Конспект (1162775)

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

Текст из файла

История ОС. Распределенные системы.••••ОС – программа, которая позволяет многим пользователям удобно работать на машине (простоеопределение)РОС – совокупность компонент, которая работает на независимых компонентах, которыепредставляются пользователю как единый компьютерДва взгляда на ОСo Менеджер ресурсовo Один из слоев абстракцииИстория ОСo 40 – нач 50. Пультовый режим. (ПЭВМ). Без ОС.

Использовались§ Программы ввода-вывода§ Интерфейс пользователя – множество кнопок на пульте, которые выполнялиаппаратно реализуемые функцииo Сер. 50 – Пакетная обработка. Ввод-вывод – отдельная машина. Целевая машинапереключает задачи во время ввода-вывода. Мультипрограммный режим работы:§ Прерывания (для аварийных ситуаций). Два класса• Внутренние• Внешние§ Защита ОП.§ Привилегированный режим (режим ОС).§ Таймер§ Если всего того нет:• Интерпретация программ (можно не все, а только там, где возможныошибки), или• Вставка некоторых проверок в компиляторах ЯП.o 60е - Режим разделения времени (РРВ).

Понадобился§ Терминал для каждого пользователя (он должен думать, что один сидит замашиной)§ Планировщик (квантирование времени для очереди процессов)§ Организация памяти (т.е. всем пользователям сложно поместиться в ОП).• Страничная (the most popular today)• Сегментная• Странично-сегментная§ Многостаночный редактор• Обслуживает пользователей• Работает с файлами• Ведет статистикуo 70е - многопроцессорные ЭВМ, многомашинные комплексы, сети.§ Цели: специализация (АС-6), эффективность, надежность§ ОС должна: передать с терминала пакет, обеспечить доступ к файлу на другом узлеo 80е – ПЭВМo 90е – MPP, Открытые системы, Internet.o 2000е: Кластеры, Grid, Многоядерные системы(многопроцессорная ЭВМ с общейпамятью и с общим КЭШем.)Из OS-intr (Крюков)• Преимущество распределенных систем:o Экономическое (Закон Гроша не выполняется).o Производительность.o Естественная распределенность (банк).o Надежностьo Наращиваемость производительности• Недостатки РС:o Сложность ПОo Проблемы коммуникации сетиo Секретность• Виды ОСo Сетевые ОС - машины обладают высокой степенью автономности (серверы файлов)• Вести диалог с другой ЭВМ• Вводить задания в ее очередь пакетных заданий• Иметь доступ к удаленным файламo Распределенные ОС - единый глобальный межпроцессный коммуникационныймеханизм• Глобальный межпроцессный коммуникационный механизм• Глобальная схема контроля доступа• Одинаковое видение файловой системы.• Вообще – иллюзия единой ЭВМ.o ОС мультипроцессоров• Единая очередь процессов• Одна файловая система• Принципы построения РОС:o Прозрачность• расположения (пользователь не должен знать, где расположены ресурсы)• миграции (ресурсы могут перемещаться без изменения их имен)• размножения (пользователь не должен знать, сколько копий существует)• конкуренции (множество пользователей разделяют ресурсы автоматически)• параллелизма (работа может выполняться параллельно без участия пользователя)o Гибкость - Использование монолитного ядра ОС или микроядра.o Надежность• доступность, устойчивость к ошибкам• секретностьo Производительность (мелкозернистый и крупнозернистый параллелизм)o Масштабируемость• Централизованность – плохое решение!• Децентрализованные алгоритмы:• Ни одна машина не имеет полной информации о состоянии системы• Машины принимают решения на основании только локальной информации• Выход из строя одной машины не должен приводить к отказу• Нет глобальных часовИз OS-MPI-Sync.doc.

Коммуникации в распределенных системах• Коммуникационные сетиo Широкомасштабные (WANs)§ Состоит из коммуникационных ЭВМ, связанных коммуникационными линиями§ Обычно сообщения передаются с промежуточной буферизацией.o Локальные (LANs)§ Небольшая область охвата§ Высокая скорость§ Малая вероятность ошибок передачи§ Более простые протоколы чем ISO OSI (т.к. редки ошибки передачи)• Коммутация пакетов или коммутация линий• Семиуровневая модель ISO OSI – большие накладные расходы!• Обмен сообщениями между прикладными процессамиo Адресация§ Физический/логический номер процессора§ Уникальный ID процессаo Пересылка на соседний компьютер требует три копирования§ Память отправителя – буфер ОС§ Пересылка между буферами§ Буфер ОС получателя – память получателяo Блокирующие и неблокирующие передачиo Буферизованные и небуферизованные передачиo Надежные и ненадежные передачиМногопроцессорные ЭВМ с распределенной памятью.

(Мои + Глазкова + Крюков)• Основной минус ЭВМ с общей памятьюo Поддержание когерентности КЭШей (КЭШи должны подслушивать шину)• Шинная организацияo Сеть с широковещаниемo Сеть без широковещанияo У шины есть арбитрo Tn = Ts + Tb*N (Ts – время старта (латентность). Tb – время передачи байта)• Транспьютерные системыo Транспьютер – машина, в которую входи и выходит по 4 канала, для взаимодействия сдругими транспьютерамиo Особенности§ Однобайтовые команды§ Аппаратное планирование процессов и их обслуживание.• 2 аппаратные очереди – готовности и квантования.• 8 параллельно работающих каналов по обслуживанию связей.§ В один момент времени можно сделать 4 посылки и 4 приема.§ Язык Occam для транспьютераo Два метода ускорения передачи сообщения§ Конвейер§ Много путей• Существует два вида параллелизма (в программах)o Параллелизм задачo Параллельная обработка циклов• 1978, Хоар, работа CSP.

Предложил отказаться от взаимодействия через общую память, иреализовать обмен сообщениями. Метод передачи – рандеву.• PVM (Parallel Virtual Machine)o Надстройка над ОС Unixo Объединяет несколько рабочих станций, связанных сетью.o Задача пользователя – множество подзадач, которые динамически создаются науказанных процессорах РС и взаимодействуют передачей сбщ.o Достоинства§ Простота (наследственность от Unix аппарата процессов и сигналов)§ Возможность динамического добавления к группе новых процессовo Недостатки§ Низкая производительность§ Функциональная ограниченность (Ex: только буферизованный send)• Процессы.o Имеет следующие компоненты§ Выполняемая программа§ Регистровый контекст§ Заказы на ввод-вывод§ Данные, которые процесс использует§ Таблица дескрипторов открытых файлов§ Идентификатор процессора в системе и т.д.o В контексте одного процессора имеется несколько нитейo Легковесные процессы (нити) – имеют общую память и файловые дескрипторы,отличается лишь регистровый контекст => быстрое переключение между нитями.o Два вида взаимодействия процессов:§ Взаимное исключение критических интервалов§ Координация процессовo Два способа взаимодействияoooo§ Через передачу сообщений§ Через общую памятьТребования к взаимному исключению:§ КИ должен выполняться в монопольном режиме§ Время нахождения любого процесса в КИ ограничено§ Если нет других желающих, то входим в КИ сразу§ Каждый запросивший вход должен его получить§ принцип справедливости – кто раньше§ нельзя ждать бесконечно долгоОбеспечение взаимного исключения на однопроцессорной ЭВМ.

2 решения:§ Блокировка внешних прерываний• Плюс: простой и очень быстрый метод• Минус: теряем контроль. Процесс может зациклиться в КИ.§ Блокировка переключения на другие процессы. Моно/мульти-режим Прерыванияработают.Взаимное исключение на многопроцессорной ЭВМ с общей памятью§ Для двух процессов, с активным ожиданием. Основаны на неделимости операцийзаписи и чтения из памяти.• Алгоритм Деккера (1968) (os-multipr.doc)• Алгоритм Петерсона (1981) (os-multipr.doc)§ Для произвольного числа процессов• TSL (r, s) [r := s, s:=1] – неделимая операция• Семафоры (65г, Дейкстра)o Две операции§ P(S) [if (s=0) <заблокировать процесс>, else s—]§ V(S) [if (s=0) <разблокировать один из ранеезаблокированных процессов; s++]o Нельзя освобождать семафор повторноo Задачи, решаемые семафорами:§ Взаимное исключение§ Координация§ Поставщик-потребитель• Считающий монитор• Механизм событийo Событие – двоичная операция, которая имеет следующие операции:§ Post(e) – объявить событие (e:=1, разблокировать всех, ктождал) = V(S)§ Wait(e) – если e==0, то ждать.§ Clear(e) – чистка события, e:=0.

= P(S)V(S)Планирование процессов§ Причины деградации производительности:• Накладные расходы на переключение процесса (регистровый контекст,откачка страниц, порча КЭШа).• Переключение на процесс, находящийся в активном ожидании§ Стратегии борьбы с деградацией:• Совместное планирование – все процессы одного приложенияодновременно выбираются на процессоры и одновременно снимаются с них(сокращает переключение контекста)• Находящиеся в КИ процессы не прерываются.• Процессы планируются на те процессоры, на которых были допереключенияMPI (Крюков + Антонов + Мои + Глазкова).• MPI-1 (94г), MPI-2 (97г).• Целиo Интерфейс прикладного и системного программистаo Эффективность коммуникаций (избегание лишнего копирования, разгрузкакоммуникационных процессоров)o Расширение для неоднородных (гетерогенных).§ При посылке элемент переводится во внутреннее представление MPI.o Исходить из надежности коммуникацийo Знакомый интерфейс (как в PVM, Express, P4).o Быстрая реализация на имеющейся базе.• MPI включает:o Операции точка-точкаo Коллективные операции (используется широковещательная способность используемойсети)o Группы процессоров.o Коммуникационный контекст (область видимости для сообщений)o Поддержка создания моделей для SPMD (программа запускается на всех узлах, и ужевнутри программы проверяется, на каком именно узле она запущена.

Но это применимотолько в случае, если не стоит проблема памяти.)o Топология процессов. Можно посылать сообщения не в терминах номеров узлов, а втерминах «сосед сверху», «сосед слева».o Поддержка передачи производных типов данных• Не включеноo Общая памятьo Активные сообщенияo Прием через прерывания• Операцииo Локальные – не требуется коммуникацийo Нелокальные – выполнение операции требует коммуникацийo Коллективная – в её выполнении участвуют все процессы группы.• Группыo Множество идентификаторов процессовo Можно создавать подгруппыo Упрощает проблему адресации• Коммуникаторыo Ограничивают область видимости сообщений рамками некоторой группы процессов(группа + контекст)o Оптимизация.o Коммуникационный объект позволяет отправителю опрашивать состояние операциипередачи.• Точечные коммуникацииo Бывают блокирующими и неблокирующимиo Send§ адрес буфера в памяти;§ количество посылаемых элементов;§ тип данных каждого элемента;§ номер процесса-адресата в его группе;§ тег сообщения – неотрицательное число типа int.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций