Билеты (Graur) (Экзамен), страница 3

162БИЛЕТ 47 .RAID СИСТЕМЫ. ................................................................................................................................. 164БИЛЕТ 48 OC UNIX: РАБОТА С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ .............................................................................. 170ФАЙЛЫ УСТРОЙСТВ, ДРАЙВЕРЫ ........................................................................................................................... 170БИЛЕТ 49. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА В ОС UNIX. СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ОБМЕНА С ФАЙЛАМИ.БУФЕРИЗАЦИЯ ОБМЕНОВ С БЛОКООРИЕНТИРОВАННЫМИ УСТРОЙСТВАМИ.

........................................................ 173Буферизация при блок-ориентированном обмене ...................................................................................... 174БИЛЕТ 50. УПРАВЛЕНИЕ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТЬЮ ............................................................................................. 177БИЛЕТ 51 УПРАВЛЕНИЕ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТЬЮ. СТРАНИЧНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ. .......................................... 181СТРАНИЧНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ............................................................................................................................

181БИЛЕТ 1 Поколения компьютеров1.1. Первое поколение компьютеров.В них использовались электронно-вакуумные лампы.Конец 40-х-начало 50-х годов 20 века. ENIAC (1946 год, Пенсильванскийуниверситет США). Для решения задач с ядерным оружием. Компьютер состоял изоперативной памяти, процессора, устройства печати данных на узкой ленте. Этимашины использовались в однопользовательском режиме.

Программа и данныевводились в оперативную память, потом запускались. Пользователь вводил впамять машины команды. Результаты появлялись на печати. В случае ошибкимашина останавливалась. На лампочках загоралась ошибка. Средствопрограммирования – машинный язык (машинный код). Пользователь должен былзнать эти коды и программировать на них. В таких машинах частота аппаратныхсбоев была достаточно высокой. Позднее аппаратный загрузчик упрощал вводданных в оперативную память.Первые решения в области операций программирования: появлениеассемблеров и автокодов. Появление служебных программ, которые переводилипрограммы с языка Ассемблер на язык машинного кода. зарождение класса сервисных, управляющих программ Зарождение языков программирования Однопользовательский, персональный режим1.2.

Второе поколение компьютеров.Компьютеры второго поколения построены на полупроводниковыхприборах: диодах и транзисторах. (конец 50-х вторая половина 60) Они потребляютменьше электроэнергии и являются более производительными: выполняютнесколько миллионов операций в секунду. Создаются новые внешние устройства,совершенствуется программное обеспечение.Пакетная обработка программ:Формируется пакет программ. Это были программы для последовательноговыполнения. Этот пакет мог представляться как стопка перфокарт, данные намагнитной ленте, перфоленты.

Наличие специальной управляющей программы,позволяло координировать обработку заданий из пакета и определять момент,когда программа могла начать выполняться.В случае ошибки управление также передавалось на управляющуюпрограмму. Такую систему называли мониторной.Следующий этап – появление компьютеров, в которых поддерживалсярежим мультипрограммирования. На обработке находилось сразу несколькопрограмм.

Центральным процессором выполнялась одна программа, другиеожидали или занимались обменом. С появлением таких компьютеров появляютсяоперационные системы.БЭСМ-6: развита система управляющих программ. Автор математическогообеспечения – Королев Л.Н. Архитектура этих машин – предел развития машинвторого поколения.

Расширился спектр задач, для решения которыхиспользовались компьютеры.Языки управления заданиями.Появляетсяпроблемадружественностипрограммныхобъектов(интерфейсов). Командные языки упростили работу пользователя с системой.Развиваются средства программирования, доступные для пользователя.Появляются языки высокого уровня. Начинается борьба за аппаратнуюнезависимость команд. Появилась новая задача: упростить процесспрограммирования посредством использования языков высокого уровня.Появляются проблемно-ориентированные языки программирования.Появились первые прообразы файловых систем. Нужно было хранитьданные вне оперативной памяти. Появление файловых систем упростило процессорганизации и хранения данных на внешних устройствах.

Появилось понятиеименованного набора данных - абстракция пользователя от внешних устройств(виртуальные устройства). пакетная обработка заданий мультипрограммирование языки управления заданиями файловые системы виртуальные устройства1.3. Третье поколение – компьютеры на интегральных схемах.Элементная база третьего поколения компьютеров (конец 60-х – начало 70-хгодов 20 века) – интегральные схемы. Такие устройства потребляли меньшеэлектроэнергии.

Характерны более компактные размеры вычислительной техники.Основная особенность – унификация программных и аппаратных узлов иустройств. Как следствие такой унификации – появление семейств компьютеров.Появляется возможность аппаратной модификации компьютеров, а такжеунификация программных интерфейсов.Программа, работающая на младшей модели, должна была работать и настаршей модели.

Появление семейств компьютеров создало возможностьувеличения сроков жизни программных систем.В операционной системе появляются драйверы устройств. Появляютсяправила разработки драйверов, а также внесение в систему новых драйверов.Развитие получили концепции виртуальных устройств, управляющиепрограммы которых представляли унифицированный интерфейс.1.4. Компьютеры четвертого поколения и далее.Их элементная база – большие и сверхбольшие интегральные схемы.Устройства – законченные функциональные узлы компьютера.

Микропроцессор –реализация функционального узла компьютера.Происходит революция в области размеров компьютера, “дружественность”пользовательских интерфейсов, развитие и массовое использование сетей ЭВМ.Появились новые функции в операционной системе: проблемы безопасностихранения и передачи данных. Массово формируются многопроцессорные системы.Параллельные системы становятся массовыми. «дружественность» пользовательских интерфейсов сетевые технологии безопасность хранения и передачи данныхБилет №2 Структура Вычислительной системы. РесурсыВС – физические ресурсы, виртуальные ресурсы.Уровень операционной системы.Вычислительная система (ВС) – совокупность аппаратных и программныхсредств, функционирующих в единой системе и предназначенных для решениязадач определенного класса.Вычислительная система – это результат интеграции.Вычислительная система ориентирована для решения задач определенногокласса.Структура вычислительной системы:5.

Прикладные системы4. Системы программирования3. Управление логическими ресурсами2. Управление физическими ресурсами1. Аппаратные средства ВСАппаратный уровень вычислительной системыОпределяется наборами аппаратных компонентов и их характеристиками,используемыми вышестоящими уровнями иерархии и определяющими воздействиена них.Физические ресурсы: процессор, оперативная память, внешнее устройство.Характеристики:1. Правила программного использования, которые определяют возможностькорректного использования в программе.2.

Производительность или емкость: тактовая частота, длина обрабатываемогомашинного слова.3. Степень занятости или используемости данного физического ресурса.Нет единого правила формирования этих характеристик. Мы можемопределить, какие компоненты соответствуют данному физическому ресурсу.Средства программирования, доступные на аппаратном уровне:1. Система команд компьютера.2. Аппаратные интерфейсы программного взаимодействия с физическимиресурсами.2.2. Управление физическими ресурсамиНазначение – систематизация и стандартизация правил программногоиспользования физических ресурсов.Драйвер физического устройства – программа, основанная наиспользовании команд управления конкретного физического устройства ипредназначенная для организации работы с данным устройством.Появились специализированные устройства – драйверы физическихустройств.Предоставление унифицированного интерфейса для программногоиспользования.Драйвер физического устройства решал задачи:1.

Сокрытие от пользователя некоторых нюансов.2. Предоставление упрощенного интерфейса для упрощенного доступа кданному физическому ресурсу.С помощью драйвера мы можем читать и писать поблочно. Драйверпозволяет работать с записями определенной длины. Два драйвера: одинобеспечивает блочный обмен, другой – работу с записями произвольной длины.В программном обеспечении появились драйверы, которые достаточнохорошо были отлажены. Надежность программного обеспечения повысилась.Упрощенные интерфейсы привели к преобразованию программы для работыс другим драйвером.

Программист должен был быть знаком со всемиинтерфейсами и драйверами физических устройств. Возникла проблема: программаи пользователь должны были модифицироваться каждый раз при смене устройств.Для решения этих проблем появляется следующий уровень:2.3.

Управление логическими/виртуальными ресурсами.Логическое/виртуальное устройство (ресурс) – устройство, некоторыеэксплуатационные характеристики которого реализованы программным образом.Драйверлогического/виртуальногоресурса–программа,обеспечивающая существование и использование соответствующего ресурса.Этот уровень ориентирован на пользователя. Команды данного уровня независят от физических устройств, они обращены к предыдущему уровню. На базеэтого уровня могут создаваться новые логические ресурсы.При организации драйвера могут использоваться драйвера физических илилогических/виртуальных устройств.Система поддерживает иерархию драйверов.

Многоуровневая унификацияинтерфейса.Ресурсы вычислительной системы – совокупность всех физических ивиртуальных ресурсов. Одной из характеристик ресурсов является их конечность,следовательно, возникает конкуренция за обладание ресурсом между егопрограммными потребителями.Средства программирования, доступные на уровнях управления ресурсамиВС: система команд компьютера программные интерфейсы драйверов устройств (как физических, так ивиртуальныхОперационная система – это комплекс программ, обеспечивающий управлениересурсами вычислительной системы. Пользователю же доступна система команд.Разветвленная иерархия виртуальных и физических устройств.Драйверы можно разделить на 3 группы:1) драйверы физических устройств2) драйверы устройств аппаратного типа3)драйверы виртуальных устройствБилет №3 Структура вычислительной системы.

РесурсыВС – физические, виртуальные. Уровень системпрограммирования.Система программирования – это комплекс программ, обеспечивающий поддержаниежизненного цикла программы в вычислительной системе.Жизненный цикл программы в вычислительной системе состоит из четырехосновных этапов:1.Проектирование программного продукта. Состоит из несколькихвзаимосвязанныхмеждусобойдействий:исследование,характеристика объектов вычислительной системы, модельфункционирования,характеристикаинструментальнойвычислительной системы, алгоритмы и инструментальные средства,априорная оценка.2.Кодирование (программная реализация). Построение кода наоснованииспецификацийприиспользованииязыковпрограммирования и трансляторов.