Метода по инфе к экзамену, страница 5

В некоторых компьютерах этирегистры являются частью физического адресного пространства. В такихкомпьютерах нет специальных операций ввода-вывода. В других компьютерахадреса регистров ввода-вывода, называемых часто портами, образуютсобственное адресное пространство за счет введения специальных операцийввода-вывода (например, команд IN и OUT в процессорах i86).ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера.Например, контроллер гибкого диска IBM PC принимает 15 команд, таких какREAD, WRITE, SEEK, FORMAT и т.д.

Когда команда принята, процессороставляет контроллер и занимается другой работой. При завершении командыконтроллер организует прерывание для того, чтобы передать управлениепроцессором операционной системе, которая должна проверить результатыоперации.

Процессор получает результаты и статус устройства, читаяинформацию из регистров контроллера.2.16 Компоненты операционных систем. Управление процессами.Ресурс – средство, за которое должны конкурировать все параллельновыполняющиеся программы.Процесс (задача) – программа + ее данные на стадии выполнения.Процессы конкурируют за использование ресурсов.•Мультипрограммная пакетная обработкаСистемы пакетной обработки предназначены для решения задач в основномвычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработкиявляется максимальная пропускная способность, то есть решениемаксимального числа задач в единицу времени.•ОС реального времениСистемы реального времени применяются для управления различнымитехническими объектами.

Критерием эффективности для систем реальноговремени является их способность выдерживать заранее заданные интервалывремени между запуском программы и получением результата (управляющеговоздействия). Это время называется временем реакции системы, асоответствующее свойство системы – реактивностью.Программы работают по приоритетам. Выше приоритет – тем быстреепрограмма должна выйти из состояния блокировки.•ОС с разделением времениСистемы разделения времени призваны исправить основной недостатоксистем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста отпроцесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделениявремени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог сосвоей программой.Процессорное время выделяется поочередно – по кванту времени.2.17 Компоненты операционных систем.

Управлениепроцессором.Возникновение прерывания (откуда берется):•зарос на прерывание самой программой•автоматически (деление на «0» -- ошибка)•ввод-вывод•прерывание схемами контроля•внешнее прерывание•получение сигнала от таймераОбработка прерывания:1. При возникновении прерывания сохраняется в ОП адрес очереднойподлежащей выполнению команды (ведь какой-то процесс выполнялся же),регистр флагов и устанавливается флаг запрета2. В процессор загружается адрес обраотчика прерывания и его регистр флагов3. Обработчик выполняет свою работу используя данные из регистра какдополнительную информацию, если запрос был сделан программой4. Выполнившись, из ОП загружается обратно регистр флагов, снимается флагзапрета и выполняется очередная команда.2.18 Компоненты операционных систем. Управление системой.Набор средств, с помощью которых пользователь может управлять вычислительнойсистемой.Скандиск, дефраг2.19 Выполнение программ под управлением операционнойсистемы.ОС выделяет страничку или сегмент памяти, и туда загружает программу.

И дальшеона выполняется. В зависимости от ОС (реального времени, пакетной обработки,разделения времени), происходит переключение ЦП на выполнение другихпроцессов.Выполнение команд процессором смотри выше.2.20 Режимы работы операционных систем: пакетный,разделения времени, реального времени•Мультипрограммная пакетная обработкаСистемы пакетной обработки предназначены для решения задач в основномвычислительного характера, не требующих быстрого получения результатов.Главной целью и критерием эффективности систем пакетной обработкиявляется максимальная пропускная способность, то есть решениемаксимального числа задач в единицу времени.•ОС реального времениСистемы реального времени применяются для управления различнымитехническими объектами.

Критерием эффективности для систем реальноговремени является их способность выдерживать заранее заданные интервалывремени между запуском программы и получением результата (управляющеговоздействия). Это время называется временем реакции системы, асоответствующее свойство системы – реактивностью.Программы работают по приоритетам. Выше приоритет – тем быстреепрограмма должна выйти из состояния блокировки.•ОС с разделением времениСистемы разделения времени призваны исправить основной недостатоксистем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста отпроцесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделениявремени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог сосвоей программой.Процессорное время выделяется поочередно – по кванту времени.2.21 Алгоритмы. Свойства алгоритмов.В старой трактовке алгори́тм — это точный набор инструкций, описывающихпоследовательность действий некоторого исполнителя для достижения результата,решения некоторой задачи.

По мере развития параллельности в работекомпьютеров слово «последовательность» стали заменять более общим словом«порядок». Это связано с тем, что какие-то действия алгоритма должны бытьвыполнены только друг за другом, но какие-то могут быть и независимыми.Понятие алгоритма необязательно относится к компьютерным программам, так,например, чётко описанный рецепт приготовления блюда также являетсяалгоритмом, в таком случае исполнителем является человек. Однако чаще всего вкачестве исполнителя выступает компьютер.Определения понятия «алгоритм» не существует!«Алгоритм — это всякая система вычислений, выполняемых по строгоопределённым правилам, которая после какого-либо числа шагов заведомоприводит к решению поставленной задачи.» (А. Колмогоров)«Алгоритм — это точное предписание, определяющее вычислительный процесс,идущий от варьируемых исходных данных к искомому результату.» (А.

Марков)«Алгоритм — это последовательность действий, направленных на получениеопределённого результата.» ([поставьте сюда правильный copyright])«Алгоритм есть формализованная последовательность действий (событий).Алгоритм может быть записан словами и изображен схематически. Практическилюбое неслучайное повторяемое действие поддается описанию через алгоритм.»([grey_olli])Формальные признаки алгоритмовРазличные определения алгоритма в явной или неявной форме содержатследующий ряд общих требований:•детерминированность — определённость.

В каждый момент времениследующий шаг работы однозначно определяется состоянием системы. Такимобразом, алгоритм выдаёт один и тот же результат (ответ) для одних и тех жеисходных данных. В современной трактовке у разных реализаций одного итого же алгоритма должен быть изоморфный граф. С другой стороны,существуют вероятностные алгоритмы, в которых следующий шаг работызависит от текущего состояния системы и генерируемого случайного числа.•понятность — алгоритм для исполнителя должен включать только те команды,которые ему (исполнителю) доступны, которые входят в его систему команд.•завершаемость (конечность) — при корректно заданных исходных данныхалгоритм должен завершать работу и выдавать результат за конечное числошагов.

С другой стороны, вероятностный алгоритм может и никогда не выдатьрезультат, но вероятность этого равна 0.Важную роль играют рекурсивные алгоритмы (алгоритмы, вызывающие сами себядо тех пор, пока не будет достигнуто некоторое условие возвращения). В последнеевремя активно разрабатываются параллельные алгоритмы, предназначенные длявычислительных машин, способных выполнять несколько операций одновременно.2.22 Базовые управляющие структуры, их назначение ипреимущества использования.Структурное программирование - методология разработки программногообеспечения, предложенная в 70-х года XX века Дейкстрой и разработанная идополненная Виртом.В соответствии с данной методологией любая программа представляет собойструктуру, построенную из трёх типов базовых конструкций:•последовательное исполнение — однократное выполнение операций в томпорядке, в котором они записаны в тексте программы;•ветвление — однократное выполнение одной из двух или более операций, взависимости от выполнения некоторого заданного условия; if, case•цикл — многократное исполнение одной и той же операции до тех пор, покавыполняется некоторое заданное условие (условие продолжения цикла).While, until, for2.23 Тестирование и отладка программ, их назначение ивзаимосвязь.

Классификация ошибок и последовательность ихобнаружения.2.24 Отладка программ. Классификация ошибок. Методика поискасмысловых ошибок. Способы и средства получения информациио ходе выполнения программы.Ошибки бывают синтаксические и смысловые.Как завещал Дейкстра, ежели вы не видите ошибок – они все-равно есть.Транслятор отлавливает синтаксические ошибки.Логические ошибки можно отловить с помощью отладчика, пошагово выполняя кодпрограммы.Еще можно делать счет по программе и по алгоритму.