Шпоры (1087922), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Индексный дескриптор (ИД)

ИД — это объект Unix, который ставится во взаимно-однозначное соответствие с содержимым файла. То есть для каждого ИД существует только одно содержимое. Содержимое ИД: 1) поле, определяющее тип файла (каталоги и все остальные файлы); 2) код привилегии/защиты;

3) количество ссылок к данному ИД из каталогов ФС;

4) (нулевое значение означает свободу ИД); 5) длина файла в байтах; 6) даты и времена (время последней записи, дата создания и т.д.); 7) поле адресации блоков файла,

3. Система прерываний.

К средствам, управляющим взаимосвязью с внешними устройствами, можно отнести систему прерываний. В каждой вычислительной машине имеется предопределенный набор некоторых событий и аппаратных реакций на возникновение каждого из этих событий. Эти события называются прерываниями. Аппарат прерываний используется для управления внешними устройствами и для получения возможности асинхронной работы с внешними устройствами. При синхронной работе система, после того, как сделала запрос о необходимости получения блока информации, приостанавливает свою работу до тех пор, пока не будет получен этот блок. В асинхронном режиме система не приостанавливает работу, а продолжает выполнение. Когда же приходит блок, она прерывается и принимает информацию.

В момент возникновения прерывания происходят следующие действия:

1) В некоторые специальные регистры аппаратно заносится (сохраняется) информация о выполняемой в данный момент программе. Обычно, в этот набор данных входит счетчик команд, регистр результата, указатель стека и несколько РОН.

2) В некоторый специальный управляющий регистр (регистр прерываний) помещается код возникшего прерывания.

3) Запускается программа обработки прерываний ОС.

4. Кэш. Регистры буферной памяти.

Работа производится таким образом: в какие-то моменты идут обращения за операндами в оперативную память, в какие-то моменты обработанные данные записываются в ОП. Помимо аппаратного КЭШа есть еще и программный кэш. Один из способов, который позволяет сгладить несоответствие скорости ЦП и ОП заключается в сокращении кол-ва обращений к ОП. Процессоры содержат быстродействующую регистровую память, которая позволяет буферизовать обращения к ОП. Асинхронная работа ПЗУ позволяет повысить быстродействие системы.

5. Организация ОЗУ. Стратегии управления.

Адресное пространство ЭВМ организовано таким образом, что подряд идущие адреса (ячейки памяти) находятся в соседних или смешанных участках.

1-й блок		2-й блок	…	k-й блок
0		1	...	k-1
k		k+1	...	2k-1
...		...	...	...

За счет того, что есть параллельно работающие устройства, буфер можно заполнить вперед, т.е. за одно обращение считать N машинных слов и разместить их в этом буфере. Далее действия с буфером команд похожи на действия с буфером памяти. Когда нужна очередная команда, происходит ее поиск по адресу в буфере. Если такая команда есть, то она считывается. Если нет, то срабатывает внутр. алгоритм выталкивания. Это называется стратегией упреждающей выборки.

Стратегия размещения позволит определить в какое место ОП нужно разместить поступающую информацию:

• первая подходящая

• наиболее подходящая

• наименее подходящая

Стратегия замещения:

1. FIFO (first in first out) – выталкивается страница, которая находиться в ОП дальше всех.

2. LRU (last recently used) – выталкивается страница, которая дольше всех не использовалась.

3. LFU (last frequently used) - выталкивается страница, которая используется реже всех

4. Random – случайный способ.

Для реализации 2 и 3 способов нужны доп. аппарат. средства.

В абсолютном бол-ве ОС испол-ся LRU (самый эффективный).

Связное и несвязное распределение памяти. Связное – каждая программа должна занимать один сплошной блок памяти.

Несвязное – программы разбиваются на ряд блоков или сегментов, которые могут размещаться в участках памяти, необязательно являющихся соседними.

6. Мультипрограммирование. Разделы.

Мультипрограммирование – несколько пользователей или задач «состязаются» за обладание машинными ресурсами. При этом возможно размещение в ОП нескольких программ одновременно.

Р азделы фиксированного размера

Память разбивается на ряд фиксированных разделов. В каждом разделе может размещаться только 1 программа. ЦП быстро переключается между программами, создается иллюзия их одновременного выполнения. Менять разделы нельзя.

Использование этой схемы наиболее эффективно для больших заданий.

Преимущества: самый простой способ.

Недостатки: существуют потери памяти (высокая фрагментация), проблема выбора времени связывания (каждая программа может связываться с конкретным разделом на этапе трансляции), проблема выбора раздела при размещении задачи.

Разделы переменного размера

Для каждого загружаемого задания создается новый раздел с размерами, соответствующими заданию. После окончания задания отведенная ему память освобождается и может быть использована при распределении других разделов. Для программ выделяется именно такой размер памяти, который для них требуется. ОС отслеживает, какие области памяти уже распределены, а какие свободны.

Достоинство: нет перерасхода памяти.

Недостатки: потери памяти происходят, когда задание завершается, а в основной памяти остаются пустые участки («дыры»). Для уменьшения «дыр» используется метод уплотнения памяти (утряска памяти, «сборка мусора»).

10. Внешние устройства.

Эффективность работы мультипрограммных ВС зависит от работы внешних устройств. Управление ВУ осуществляется через систему прерываний. ВУ можно подразделить на Внешние Запоминающие Устройства (ВЗУ) и Устройства Ввода/Вывода (УВВ) информации.

ВЗУ — это устройства, способные хранить информацию некоторое время, связанное с физическими свойствами конкретного устройства, и обеспечивать чтение и/или запись этой информации в оперативную память. К ним можно отнести магнитные диски (винчестер, флоппи). Имеется несколько дисков, размещенных на одной оси, которые вращаются с некоторой постоянной скоростью. Каждый такой диск может иметь две поверхности, способные фиксировать информацию. Концентрическим окружностям одного радиуса на каждом диске соответствует условный цилиндр. Диск также разбит на сектора. Координаты информации на диске (№Диска, №Поверхности, №Цилиндра, №Сектора). Обмен информацией осуществляется следующим образом: на блок управления диском подается набор координат с требуемым объемом информации. Блок головок вводится внутрь диска между поверхностями до заданного номера цилиндра. Затем, включается головка, читающая заданную поверхность заданного диска. После этого ожидается подход заданного сектора и начинается обмен.

Устройство управления ВУ (УУВУ). Канал Ввода/Вывода.

УУВУ является некоторым интерфейсом в получении управляющих команд от ЦП. Придумали устройство, которое назвали каналом ввода/вывода. Канал — это специализ. вычислительная машина, имеющая внутри себя процессорный элемент и необходимую память. Канал содержит высокоскоростной канал с памятью основной машины, управляющий канал для взаимодействия с ЦП и имеется некоторое кол-во каналов для подключения ВУ.

Функция канала — выполнение макрокоманд, обеспечив. ввод-вывод. ЦП подает не последовательность команд, а команду более общую (произвести обмен данными указанного объема с заданным устройством). Маленькие команды (перемещение головок, ожидание сектора) выполняет уже канал. Таким образом каналы разгружают ЦП.

11. Понятие вычислительного процесса и задачи. Управление процессами. Смена состояний. Дескриптор.

Процесс - это программа, имеющая права собственности на ресурсы системы.

Задача – совокупность связанных между собой и образующих единое целое программных модулей и данных, для реализации которых требуются вычислительные ресурсы.

В однопроцессорной системе в каждой момент времени t выполняется только один процесс, а все остальные – в стадии готовности и еще несколько в стадии блокировки. Список готовых процессов упорядочен по приоритету. В следующий квант времени управление получит тот процесс, у которого самый высокий приоритет. Список заблокированных процессов не упорядочен. Разблокировка происходит в том порядке, в котором поступают ожидаемые процессами событий. Когда процесс оказался первым в списке готовых процессов и при освобождении ЦП ему выделяется время ЦП, то говорят, что происходит смена состояний процесса. Делается с помощью системной программы – Диспетчер.

Действия с процессами

• создание процесса

• уничтожение

• возобновление

• изменение приоритета

• блокирование

• пробуждение

• запуск (выбор) процесса

Дескриптор

Дескриптор содержит:

1. PID процесса

2. приоритет текущего состояния процесса

3. переменная текущего состояния

4. область сохранения регистров ЦП

Дескриптор расположен в ОП, чтобы ускорить работу диспетчера задач и планировщика.

Процессы и треды.

Каждому процессу выделяется свое виртуальное адресное пространство. Каждый процесс владеет своими ресурсами. Бывает так, что некоторая операция, которую выполняет приложение, требует длительного время использования ЦП.

В этом случае при интерактивной работе пользователю приходиться долго ждать завершений операции. Выход – распараллелить несколько операций, т.е. процесс расподается на несколько процессов (легковесные процессы или нити, т.к. они выполняются в том же виртуальном пространстве, могут использовать те же самые ресурсы). Наличие тредов – возможность создания многопоточности.

16. Файловая система OC Unix. Концептуальная схема.

Файловая система Unix, это иерархическая, многопользовательская файловая система. Ее можно представить в виде дерева. В корне дерева находится “корневой каталог”, узлами, отличными от листьев дерева являются каталоги. Листьями могут являться: файлы, пустые каталоги.

Файловая система Unix:

- иерархическая;

- многопользовательская;

- имеет глубокую многоярусную буферизацию при обменах с реальными устройствами;

- является информац. основой функционирования самой ОС;

- расширяемая;

Концептуальная схема:

1. Самый первый лог. блок диска называется загрузочным и содержит некоторый исполн. код Unix, который используется только при загрузке системы.

2. Суперблок – содержит всю информацию о диске: а) число свободных блоков; б) размер ФС; в) кол-во индекс. дескр. в ФС.

3. Область индекс. дескрипторов.

4. Область, которая содержит блоки файлов.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)