Шпоры (Шпаргалки)
Описание файла
Файл "Шпоры" внутри архива находится в папке "Шпаргалки". Документ из архива "Шпаргалки", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "системное программное обеспечение (спо)" из 9 семестр (1 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "к экзамену/зачёту", в предмете "системное программное обеспечение (спо)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Шпоры"
Текст из документа "Шпоры"
СПО – это ОС, системы программирования, утилиты, интерфейсные оболочки для вз-я пользователя с системой. Структура ВС: - аппаратные средства; - управление физ. устройствами; - управление лог. устройствами; - интерфейсные оболочки и среды; - система программирования; - прикладные программы. Аппаратные средства. Ресурсы – это то, что может располагаться внутри системы. Ресурсы ВС разделяются на два типа: - не участвующие в управлении программой (объем винч.) - участвующие в управлении программой (размер ячейки памяти, объем оперативной памяти). Ресурсы второго типа называются физическими ресурсами аппаратуры. Управление физическими устройствами осуществляют программы, ориентированные на аппаратуру, взаимодейств. с аппаратными структурами, знающие "язык" аппаратуры. Управление логическими устройствами. Этот уровень ориентирован на пользователя. Команды данного уровня не зависят от физических устройств, они обращены к предыдущему уровню. На базе этого уровня могут создаваться новые логические ресурсы. Система программирования — это комплекс программ для поддержки всего технологического цикла разработки программного обеспечения. Прикладное программное обеспечение необходимо для решения задач из конкретных областей. Ресурсы под управлением ОС:
Время ЦП является наиболее критичным ресурсом с т.з. ЦП. Для эффективного использования времени ЦП требуется сложный механизм разделения времени. Планирование доступа к опер. неотъемлемо от планирования доступа к ЦП.
Основной функцией ЦП является обработка информации и взаимодействие с устройствами. Обмениваться данными ЦП может только с ОЗУ. В ОЗУ размещается выполняемая в данный момент программа. ОЗУ состоит из ячеек памяти. Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес, и каждая разбита на два поля: поле внутрисистемной информации (которое, например, может содержать бит четности) и машинное слово, содержащее команду или данные. Машинное слово состоит из некоторого количества двоичных разрядов, которое определяет разрядность системы. ЦП выбирает из ОЗУ последовательность команд для выполнения. ЦП состоит из двух компонентов: - Устройство Управления (УУ) принимает очередное слово из ОЗУ и разбирается — команда это или данные. Если это команда — то УУ выполняет ее, иначе передает АУ. - Арифметическое Устройство (АУ) занимается только вычислениями. УУ работает с регистровой памятью, время доступа к которой значительно быстрее, чем к ОЗУ, и которая используется специально для сглаживания дисбаланса в скорости обработки информации процессором и скорости доступа к ОЗУ. В процессоре имеются устройства, способные хранить некоторую информацию. К этим устройствам возможен доступ прямым или косвенным способом из программы, выполняемой на машине. При этом есть группа регистров, которые называются регистрами общего назначения, которые доступны из всех команд. Эти регистры могут обладать свойством хранения и обработки определенных типов данных. При этом скорость доступа к регистрам общего назначения соизмерима со скоростью обработки информации в процессоре. При умелом программировании можно использовать регистры общего назначения в целях сокращения числа обращений к оперативной памяти. Существуют регистры системного назначения. Делятся на 2 подгруппы: 1. Первая подгруппа — это регистры, отвечающие за состояние исполняемой программы (счетчик команд). Этот регистр содержит адрес исполняемой в данный момент команды. Этот регистр можно изменять только косвенно, передавая управление куда-то. Второй регистр из этой же подгруппы — регистр результата (flags), содержащий флаги результата выполнения последней команды. По значению этого регистра можно организовывать те или иные действия. К этой подгруппе относится также регистр указателя стека. Есть команды, которые работают со стеком. Эти команды обычно используются для программирования переходов из функции и в функцию. Стек в системе используется для передачи параметров и организации автоматической памяти. 2. Вторая подгруппа регистров — это управляющие регистры. В любой ВС имеются регистры, которые служат для связи ЦП с внешним миром. Эти регистры связываются с УУВУ, и через эти регистры процессор может организовывать управление внешними устройствами. Условия мультипрограммирования
9. Операционная система. Структура, функции. Классификация ОС. Под ОС понимают комплекс программ, функциями которого является контроль за использованием и распределением ресурсов вычислительной системы. Логические ресурсы – процесс, вирт. адресное простр-во. Физические ресурсы – ЦП, ОП, ВУ. Функции
Практически любая ОС имеет понятие ядра. Ядром обычно является резидентная часть ОС (то есть та часть, которая не участвует в свопинге), работающая специализированном режиме. В функции ядра входит базовые средства управления ОС, обработка прерываний, а также может входить набор программ, обеспечивающих управление некоторыми физическими устройствами. Например, в ядро ОС должен входить драйвер ОЗУ. Далее вокруг ядра наращиваются программы управления ресурсами вычислительной системы. Первый уровень в основном состоит из программ управления физическими устройствами или драйверов физических устройств. Следующий уровень — это управление логическими устройствами. И так далее — таких уровней может быть достаточно много. Следует отметить, что вовсе необязательно все компоненты ОС работают в режиме супервизора (в режиме операционной системы). Второе — вовсе необязательно все части ОС расположены резидентно в ОЗУ. Наоборот, многие из функций ОС реализуются в режиме пользовательской программы. Для них режима супервизора не требуется. Управление использованием времени ЦП ОС можно разделить на 3 класса по выбору алгоритма активного процесса: 1. Пакетные ОС (IBM 360, OC EC) Допустим есть несколько задач. Для того чтобы ЦП как можно меньше простаивал, мы организуем мультипрограммирование. Алгоритм передачи ЦП от одного процесса к другому будет следующий — если ЦП выделен одному из процессов, то он будет владеть ЦП до одного из следующих моментов:
Как только наступило одно из перечисленных событий — ЦП передается следующему процессу. Количество таких передач минимизировано. 2. Системы разделения времени
Т.е. это многопользовательские системы. 3. Системы реального времени (QNX) Она должна давать отклик на любое непредсказуемое внешнее воздействие в течение предсказуемого интервала времени. Т.е. в системе есть события, которые должны быть обработаны в любой ситуации в период за некоторое заданное время. Управление подкачкой и буфером ввода В реальных ОС буфер подкачки и буфер ввода совмещены. Буферизацию можно отнести к одной из основных функций ОС. В системе существует структура данных фиксированного размера. Ее называют buffer pool. Ядро оптимизирует работу системы с помощью снижения кол-ва обращений к ВЗУ путем буферизации большинства операций ввода/вывода в буферном пуле. Буферный пул – набор буферов, которые используются для кэширования блоков файла в ОЗУ. Это позволяет оптимизировать работу ОС. Управление разделяемыми ресурсами Для реализации этого во многих ОС имеется средство передачи между процессами сигналов, то есть возникает некоторая программная эмуляция прерывания. Один процесс передает сигнал другому процессу, и в другом процессе происходит прерывание и передача управления на некоторую предопределенную функцию, которая должна обработать этот сигнал. Классификация по типу ядра 1. Монолитное ядро (компилир. как одна программа). 2. Слоистое ядро (все компоненты ОС образуют уровни с продуманным интерфейсом; работают в привил. режиме). 3. Микроядро (ядро вып. мин. ф-ций по управл. аппаратурой; функции высокого уровня выполняют спец. компоненты ОС) Дисциплины диспетчеризации. 1. Для пакетных систем.
Все эти дисциплины относятся к классу систем, которые используют невытесняющую многозадачность, => при использовании этих дисциплин не требуется вмешательства в код вычислений и перераспределения времени ЦП. 2. Для систем с разделением времени используется дисциплины с диспетчеризацией.
При невытесн. многозад. механизм распр-я времени ЦП распределен между центр. системой и диспетчером задач. 14. Планирование процессов в UNIX. Правила планир-я. Планирование основывается на понятии приоритета. Чем выше числовое значение приоритета, тем меньше приоритет. Приоритет процесса — это параметр, который размещен в контексте процесса, и по значению этого параметра осуществляется выбор очередного процесса для продолжения работы или выбор процесса для его приостановки. В вычислении приоритета используются две составляющие — P_NICE и P_CPU. P_NICE — это пользовательская составляющая приоритета. Она наследуется от родителя и может изменяться по воле процесса. P_CPU — это системная составляющая. Она формируется системой следующим образом: по таймеру через предопределенные периоды времени P_CPU увеличивается на единицу для процесса, работающего с процессором. Формула вычисления приоритета такова: ПРИОРИТЕТ = P_USER + P_NICE + P_CPU Константа P_USER различается для процессов операционной системы и остальных пользовательских процессов. Для процессов операционной системы она равна нулю, для процессов пользователей она равна некоторому значению. Правила планирования 1. Каждую секунду планировщик пересчитывает приоритеты всех готовых процессов системы и объединяет их в несколько очередей приоритета. 2. Каждые 0,1 сек. планировщик выбирает процесс с самым высоким приоритетом в очереди приоритета и выделяет ему время ЦП. 3. При каждом аппаратном прерывании таймером (100 р. в 1 сек.) увеличивается счетчик импульсов времени процесса . Каждый 4-й импульс планировщик повторно вычисляет значение приоритета. 15. Swapping. Paging. Пространство обмена, или swap space – это непрерывная область диска, кот. расположена отдельно и предназначена для эффективной подкачки страниц в ОЗУ и соотв. откачки обратно на диск. Пр-во обмена может находится как на корневом устройстве, так и на отдельном диске, чтобы доступ и подкачка были одновременными. Сведения о состояния swap space поддерживается спец. структурой ядра swap map. Эта карта нужна для отслеживания сост. блоков в самой области обмена. Карта обмена автоматически объединяет любые свободные смежные боки в отдельные большие участки памяти. Кроме того, каждый элемент таблицы страниц включает 3 важных поля:
Освобождение страниц в ОЗУ происходит с помощью демонов страниц (daemon). 16. Файловая система и ее функции. Св-ва файла. Файловый указатель. Индексный дескриптор. Файловая система — это компонент ОС, обеспечивающий организацию создания, хранения и доступа к именованным наборам данных. Эти именованные наборы данных называются файлами. Файловая система UNIX характеризуется:
Иерархическая файловая система Все файлы файловой структуры строятся в дерево. Корнем дерева является так называемый корень файловой системы. Если узел дерева является листом, то это файл, который может содержать либо данные, либо являться каталогом. Узлы, отличные от листьев являются каталогами. Файл в Unix – это последовательность битов. Свойства файлов: 1. Файл — это некий объект, имеющий имя и позволяющий оперировать с содержим файла, через ссылку на это имя. 2. Файл независим от расположения. 3. Защита файлов. Функции ФС: - Открыть файл для работы в данном процессе. - Чтение/запись. - Управление файловым указателем. - Закрытие файла. Файловый указатель
Указатель - это некоторая переменная, доступная для программы. Она создается в момент открытия файла. После каждого обмена указатель показывает на следующий блок (относительный адрес по файлу), с которым можно произвести обмен. Это означает, что если в какой-то момент мы из какой-то позиции читаем блок данных, то указатель переносится на следующий блок. То же самое происходит и при записи. |
