Список вопросов
к экзамену по СППО-2009 Стр.
Вопросы к экзамену по сппо
Структура ПО: системное ПО (СПО) и прикладное ПО (ППО). Понятие ПО. Классификация программного обеспечения по выполняемым функциям. Основные свойства системного программного обеспечения (основное – машинная зависимость (объяснить на примере систем программирования и ОС)). Структура системного ПО: операционные системы и системы программирования. Понятие прикладных программ. Классификация пакетов прикладных программ (примеры пакетов). Эволюция информационных технологий.
Операционные системы как ядро системного программного обеспечения. Определение операционной системы (ОС) и ее функции. Основное содержание функций, их связь, решаемые при реализации функций ОС проблемы (по материалу всего курса, без уточнения методов, естественно).
Классификация ОС (по структуре и архитектурным принципам построения (ОС с иерархической организацией, ОС виртуальных машин, микроядерные ОС, ОС многопроцессорных ВС)[7], по режимам работы). Структура и общая характеристика MS‑DOS [2, 8], архитектура и общая характеристика ОС линий Windows 9x [9], Windows NT [10, 11].
Вычислительные сети. Определение и классификация сетей (локальные и глобальные сети, одноранговые сети и сети с выделенным сервером). Топология сетей и методы доступа. Понятие протокола и эталонная модель OSI взаимодействия в сети, методы коммутации, понятие маршрутизации. [3, 4, 5, 14, 7, 10, 11, 15]
Общие принципы построения ОС [28, 7, 8, 9, 10, 11, 15]. Основные характеристики современных ОС. Примеры реализации общих принципов и особенности организации и функционирования ОС на примерах MS‑DOS, Windows 9x, NT, Novell NetWare (модульность, понятие ядра и микроядерная архитектура (реализация в архитектурах перечисленных ОС), настройка при установке и загрузке, средства конфигурирования и администрирования перечисленных ОС [2, 7, 10, 11, 14, 15, 22]).
Основные понятия ОС: процесс и ресурс [28]. Определение и классификация ресурсов. Определение и классификация процессов. Состояния процессов и функция ОС по управлению процессами. Планирование и диспетчеризация процессов. Уровни и дисциплины планирования. Процессы и потоки, понятие нити [19]. Понятие мультизадачности, кооперативная и вытесняющая мультизадачность (на примерах ОС Windows и Novell NetWare). Понятие задачи в Intel и аппаратная поддержка мультизадачности [1, 30].
Функции ОС и структуры данных [28], используемые для реализации основных функций. Обобщенные дескрипторы. Объекты ядра ОС Windows NT, используемые для реализации функций управления и синхронизации процессов [18, 19].
Проблема взаимного исключения [28]. Понятие критической секции, ее свойства, условия реализации. Программные методы реализации взаимного исключения. Понятие семафора. Применение бинарных семафоров для реализации взаимного исключения и синхронизации процессов. Общие семафоры, решение задачи «писателей и читателей» при работе с циклическим буфером. Средства синхронизации Windows NT [18].
Организация взаимодействия потоков и процессов. Механизмы взаимодействия используемые в Windows NT (каналы, мэйлслоты, проекция файлов на память и т.п.) [17].
Проблема тупика [28] и задачи, связанные с решение проблемы тупика. Задача предотвращения тупика. Математическая модель для определения тупика. Модель системы с повторно используемыми ресурсами (граф повторно используемых ресурсов). Модель системы с потребляемыми ресурсами (граф потребляемых ресурсов). Система с повторно используемыми и потребляемыми ресурсами (граф обобщенных ресурсов). Решение задачи распознавания тупика для систем с повторно используемыми ресурсами. Распознавание тупиков в системах с повторно используемыми ресурсами с ограничениями на запросы. Распознавание тупиков в системах с потребляемыми ресурсами и в системах с обобщенными ресурсами. Вывод системы из тупика. Обходы тупиков в системах с потребляемыми и повторно используемыми ресурсами. Запись алгоритмов, реализующих описываемые методы, на псевдокоде.
Управление памятью [29, 30, 27]. Иерархия запоминающих устройств ВС. Способы распределения памяти: статическое и динамическое распределение, связные и несвязные распределения. Общие принципы организации виртуальной памяти. Сегментная организация памяти. Страничная организация памяти. Сегментно-страничная организация памяти. Управление виртуальной памятью: стратегии загрузки, стратегии размещения, стратегии замещения. Средства защиты памяти (разделение адресных пространств, защита по уровням привилегий, привилегированные команды и команды, чувствительные к уровням привилегий). Организация памяти в компьютерах, построенных на базе процессоров Intel: сегментация памяти в реальном и защищенном режимах, сегментно-страничная организация, аппаратная поддержка виртуальной памяти, защита памяти [1, 2]. Стековая организация памяти. Организация памяти в виде кучи. Проблема висячих ссылок. Алгоритмы сбора мусора. Уплотнение памяти [21]. Управление памятью в MS‑DOS [2, 27]. Организация памяти в Win32. Управление виртуальной памятью при конфигурировании (настройке) системы.
Компоновка программ и загрузка на выполнение. Упрощенная структура объектного модуля. Принцип работы связывающего загрузчика. Структура программных файлов MS‑DOS (COM и EXE), алгоритм работы загрузчика [2, 27]. Алгоритм работы однопроходового компоновщика (редактора связей). Понятие динамической компоновки и разделение данных и кода. Организация DLL, явная и неявная компоновка [20]. Структура exe-файла в Windows.
Механизм прерываний. Понятие прерывания, классификация прерываний [2, 30, 27] и общая схема обработки прерываний, аппаратная поддержка механизма прерываний в Intel [2, 30, 27]. Структурная схема обработки исключений в Win32: обработка завершения и обработка исключений [16].
Управление данными. Определение файла, именование файлов, понятие каталога (справочника), иерархическая организация файловой системы на дисках [3, 2]. Понятие и функции файловой системы и подсистемы ввода/вывода ОС. Иерархическая организация файловых систем (как подсистем ОС) [22]. Структура файловой системы Windows 95 [22]. Логическая и физическая организация файлов [22]. Файлы с последовательной и прямой организацией, индексация файлов. Управление внешней памятью и физическая организация файлов, карты памяти и деревья, понятие B‑дерева (на примерах FAT и NTFS) [3, 2, 10, 10, 11, 22, 23]. Буферизация ввода/вывода [2, 22]. Управление вводом/выводом, понятие драйвера, понятие драйвера виртуального устройства, многоуровневая архитектура «универсальный драйвер/минидрайвер» [2, 3, 22].
Концепция защищенной ВС. Понятие защищенной ВС. Классификация угроз и вторжений. Структура системы защиты (защита объектов, защита каналов связи, защита баз данных, защита управления) и основные функции ее компонентов. Службы и механизмы защиты. Матрица прав доступа как математическая модель защиты объектов [24, 25]. Защита на уровне разделяемых ресурсов (одноранговое разделение ресурсов) в Windows 9x [3, 7] и защита на уровне пользователей в Novell NetWare (пользователи и группы пользователей, единая регистрация в Novell NetWare 4, права на объекты и свойства объектов; контекст и определение прав через прямое назначение, наследование, эквивалентность, фильтры [14, 15]) и Windows NT (компоненты подсистемы безопасности, регистрация пользователей и групп пользователей, назначение прав, субъекты и имперсонация, объекты и контроль доступа, механизм проверки прав, аудит, понятие домена и доверительные отношения между доменами, служба каталогов Active Directory в Windows 2000 [10, 23]). Криптографическая защита. Понятие ключа. Симметричное и асимметричное шифрование. Понятие криптографического протокола. Понятие цифровой подписи [24, 25]. Защита информации от потери в результате сбоев [25].