- •1. Операционная система и ее основные функции
- •2. Основные этапы развития ос Первый период (1945–1955 гг.). Операционных систем нет
- •Второй период (1955 г.–начало 60-х). Пакетные операционные системы
- •Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ос
- •Четвертый период (с 1980 г. По настоящее время). Персональные компьютеры. Классические, сетевые и распределенные системы
- •3. Классификация операционных систем
- •4. Принцип модульности при построении ос
- •5. Принцип особого режима работы при построении ос
- •6. Принцип виртуализации при построении ос
- •7. Принцип мобильности при построении ос
- •8. Принцип совместимости при построении ос
- •9. Принцип генерируемости при построении ос
- •10. Принцип открытости при построении ос
- •11. Принцип обеспечения безопасности вычислений при построении ос
- •12. Макроядерная структура операционных систем
- •13. Микроядерная структура операционных систем
- •14. Среды и оболочки операционных систем
- •15. Понятие потока, процесса, задачи Понятия «процесс» и «поток»
- •16. Понятие прерывания, исключительной ситуации
- •17. Функции ос по управлению памятью. Простейшие схемы управления памятью.
- •Простейшие схемы управления памятью
- •18. Управление памятью. Схема с фиксированными разделами
- •Один процесс в памяти
- •Оверлейная структура
- •Динамическое распределение. Свопинг
- •19. Управление памятью. Схема с переменными разделами
- •20. Управление памятью. Страничная организация памяти Страничная память
- •21. Управление памятью. Сегментная организация памяти
- •22. Прерывание. Обработка прерываний. Исключительные ситуации
- •Обработка прерываний и ошибок
- •23. Управление вводом-выводом в ос. Разделяемые и неразделяемые ресурсы Структура системы ввода-вывода
- •24. Буферизация и кэширование Буферизация и кэширование
- •25. Понятие спулинга, его назначение Spooling и захват устройств
- •26. Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску. Алгоритм fcfs Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску
- •Алгоритм First Come First Served (fcfs)
- •27. Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску. Алгоритм sstf Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску
- •Алгоритм Short Seek Time First (sstf)
- •28. Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску. Алгоритм sсan и look Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску
- •Алгоритмы сканирования (scan, look)
- •29. Управление процессами. Основные состояния процесса
- •Состояния процесса
- •30. Планирование процессов (задач). Алгоритмы планирования
- •31. Дисциплина диспетчеризации процессов (задач) fcfs
- •32. Дисциплина диспетчеризации процессов (задач) rr
- •33. Проблемы организации параллельных вычислений.
- •34. Тупиковые ситуации и способы их разрешения.
- •Способы предотвращения тупиков
- •Способы предотвращения тупиков путем тщательного распределения ресурсов. Алгоритм банкира
- •Предотвращение тупиков за счет нарушения условий возникновения тупиков Нарушение условия взаимоисключения
- •Нарушение условия ожидания дополнительных ресурсов
- •Нарушение принципа отсутствия перераспределения
- •Hарушение условия кругового ожидания
- •35. Страничная недостаточность («голодание» процессора) и ее обработка
- •36. Файловая система. Основные функции файловой системы
- •37. Простейшая таблица оглавления тома и её элементы
- •38. Логическая структура разделов диска на примере ibm- и ms-совместимых файловых систем
34. Тупиковые ситуации и способы их разрешения.
Множество процессов находится в тупиковой ситуации, если каждый процесс из множества ожидает события, которое может вызвать только другой процесс данного множества. Так как все процессы чего-то ожидают, то ни один из них не сможет инициировать событие, которое разбудило бы другого члена множества и, следовательно, все процессы будут спать вместе.
Способы предотвращения тупиков
Цель предотвращения тупиков – обеспечить условия, исключающие возможность возникновения тупиковых ситуаций. Большинство методов связано с предотвращением одного из условий возникновения взаимоблокировки.
Способы предотвращения тупиков путем тщательного распределения ресурсов. Алгоритм банкира
Можно избежать взаимоблокировки, если распределять ресурсы, придерживаясь определенных правил. Среди такого рода алгоритмов наиболее известен алгоритм банкира, предложенный Дейкстрой, который базируется на так называемых безопасных или надежных состояниях (safe state). Безопасное состояние – это такое состояние, для которого имеется по крайней мере одна последовательность событий, которая не приведет к взаимоблокировке. Модель алгоритма основана на действиях банкира, который, имея в наличии капитал, выдает кредиты.
Суть алгоритма состоит в следующем.
Предположим, что у системы в наличии n устройств, например лент.
ОС принимает запрос от пользовательского процесса, если его максимальная потребность не превышает n.
Пользователь гарантирует, что если ОС в состоянии удовлетворить его запрос, то все устройства будут возвращены системе в течение конечного времени.
Текущее состояние системы называется надежным, если ОС может обеспечить всем процессам их выполнение в течение конечного времени.
В соответствии с алгоритмом банкира выделение устройств возможно, только если состояние системы остается надежным.
Предотвращение тупиков за счет нарушения условий возникновения тупиков Нарушение условия взаимоисключения
В общем случае избежать взаимоисключений невозможно. Доступ к некоторым ресурсам должен быть исключительным. Тем не менее некоторые устройства удается обобществить. В качестве примера рассмотрим принтер. Известно, что пытаться осуществлять вывод на принтер могут несколько процессов. Во избежание хаоса организуют промежуточное формирование всех выходных данных процесса на диске, то есть разделяемом устройстве. Лишь один системный процесс, называемый сервисом или демоном принтера, отвечающий за вывод документов на печать по мере освобождения принтера, реально с ним взаимодействует. Эта схема называется спулингом (spooling).
Нарушение условия ожидания дополнительных ресурсов
Условия ожидания ресурсов можно избежать, потребовав выполнения стратегии двухфазного захвата.
В первой фазе процесс должен запрашивать все необходимые ему ресурсы сразу. До тех пор пока они не предоставлены, процесс не может продолжать выполнение.
Если в первой фазе некоторые ресурсы, которые были нужны данному процессу, уже заняты другими процессами, он освобождает все ресурсы, которые были ему выделены, и пытается повторить первую фазу.
В известном смысле этот подход напоминает требование захвата всех ресурсов заранее. Естественно, что только специально организованные программы могут быть приостановлены в течение первой фазы и рестартованы впоследствии.
Таким образом, один из способов – заставить все процессы затребовать нужные им ресурсы перед выполнением ("все или ничего"). Если система в состоянии выделить процессу все необходимое, он может работать до завершения. Если хотя бы один из ресурсов занят, процесс будет ждать.