Билеты (Graur) (Экзамен), страница 7

Возможно два варианта выделения ресурсов процессу:

• предварительная декларация использования тех или иных ресурсов (до начала выполнения процесса в систему передается перечень ресурсов, которые будут использованы процессом);

• Динамическое пополнение списка принадлежащих процессу ресурсов по ходу выполнения процесса при непосредственном обращении к ресурсу.

Реальная схема зависит от конкретной ОС. На практике возможно использование комбинации этих вариантов. Для простоты изложения будем считать, что модельная ОС имеет возможность предварительной декларации ресурсов, которые будут использованы процессом.

Любая ОС должна удовлетворять следующим свойствам:

• надежность

• защита

• эффективность

• предсказуемость

Типовая структура ОС.

Ядро – резидентная часть ОС, работающая в режиме супервизора. В ядре размещаются программы обработки прерываний и драйверы наиболее «ответственных» устройств. Это могут быть и физические, и виртуальные устройства. Например, в ядре могут располагаться драйверы файловой системы, ОЗУ. Обычно ядро работает в режиме физической адресации.

Следующие уровни структуры – динамически подгружаемые драйверы физических и виртуальных устройств. Это драйверы, добавление которых в систему возможно «на ходу» без перекомпоновки программ ОС. Они могут являться резидентными и нерезидентными, а также могут работать как в режиме супервизора, так и в пользовательском режиме.

Можно выделить следующие основные логические функции ОС:

• управление процессами;

• управление ОП;

• планирование;

• управление устройствами и ФС.

Билет 19 Типы операционных систем

Пакетная ОС

Пакет программ – совокупность программ, для выполнения каждого из которых требуется некоторое время работы процессора. Этот тип был на первых компьютерах. Пакет программ – стопка перфокарт.

Стратегия переключения с одного процесса на другой, если

а)выполняемый процесс завершен

б)возникло прерывание по обмену в выполняемом программе

в)зафиксировался факт зацикливания.

Системы разделения времени

Квант времени ЦП – некоторый фиксированный ОС промежуток времени работы ЦП

ЦП предоставляется процессу на один квант времени. Меняя размер кванта можно получить различные характеристики ОС. Большой квант времени удобен для отладки.

Если квант времени устремить к нулю, то у пользователя создается впечатление, что он работает один на этой ОС. Это происходит потому, что критерий эффективности с точки зрения человека – через сколько компьютер реагирует на действия человека.

Переключение выполнения процессов происходит только в одном из случаев:

- Исчерпался выделенный квант времени

- Выполнение процесса завершено

- Возникло прерывание

- Был фиксирован факт зацикливания процесса

Системы реального времени

являются специализированными системами в которых все функции планирования ориентированы на обработку некоторых событий за время, не превосходящее некоторого предельного значение

Критерий качества – обработка любого события за некоторый гарантированный промежуток времени (бортовой компьютер, автопилот…)

Реально (за исключением систем реального времени, которые могут быть разные по областям применения, важности серьезности и т.д.) используются комбинации пакетных и систем разделения времени друг в друге и с различными стратегиями

Сетевые, распределенные ОС

Сетевая ОС –

Мы имеем физическую сеть в которой подключенные компьютеры взаимодействуют с помощью протоколов, сетевая ОС предоставляет пользователям распределенные прикладные приложения.

Распределенная ОС –

Состоит из ядра, локализованного в рамках одного компьютера, и остальных функций распределенных по компьютерам сети.

Проблема распределения файловой системы

Билет 20 Модель организации взаимодействия в сети ISO/OSI

Необходима аппаратная стандартизация. Предложена модель семиуровневого взаимодействия в сетях.

Основные проблемы: 1. Стандартизация программного обеспечения, устройств и т.д. С развитием сетей та проблема увеличивалась. Сети создавались как корпоративные, локальные. Каждое решение было уникальным. (каналы связи, формат передаваемой информации, программный интерфейс), следовательно перенос сетевой программы с одного компьютера на другой был невозможен, либо сильно затруднен. Т.к. мир существует на объединении и разделении предприятий, это было очень неудобно. Возникла необходимость стандартизации.

OSI – системы открытых интерфейсов.

1..7 – все возможные уровни взаимодействия компьютеров в сети

Каждый уровень использует логически целостный набор действий и форматов данных, предназначенных для передачи информации между взаимодействующими в сети ВС. регламентации программных или аппаратных средств.

В каждом уровне модель ISO/OSI предполагает наличие некоторого количества протоколов, каждый из которых может осуществлять взаимодействие с одноименным протоколом на другой взаимодействующей машине (возможно виртуальной).

1.Физический уровень На этом уровне однозначно определяется физическая сфера передачи данных и форматы передаваемых сигналов. На этом уровне решаются вопросы взаимосвязи в терминах сигналов. Этот уровень однозначно определяется физической средой, используемой для передачи данных и отвечает за организацию физической связи между устройствами и передачи данных в сети.

2 . Канальный уровень Обеспечивает управление доступом к физической среде передачи данных, в частности обеспечение синхронизации передачи данных. Формализуются правила передачи данных.Решаются задачи обнаружения и синхронизации ошибок.

3.Сетевой уровень Решается вопрос управления связью между взаимодействующими компьютерами. Решается задача

маршрутизации. и адресацией в сети.

4. Транспортный уровень (уровень логического канала) Решаются проблемы управления и передачи данных локализация и обработка ошибок, сервис передачи данных.

5.Сеансовый уровень Управление сеансами связи. Синхронизация отправки и приема данных.Управление подтверждением полномочий. Обработка внештатных ситуаций. прерывания/продолжения работы в тех или иных внештатных ситуациях, управление подтверждением полномочий (паролей).

6.Представительский уровень Разрешается проблема унификации кодировок. Уровень представления данных. На этом уровне находятся протоколы, реализующие единые соглашения перевода из внутреннего представления данных конкретной машины в сетевое и обратно.

7. Прикладной уровень Осуществляет стандартизацию взаимодействия с прикладными системами.

Основные понятия

Протокол – формальное описание сообщений и правил, по которым сетевые устройства (вычислительные системы) осуществляют обмен информацией.

или

Правила взаимодействия одноименных уровней.

Интерфейс – правила взаимодействия вышестоящего уровня с нижестоящим.

Служба или сервис – набор операций, предоставляемых нижестоящим уровнем вышестоящему.

Стек протоколов – перечень разноуровневых протоколов, реализованных в системе

Логическое взаимодействие сетевых устройств по i-ому протоколу

Для организации взаимодействия при передаче сообщений от одного уровня к соседнему, существуют стандартизованные соглашения, которые называются интерфейсами.

Таким образом, данные от одной прикладной программы до другой прикладной программы в сети проходят путь от уровня протоколов прикладных программ до физического уровня на ВС, отправляющей данные, и далее на ВС, принимающей данные, они проходят этот путь обратном порядке.

Билет 21 Семейство протоколов TCP/IP

Соответствие модели ISO/OSI модели семейства протоколов TCP/IP

У ровень доступа к сети. Стандартизация доступа к сети. Состоит из подпрограмм доступа к физической сети. Модель TCP/IP не разделяет два уровня модели OSI – канальный и физический, а рассматривает их как единое целое.

Межсетевой уровень

Работает с дейтаграммами, адресами, выполняет маршрутизацию и «прикрывает» транспортный уровень от общения с физической сетью. Однако, в отличие от сетевого уровня модели OSI, этот уровень не устанавливает соединений с другими машинами.

Протоколы уровня доступа к сети используют при передаче и приеме данных пакеты, называемые фреймами. На межсетевом уровне используются дейтаграммы

3. Транспортный уровень. Обеспечивает доставку данных от компьютера к компьютеру, обеспечивает средства для поддержки логических соединений между прикладными программами. В отличие от транспортного уровня модели OSI, в функции транспортного уровня TCP/IP не всегда входят контроль за ошибками и их коррекция. TCP/IP предоставляет два разных сервиса передачи данных на этом уровне.

  Уровень транспортных протоколов семейства представляется двумя протоколами TCP и UDP. Протокол TCP оперирует сегментами. UDP – пакетами. На уровне прикладных программ, системы построенные на использовании протокола TCP используют поток данных, а системы использующие UDP - сообщения.

4. Уровень прикладных программ Состоит из прикладных программ и процессов, использующих сеть и доступных пользователю. В отличие от модели OSI, прикладные программы сами стандартизуют представление данных

Свойства протоколов семейства TCP/IP

•Открытые стандарты протоколов, которые поддерживаются почти всеми операционными средами и вычислительными платформами независимо от аппаратного обеспечения сети аппаратных данных.

• независимость от аппаратного обеспечения сети передачи данных

• обладает уникальным системным именованием сетевых устройств, что позволяет любому устройству единым образом адресоваться в этой сети.

• Стандартизованные протоколы прикладных программ

Взаимодействие между уровнями протоколов TCP/IP

Уровень доступа к сети. Протоколы на этом уровне обеспечивают систему средствами для передачи данных другим устройствам в сети. Они определяют, как использовать сеть для передачи дейтаграмм IP. В отличие от протоколов более высоких уровней, протоколы этого уровня должны знать детали физической сети (структуру пакетов, систему адресации и т.д.), чтобы правильно оформить передаваемые данные.

Межсетевой уровень. Протокол IP

•Функции протокола IP

формирование дейтаграмм

поддержание системы адресации

обмен данными между транспортным уровнем и уровнем доступа к сети

организация маршрутизации дейтаграмм

разбиение и обратная сборка дейтаграмм

IP является протоколом без логического установления соединения. Это значит, что он не обменивается контрольной информацией для установки соединения, перед началом передачи данных. IP оставляет другим протоколам право устанавливать соединения – этим занимается либо протокол TCP, либо сами прикладные программы.

Протокол IP не обеспечивает обнаружение и исправление ошибок

Одним из основных свойств протокола IP является система адресации, которая обеспечивает уникальное именование любого сетевого устройства.

Устройство будем считать сетевым, если с ним ассоциирован некоторый стек протоколов)

Система адресации протокола IP

IP адрес представляется последовательностью четырех байтов. В адресе кодируется уникальный номер сети, а также номер компьютера (сетевого устройства в сети).

. Для представление содержимого IP адреса используется последовательность цифр:

N1.N2.N3.N4 ,

где Ni – десятичное представление содержимого i – го байта адреса.

Типы адресов

A номер сети <=126, уникальные сети, которые исторически принадлежат крупным мировым корпорациям.

С самые распространенные.