- •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
6. Принцип виртуализации при построении ос
Принцип виртуализации нынче используется практически в любой операционной системе. Виртуализация ресурсов позволяет не только организовать разделение тех ресурсов между вычислительными процессами, которые не должны разделяться. Виртуализация позволяет абстрагироваться от конкретных ресурсов, максимально обобщить их свойства и работать с некоторой абстракцией, вобравшей в себя наиболее значимые особенности. Этот принцип позволяет представить структуру системы в виде определенного набора планировщиков процессов и распределителей ресурсов (мониторов) и использовать единую централизованную схему распределения ресурсов.
Наиболее законченным и естественным проявлением концепции виртуальности является понятие виртуальной машины. По сути, любая операционная система, являясь средством распределения ресурсов и организуя по определенным правилам управление процессами, скрывает от пользователя и его приложений реальные аппаратные и иные ресурсы, заменяя их некоторой абстракцией. В результате пользователи видят и используют виртуальную машину как некое устройство, способное воспринимать их программы, написанные на определенном языке программирования, выполнять их и выдавать результаты на виртуальные устройства, которые связаны с реально существующими в данной вычислительной системе.
Одним из аспектов общего принципа виртуализации является независимость программ
от внешних устройств, хотя иногда эту особенность выделяют особенно и называют
принципом. Она заключается в том, что связь программ с конкретными устройствами производится не в процессе создания программы, а в период планирования ее исполнения. В результате перекомпиляция при работе программы с новым устройством, на котором располагаются данные, не требуется. Этот принцип позволяет одинаково осуществлять операции управления внешними устройствами независимо от их конкретных физических характеристик. Например, программе, содержащей операции обработки последовательного набора данных, безразлично, на каком носителе эти данные будут располагаться. Смена носителя и данных, размещаемых на них (при неизменности структурных характеристик данных), не привнесет каких-либо изменений в программу, если в системе реализован принцип независимости программ от внешних устройств. Независимость программ от внешних устройств реализуется в подавляющем большинстве операционных систем общего применения. Ярким примером такого подхода являются операционные системы с общим названием UNIX. Реализована такая независимость и в большинстве современных операционных систем для персональных компьютеров.
Например, в системах Windows все аппаратные ресурсы полностью виртуализированы, и прямой доступ к ним со стороны прикладных (и системных обрабатывающих) программ однозначно запрещен. В системах Windows NT/2000/XP даже были введены понятия HAL (Hardware Abstraction Layer — уровень абстрагирования аппаратуры) и HEL (Hardware Emulation Layer — уровень эмуляции аппаратуры), и этот шаг очень помогает в реализации идей переносимости (мобильности) операционной системы.