципы построения ос
- •Тема 3. Общая структура программного обеспечения и операционных систем эвм
- •Структура ос.
- •Управление процессами
- •Управление основной памятью
- •Управление внешней памятью
- •Сервисы операционных систем
- •Особенности методов построения
- •Тема 4.Диаграмма перехода процесса
- •Основные состояния процесса:
- •Дополнительные состояния процесса:
- •Операции над процессами
- •Основная концепция обработки прерываний
- •Тема 5. Контекст процесса и переключение контекста
- •Переключения контекста в ec эвм
- •Тема 6. Синхронизация и кооперация процессов
- •If q(s)? 0 очередь не пуста?
- •Тема 7. Тупики: условия возникновения тупиков, предотвращения тупиков
- •Модуль 5. Управление основной памятью
- •Тема 8.Управление реальной памятью
- •Тема 9. Понятие виртуальной памяти
- •Концепция виртуальной памяти
- •1.Признак обращения 0 - было
- •2.Признак модификации записи 0 - неизменен.
- •Тема 10. Страничная организация. Сегментная организация. Странично-сегментная организация. Двухуровневая страничная организация
- •Динамическая страничная организация
- •Сегментная организация виртуальной памяти
- •Комбинированная странично-сегментная организация памяти
- •Двухуровневая страничная организация
- •Тема 11. Управление процессорами и заданиями в однопроцессорном вычислительном комплексе. Алгоритмы планирования процессов
- •Тема 12. Управление процессорами и заданиями в мультипроцессорном вычислительном комплексе
- •Решение фирмы Сompaq?
- •Тема 13.Управление периферийными устройствами. Эволюция систем ввода-вывода, каналы ввода вывода. Регистры и команды ввода вывода.
- •Организация программного обеспечения ввода-вывода
- •Тема 14.Система управления файлами
- •Система управления файлами
- •Модуль 8. Управление данными
- •Тема 15. Способы доступа и организации файлов. Распределение файлов на диске
- •Способы доступа и организации файлов
- •Управление внешней памятью
- •Способы распределения памяти на диске
- •Тема 16. Требования и тенденции построения ос
- •Требования, предъявляемые к ос 90-х годов
- •Тенденции в структурном построении ос
- •Тема 17. Unix и ms Windows nt
1.Признак обращения 0 - было
1 - не было.
2.Признак модификации записи 0 - неизменен.
1 - изменен.
Возможны следующие варианты комбинаций {00,10,01,11}. Если изменений на странице не было, то страницу можно просто переписать, а не сохранять на диске.
Модуль 5. Управление основной памятью
Тема 10. Страничная организация. Сегментная организация. Странично-сегментная организация. Двухуровневая страничная организация
Динамическая страничная организация
Сегментная организация виртуальной памяти
Комбинированная странично-сегментная организация памяти
Двухуровневая страничная организация
Динамическая страничная организация
Динамическая страничнаяорганизация памяти - это страничная организация РОП с динамическим размещением страниц процессов по их запросам (Intel 386 – размер страницы 4 Кбайт)
Достоинства:
Допустимость максимального объема выполняющихся программ, простота их программирования.
Значительное уменьшение временной фрагментации, максимальное использование РОП и максимальный уровень мультипрограммирования.
Недостатки:
Произвольное разбиение процесса на страницы плохо учитывает свойство локальности программ и не устраняет полностью временную фрагментацию, а также создает трудности совместного использования и защиты общих программ и данных.
Сложность управления памятью, накладные расходы на хранение таблиц отображения страниц. При неоптимальных рабочих множествах страниц и размерах страниц возможна пробуксовка процессов ("сплошной обмен").
Для решения проблемы пробуксовки страниц важную роль играет не только стратегия выталкивания, но и размер страницы.
На выбор оптимального размера страницы влияют следующие факторы:
1.Малый размер приводит к увеличению таблицы отображения страниц, называемый табличной фрагментацией.
2.Большой размер страницы приводит к тому, что в ОП здесь помещены команды и данные, к которым не было обращений.
3.Ввод-вывод будет эффективен при больших размерах страниц.
4.Свойство локальности распространяется, как правило, на малые участки программ.
5.При малых размерах страниц потери на внутреннюю фрагментацию уменьшаются.
Вывод: необходимость небольших размеров страницы.
Экспериментальные результаты поведения программы в ВС со страничной организацией ВП показывают:
1.Когда процесс начинается выполняться, он обращается к большему проценту своих страниц.
2.При постоянном объеме выделенной ОП с увеличением размера страницы растет число прерываний по отсутствию нужной страницы.
3.С увеличением количества выделенных процессу блоков (страничных кадров) уменьшается число страничных прерываний, однако, когда процессу выделено достаточное число блоков, уменьшение прерываний стабилизируется (эффект насыщения).
4.Число команд, выполненных на странице до передачи управления другой странице, как правило, невелико.
Сегментная организация виртуальной памяти
В системе с сегментной организацией памяти снимается ограничение на фиксированный размер блока и выполняется соответствующее произвольное разбиение АП процесса на сегменты.
Сегмент- это единица логического разбиения программ (процедура, модуль, область данных), имеющая переменный размер и имя. Напомним, что страница - это физическая единица памяти.
Сегментная организация обеспечивает простое и естественное разделение общих сегментов между несколькими пользователями и защиту сегментов посредством связывания с ним прав доступа, подразделяющихся на:
выполнение E
чтение R
запись W
расширение A
и их различных комбинаций.
Для сегментной организации в таблице отображения сегментов с каждым сегментом связан дескриптор, который содержит адрес размещения сегмента в ОП, его длинуиправа доступа(ERWA), признак обращения к сегменту за последний интервал времени, а также признак присутствия в РОП. Если виртуальные адресные пространства нескольких процессов включают один и тот же сегмент, то в таблицах сегментов этих процессов делаются ссылки на один и тот же участок оперативной памяти, в который данный сегмент загружается в единственном экземпляре.
В сегментной организации все сегменты различного размера и могут размещаться в несмежных участках РОП.
Достоинства:
1.Уменьшение временной фрагментации, так как естественно учитывается свойство локальности программ.
2.Легко совмещается с использованием общих процессов, поскольку данные и программа целиком находятся в одном блоке.
3.Возможность обеспечить четкое управление доступом к сегменту со стороны общих процессов и их полную защиту.
Недостатки:
1.Более сложное управление и защита ОП. Здесь уже не достаточно пары граничных регистров, а необходимы ключи защиты индивидуальных сегментов памяти.
2.Может возникнуть временная фрагментация для больших размеров процедур и данных.