- •Билет 1
- •1. Основы ос Unix, возможности, стандартизация (1) – 4
- •Отличительные черты ос unix
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 4 (1, 16, 18) – 146
- •3. Последовательность действий по преобразованию адреса в защищенном режиме
- •Билет 2
- •1. Понятие системного вызова в ос unix. Обработка ошибок (2) – 9
- •Обработка ошибок
- •Void perror (s)
- •Void perror (const char *s);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 2 (2, 6, 15, 27) – 143
- •3. Особенности современных операционных систем (2, 28) – 122
- •Концепция ос на основе микроядра
- •Многопоточность
- •Cимметричная многопроцессорность.
- •Распределенные ос
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 3 (3, 28) – 144
- •3. Концепция слоистой операционной системы и системы на основе микроядра.
- •Билет 4
- •1. Владельцы файлов. Права доступа к файлам. Атрибуты файлов (4, 18) – 23
- •Атрибуты файла
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •Int chown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •Int lchown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •Int fchown (int fd, uid_t owner, gid_t group): ,
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 1 (4, 26) – 142
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •Билет 5
- •1. Неименованные каналы в ос unix (5) – 77
- •Int pipe(int fd[2]);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Алгоритм Деккера (5) – 147
- •3. Понятие процесса, модели процессов (5) – 132
- •Билет 6
- •Метаданные файлов в ос unix (7) – 36
- •Int stat(const char *path, struct stat *buf);
- •Int fstаt(int fd, struct stat *buf);
- •Int lstat(const char *path, struct stat *buf);
- •2.Взаимодействие последовательных процессов. Задача взаимного исключения. Вариант2.
- •3. Описание процесса, таблица процесса (6) – 136
- •Билет 7
- •1. Процессы в ос unix. Типы процессов. (7, 23) – 56
- •2. Синхронизирующие примитивы. Решение задачи взаимного исключения с использованием семафоров (7, 8, 19, 20) - 152
- •3. Принципы построения ос (7, 19, 26) – 128
- •Билет 8
- •1. Атрибуты процессов в unix (8) – 66
- •2.Применение общего семафора для решения задачи "производитель-потребитель" с неограниченным буфером.
- •3. Концепция потока, как составной части процесса (8) – 139
- •Билет 9
- •1. Разработка программ в ос unix. Обработка ошибок, переменные окружения (9)
- •Int putenv(const char *string);
- •Int setenv(const char * name, const char * value, int ov );
- •Int unsetenv(const char * name);
- •Обработка ошибок
- •Void perror (const char *s);
- •2. Применение двоичных семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» (буфер неограниченный) (9, 21)
- •3. Концепция виртуализации (9, 17) –
- •Билет 10
- •1. Файлы, отображаемые в память (10) – 33
- •Void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
- •2. Применение семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» с неограниченным буфером. Решение «спящий парикмахер». (10, 22) – 155
- •3. Подсистема управления памятью, требования, предъявляемые к ней (10)
- •1. Процессы в ос unix. Порождение процесса (11, 25) – 57
- •2. Применение общих семафоров для решения задачи «производитель-потребитель» с ограниченным буфером (11, 23) – 157
- •3. Виртуальная память. Задачи управления виртуальной памятью (11, 25)
- •Билет 12
- •1. Сигналы в ос unix. Их назначение и обработка (12) – 70
- •Void (*sa_handler)(int);
- •Void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
- •Int sa_flags;
- •Int pause (void);
- •2. Взаимодействие процессов через переменные состояния. Пример приоритетного правила (12) – 157
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •Билет 13
- •1. Функции для работы с сигналами (13) – 70
- •Void (*sa_handler)(int);
- •Void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
- •Int sa_flags;
- •Int pause (void);
- •Наборы сигналов
- •Блокировка сигналов
- •Int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t, *oldset);
- •Int sigaсtion(int signo, const struct sigactoin *act, struct sigaction *oldact);
- •Void my_handler(int signo)
- •Void my_handler(int signo, siginfo_t *si, void ucontext )
- •2. Проблема тупиков. Алгоритм банкира (13)
- •3. Задача замещения при управлении виртуальной памятью, часовой алгоритм.
- •Билет 14
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •2. Задача взаимного исключения. Алгоритм Петерсона (14, 25) – 148
- •3.Распределение памяти. Система двойников.
- •Система двойников при распределении памяти.
- •Билет 15
- •1. Файловая система в ос unix ext2 (15) – 51
- •Организация файловой системы ext2
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 2 (2, 6, 15, 27) – 143
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •Билет 16
- •1.Каналы в ос unix (16) – 80
- •Int pipe(int fd[2]);
- •Int mkfifo(const char *pathname,mode_t mode);
- •Размер канала и взоимодействие процессов при передаче данных
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 4 (1, 16, 18) – 146
- •3. Организация защиты в процессорах ia32
- •Билет 17
- •1. Процессы в ос unix, системные вызовы wait, exit (17) – 60, 63
- •Void _exit(int exit_code);
- •Void exit(int status);
- •Int atexit(void(*func)(void));
- •2. Монитороподобные средства синхронизации для решения задачи взаимного исключения (17) – 160
- •Механизм типа «условная критическая область»
- •3. Концепция виртуализации
- •Билет 18
- •1. Владельцы файлов. Права доступа к файлам. Атрибуты файлов
- •Атрибуты файла
- •Int chmod(const char *path, mode_t mode);
- •Int fcmod(int fd, mode_t mode);
- •Int chown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •Int lchown (const char *path, uid_t owner, gid_t group);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 4 (1, 16, 18) – 146
- •3. Схемы распределения памяти
- •Билет 19
- •1. Взаимодействие процессов в ос unix, очереди сообщений (19) – 83
- •Int msgget (key_t key, int permflags);
- •Int msgsnd(int mqid, const void *message, size_t size, int flags);
- •Int msgrcv(int mqid, void *message, size_t size, long msg_type, int flags);
- •Int msgctl(int mqid, int command, struct msqid_ds *msq_stat);
- •2. Синхронизирующие примитивы. Решение задачи взаимного исключения с использованием семафоров (7, 8, 19, 20) - 152
- •3. Принципы построения ос (7, 19, 26) – 128
- •Билет 20
- •1 Взаимодействие процессов в ос unix с применением семафоров (20) – 93
- •V(sem) или signal (sem)
- •Int semget(key_t key, int nsems, int permflags);
- •Int semctl (int semid, int sem_num, int command, union semun ctl_arg);
- •Int semop(int semid, struct sembuf *op_array, size_t num_ops);
- •2. Применение общего семафора для решения задачи "производитель-потребитель" с неограниченным буфером.
- •3. Механизмы поддержки многозадачности в процессорах ia32 (20)
- •Билет 21
- •1. Работа с файлами в ос unix. Системные вызовы (21) – 25
- •Int open(const char *name, int flags);
- •Int open(const char *name, int flags, mode_l mode);
- •2. Применение двоичных семафоров для решения задачи "производитель-потребитель" (буфер неограниченный).
- •3. Страничная организация памяти в процессоре ia32
- •Билет 22
- •1. Взаимодействие процессов в ос unix. Разделяемая память (22) – 100
- •Int shmget(key_t key, size_t size, int permflags);
- •Void *shmat(int shmid, const void *daddr, int shmflags);
- •Int shmctl(int shmid, int command, struct shmid ds *shm_stat);
- •2. Применение семафоров для решения задачи «производитель» - «потребитель» с неограниченным буфером. Решение «спящий парикмахер». (10, 22) – 155
- •3. Организация защиты в процессорах ia32
- •Билет 23
- •1. Процессы в ос unix. Типы процессов. (7, 23) – 56
- •2. Применение общих семафоров для решения задачи «производитель-потребитель» с ограниченным буфером (11, 23) – 157
- •3. Задача замещения при управлению виртуальной памятью, часовой алгоритм.
- •Билет 24
- •1. Понятие потока в ос unix. Создание потока, завершение потока (24) – 106
- •Int pthread_create(pthread_t *tid, const pthread_attr_t *tattr,
- •Void*(*start_routine)(void *), void *arg);
- •Функция для завершения нити (потока) исполнения
- •Int pthread_join(thread_t tid, void **status);
- •Int pthread_detach(thread_t tid);
- •Досрочное завершение потока
- •Int pthread_cancel(pthread_t thread);
- •2. Синхронизирующие примитивы. Решение задачи взаимного исключения с использованием семафоров (7, 8, 19, 20, 24) - 152
- •3. Схемы распределения памяти (18, 24)
- •1. Процессы в ос unix. Порождение процесса (11, 25) – 57
- •2. Задача взаимного исключения. Алгоритм Петерсона
- •3. Виртуальная память. Задачи управления виртуальной памятью (11, 25)
- •Билет 26
- •1. Поток в ос unix. Синхронизация потоков, получение информации о потоке.
- •Int pthread_key_create(pthread_key_t *key, void(*destructor)(void *));
- •Int pthread_setschedparam(pthread_t tid, int policy,
- •Int pthread_getschedparam(pthread_t tid, int policy, struct schedparam *param);
- •Int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *new, sigset_t *old);
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 1 (4, 26) – 142
- •3. Принципы построения ос (7, 19, 26) – 128
- •Билет 27
- •1. Применение мьютексов при взаимодействии потоков в ос unix.
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 2 (2, 6, 15, 27) – 143
- •3. Функции микроядра (4, 12, 15, 27) – 126
- •1. Применение блокировок чтения-записи при взаимодействии потоков в ос unix.
- •2. Взаимодействие процессов. Задача взаимного исключения. Вариант 3 (3, 28) – 144
- •3. Особенности современных операционных систем (2, 28) – 122
- •Концепция ос на основе микроядра
- •Многопоточность
- •Cимметричная многопроцессорность.
- •Распределенные ос
Билет 14
1. Файлы и файловая система в ОС UNIX. Права доступа (3, 14) – 18
В трактовке стандарта POSIX понятие файла охватывает все, что может содержать, потреблять и/или поставлять информацию. Файлы в этой системе также определяют привилегии пользователя, так как права пользователя в большинстве случаев контролируются с помощью прав доступа к файлу.
В стандарте зафиксированы следующие типы файлов:
обычный файл;
каталог;
канал;
файлы устройства
файлы символичной связи (ссылки);
сокет.
Обычный файл представляет собой последовательность байт с возможностью случайного доступа и без какой-либо дополнительной структуры, наложенной операционной системой.
Размер файла определяется количеством байтов и называется длиной файла. Длину файла можно изменить при помощи операции усечения файла. Один и тот же файл может быть открыт несколько раз, причем другими или тем же самым процессом каждое открытие экземпляра файла присваивает уникальный дескриптор файла. Несколько процессов могут использовать один и тот же дескриптор файлов. Работа с файлом производится через индексный дескриптор.
Каталоги - это файлы содержащие имена находящихся в них файлов и указатели (номера) индексных дескрипторов в которых содержится информация о файле. Каталоги определяют положение файла в дереве файловой системы. Программа, имеющая право на чтение каталога может прочесть его содержимое, но только системные вызовы ядра имеют право на запись в каталог. Соотношение номера дескриптора и имени файла называется жесткой ссылкой. Первоначально на диске создается 1 корневой каталог «/» . В котором могут храниться ссылки на другие каталоги. Проходя по вложенности каталогов, получаем полный путь к файлу. Хотя каталоги похожи на обычные файлы, но для работы с ними есть специальные вызовы. Одинаковые имена не могут фигурировать в разных элементах одного каталога, но разные элементы могут ссылаться на один и тот же файл. Количество имен файла определенно в специальном поле, которое называется число жестких связей. Работать с файлом можно через любое имя. Файл будет удален, когда удалят все его имена.
Канал можно представлять себе в виде транспортера (мех-зм межпроцессного взаимодействия), с одной стороны которого находится поставщик (процесс, пишущий в канал), а с другой - потребитель (процесс, читающий из канала). Данные читаются в том же порядке, в каком производилась запись, т. е. с точки зрения структур данных канал - это очередь.
Файлы устройства доступ к устройствам в Unix осуществляется через файлы устройства, которые ведут себя и выглядят как обычные файлы, находящиеся в файловой системе. Его можно открывать читать и записывать в них данные и таким образом взаимодействовать.
- Блочные(Block device)
- Символьные(character device)
Доступ к символьным устройствам осуществляется как к линейной очереди байтов (клавиатура принтер и т.д.). Блочные устройства предоставляют возможность обращения к данным как к массивам. То есть имеется возможность поиска данных по массиву. И пользовательские программы могут производить запись и могут читать данные из произвольной области массива (жесткий диск, флешь память и т.д.)
файлы символичной связи (ссылки) выглядят как обычные файлы. Они имеют свой индексный дескриптор, а данные хранящееся в нем представляют собой путь к некоторому файлу и тогда обращение к нему приводит к переадресации на файл, который указан в теле файла символом связи.
Сокет - Представляет собой расширенную форму межпроцесного взаимодействия. Обеспечивает взаимодействие нескольких машин. Они формируют базис сетевого программирования и программирования для интернета. Существуют различные разновидности сокетов.
Файлы вместе со служебной информацией, хранящейся в объектах, которые называются описателями файлов, объединяются в иерархическую структуру (направленный граф),
именуемую файловой системой. Все неконцевые вершины графа (т. е. вершины, откуда выходит хотя бы одна дуга) являются каталогами; все концевые имеют другие типы.
Каждый файл имеет имя, определяющее его расположение в файловой системе.
Корнем этого дерева является корневой каталог. Его имя ‘ / ’
Все файлы имеют имена, которые представляют собой путь (список каталогов который необходимо пройти, чтобы достигнуть файла).
Имя, начинающееся с ‘/’ называют полным именем файла. Можно указать относительное имя файла тогда поиск будет начат от текущего каталога.
Важно, что имя файла является атрибутом файловой системы, а не набора данных, на каком- то носителе. Каждый файл имеет метаданные для связи с ним.
Метаданные – набор данных определяющих характер файла.
Они хранятся в индексных дескрипторах, и имя файла в файловой системе является указателем на индексный дескриптор inode.
Все файлы в Unix имеют двух владельцев (пользователь и группа пользователей). Пользователь владеющий файлом может не принадлежать к группе владеющей файлом.
>ls -l // Выводит полную информации о каталоге.
Права на файл назначаются владельцем файла. Владельцем созданного файла назначается идентификатор пользователя того процесса который создал файл. Правило назначения группы: в большинстве ОС группой владельцем становится первичная группа пользователя, которая инициировала создание файла. Владение файлом определяют набор операций, которые пользователь может совершить с файлом. Некоторые действия над файлом (изменение прав доступа или изменение владельца файла) может определять только владелец файла или root. Но ряд других операций (чтение, запись) отдельно определены для разных категорий пользователей.
В ОС Unix существует три базовых класса доступа к файлу:
- пользователь, владеющий файлом;
- пользователь, относящийся к группе владеющей файлом;
- остальные (остальные кроме root).
И для каждого класса устанавливаются 3 типа прав доступа:
- чтение;
- запись;
- выполнение.
Пример: rwx r-x rw-
Владелец группа остальные
Команда интерпретатор:
Д ля просмотра содержимого необходимо r. Для изменения содержимого необходимо w. Для запуска на выполнение необходимо x.
Интерпретация прав доступа по отношению к каталогу
Право чтения каталога позволяет получить только имена файлов находящихся в этом каталоге. Для подробной информации необходимо обращаться к метаданным файла, а это требует права на выполнение по отношению к каталогу.
Права на запись по отношению к каталогу необходимы при создании и удалении файла. При этом не учитываются права доступа к самому файлу.
Порядок действия ОС при проверке прав доступа. При инициализации действий над файлом выполняется проверка прав доступа:
Если это root действие разрешается и дополнительной проверки не производится.
Если действие запрашивается владельцем файла, то проверяется наличие права на запрашиваемое действие.
Если действие запрашивается пользователем, входящим в группу владеющую файлом, то проверяется наличие права на запрашиваемое действие.
Если действие запрашивается другим пользователем, то проверяется наличие права на запрашиваемое действие.
Есть системные вызовы, которые позволяют изменить права доступа к файлу:
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>