8.Рассказать о вспомогательных функциях ос

Вспомогательные модули ОС обычно подразделяются на следующие группы:

•  утилиты — программы, решающие отдельные задачи управления и сопровождения компьютерной системы, такие, например, как программы сжатия дисков, архивирования данных на магнитную ленту;

•  системные обрабатывающие программы — текстовые или графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

•  программы предоставления пользователю дополнительных услуг — специальный вариант пользовательского интерфейса, калькулятор и даже игры;

•  библиотеки процедур различного назначения, упрощающие разработку приложений, например библиотека математических функций, функций ввода-вывода и т. д.

Как и обычные приложения, для выполнения своих задач утилиты, обрабатывающие программы и библиотеки ОС, обращаются к функциям ядра посредством системных вызовов.

Разделение операционной системы на ядро и модули-приложения обеспечивает легкую расширяемость ОС. Чтобы добавить новую высокоуровневую функцию, достаточно разработать новое приложение, и при этом не требуется модифицировать ответственные функции, образующие ядро системы. Однако внесение изменений в функции ядра может оказаться гораздо сложнее, и сложность эта зависит от структурной организации самого ядра. В некоторых случаях каждое исправление ядра может потребовать его полной перекомпиляции.

9.Рассказать о многослойной схеме вс.

• Средства аппаратной поддержки ОС. До сих пор об операционной системе говорилось как о комплексе программ, но, вообще говоря, часть функций ОС может выполняться и аппаратными средствами. Поэтому иногда можно встретить определение операционной системы как совокупности программных и аппаратных средств.

•  Машинно-зависимые компоненты ОС. Этот слой образуют программные модули, в которых отражается специфика аппаратной платформы компьютера. В идеале этот слой полностью экранирует вышележащие слои ядра от особенностей аппаратуры.

•  Базовые механизмы ядра. Этот слой выполняет наиболее примитивные операции ядра, такие как программное переключение контекстов процессов, диспетчеризацию прерываний, перемещение страниц из памяти на диск и обратно и т. п. Модули данного слоя не принимают решений о распределении ресурсов — они только отрабатывают принятые «наверху» решения, что и дает повод называть их исполнительными механизмами для модулей верхних слоев

•  Менеджеры ресурсов. Этот слой состоит из мощных функциональных модулей, реализующих стратегические задачи по управлению основными ресурсами вычислительной системы. Обычно на данном слое работают менеджеры (называемые также диспетчерами) процессов, ввода-вывода, файловой системы и оперативной памяти.

•  Интерфейс системных вызовов. Этот слой является самым верхним слоем ядра и взаимодействует непосредственно с приложениями и системными утилитами, образуя прикладной программный интерфейс операционной системы. Обеспечивает непосредственное взаимодействие приложений и вcпомогательных модулей и образует API.

10.Привести классификацию ос.

• По временным характеристикам различают интерактивные, пакетные процессы и процессы реального времени.

• Пo генеалогическому признаку различают порождающие и порож­денные процессы.

• По результативности различают эквивалентные, тождественные и равные процессы

• По времени развития процессы делятся на последовательные, параллельные и

• По принадлежности к операционной системе процессы бывают и пользовательские.

• По связности различают процессы:

• а) взаимосвязанные, которые имеют какую-то связь

• б) изолированные – слабо связанные;

• в) информационно-независимые, которые используют совмест­ные ресурсы, но имеют собственные информационные базы;

• г) взаимодействующие — имеют информационные связи и раз­деляют общие структуры данных;

• д) взаимосвязанные по ресурсам;

• е) конкурирующие.

11.Дать понятие процесса рассказать о его состояниях.

Процесс-это минимальный программный объект, обладающий собственными системными ресурсами.

Состояния: Новый, выполняемый, ожидаемый, готовый, завершенный.

12.Рассказать об операциях над процессами и что необходимо для выполнения этих операций.

Операции над процессами:

1.Создание нового процесса состоит из нескольких подопераций:

присвоение имени

включение этого имени в список имен процессов, известных ОС

присвоение начального приоритета

формирование БУП

выделение процессу начальных ресурсов

Новый процесс может породить дочерние процессы. 

2.Уничтожение процесса - удаление его из системы. Ресурсы, выделенные ему, возвращаются ОС, а имя стирается из всех системных списков и таблиц, БУП освобождается, но не удаляется.  При удалении родительского процесса в одних ОС удаляются и дочерние процессы, в других - они работают самостоятельно.

3.Возобновление - операция подготовки процесса к повторному запуску с той точки, в которой он был приостановлен (БУП, область сохранения регистров).

4.Изменение приоритета - это изменение значения приоритета в БУП.

5.блокирование

6.пробуждение

7.запуск

13.Дать понятие планирования, диспетчеризации, очередей, процессов.

Планирование – расспредиление процессов между имеющимися ресурсами.

Диспетчеризация - выделение процессора готовому процессу - выполняется диспетчером.

Очередь – последовательность выполняемых процессов

Процесс – минимальный программный объект обладающий собственными системными ресурсами.

14.Рассказать о планировщиках и задачах диспетчеризации

Для каждой выбранной работы эта управляющая программа создает пакетный процесс и переводит его в состояние готовности, выделяя исполняемую память, внешнюю память, файлы и другие ресурсы. Планировщик также выполняет функции, связанные с завершением пакетного процесса. Планировщик также называют программой инициирования или инициатором, а диспетчер - супервизором или монитором. Основное различие между планированием и диспетчеризацией состоит в том, что планирование для любой работы выполняется только один раз, в то время как процессор может выделяться процессу многократно.

Основные задачи системы диспетчеризации это – централизованный оперативный контроль за режимами работы процессов, происходящих на обслуживаемом объекте , и управление этими процессами

Прикладные задачи системы диспетчеризации:

• передача на центральный диспетчерский пункт технических и диагностических параметров применяемого технологического

• оптимизация режимов работы технологического оборудования, увеличение его ресурса;

• передача сообщений аварийной сигнализации, обеспечение безопасности;

• передача значений расхода энергоресурсов ;

• дистанционное управление технологическим оборудованием;

• опрос и диагностика контроллеров, управляющих системами объекта диспетчеризации;

• протоколирование всех событий;

• Систематизация и классификация технологического оборудования – в первую очередь, систем тепло- и энергоснабжения, систем жизнеобеспечения, а также небольших котельных – позволили сформулировать основные требования к оптимальному построению комплекса средств автоматизации и диспетчеризации.

15.Расскажите о дисциплинах диспетчеризации: FCFS, LCFS.

FCFS (первый пришел первый обслужился) – Новый процесс встаёт в хвост очереди.

Обслуживается процесс первй из очереди и выгружается после полного завершения.

LCFS (последний пришел первый обслужился) – Обслуживается процесс последний из очереди и выгружается после полного завершения.

16.Расскажите о дисциплине диспетчеризации SJF

SJF – (Наиболее короткая работа выполняется первой) Обслуживается процесс который требует минимум времени на выполнение.

17. Расскажите о дисциплине диспетчеризации RR

Raund Robin – (карусель кролика) Карусельный алгоритм. На выполнение каждого процесса выделяется выделяется квант времени за которое он должен выполнится. Если не успевает то встаёт обратно в конец очереди.

18.Рассказать о прерываниях

Прерывание – это принудительная передача управления от управляющей программы к системе происходящая при опредилённом событии.

Основная цель это реализация ассинхронного режима работы и распараллеливания работы отдельных устройств

Механизм обработки прерываний включает шаги:

1. Установление факта прерывания и его идентификация. 2. Запоминание состояния прерванного процесса.

3. Аппаратная передача управления программе обработки прерывания. 4. Сохранение информации о прерванной программе, которую не удалось спасти на шаге 2 с помощью действий аппаратуры. 5. Обработка прерывания.

6. Восстановление информации, относящейся к прерванному процессу

7. Возврат в прерванную программу.

19.Рассказать о ПУПД и условной передаче данных.(у меня нету)

20.Рассказать о ПУПД и передаче прерыванием. (у меня нету)

21.Рассказать о канале ПДП

Процессор использует прямой доступ к памяти (Direct Memory Access, DMA) для передач данных между пространствами памяти или между пространством памяти и периферийным устройством. Процессор может задать параметры операций передачи данных и вернуться к выполнению основной программы, при этом передача данных выполняется независимо от работы процессора

Контроллер ПДП может выполнять несколько типов передач данных:

• передачи между пространствами памяти

• передачи между памятью и последовательным периферийным интерфейсом (SPI)

• передачи между памятью и последовательным портом (SPORT;

• передачи между памятью и портом UART;

• передачи между памятью и параллельным периферийным интерфейсом (PPI);

22.Рассказать о видах внешних устройств и структуре системы ввода/вывода

1. устройства ввода информации: клавиатура, графические планшеты, сканеры,

2. устройства указания, сенсорные экраны 

3. устройства вывода информации: графопостроители, принтеры 

4. диалоговые средства пользователя: видеотерминалы, устройства речевого ввода-вывода информации.

5. средства связи и телекоммуникации: сетевые адаптеры, Средства мультимедиа

Все внешние устройства делятся на устройства делятся на символьные, блочные, сетевые и другие.

Символьные устройства передают данные последовательно байт за байтом

блочные устройства – это устройства, которые могут передавать блок байтов как единое целое.

23.Рассказать о услугах базовой подсистемы ввода/вывода. Дать понятие буфер и кэш

Базовая подсистема ввода/вывода представляет следующие услуги:

- выполнение систем вызовов

- буфиризация и “кэширование” входных и выходных данных;

- сущесвование Spooling и многоканального захвата многоканальных устройств;

- обработка ошибок и прерываний возникающих при операции ввода/вывода.

-планирование последовательных запросов на выполнение этих операций.

Под буфером обмена будем понимать некоторую область быстрой памяти для запоминания информации информации между устройствами, приложениями, или между процессором и устройством.

Под словом кэш будем понимать область быстрой памяти, содержащую копию данных, расположенных где либо в более медленной памяти, предназначена для ускорения набора вс.

24.Пояснить роль ОС при выполнении прерываний

1. При возникновении прерывания, управление передается в ОС.

2. ОС запоминает состояние прерванного процесса в PCB процесса.

3. ОС анализирует тип прерывания и передает управление соответствующему обработчику.

После обработки прерывания ОС либо продолжает выполнять процесс, либо запускает готовый процесс с наивысшим приоритетом.

25. Рассказать об алгоритме планирования запросов к жескому диску (FCFS) на примере.

FCFS-все запросы организуются в очереди и обслуживаются в порядке поступления.

Пример:даны цилиндры: 63,23,67,55,14,31,7,84,10

Последовательность: 63-23-67-55-14-31-7-84-10

26. Рассказать об алгоритме планирования запросов к жескому диску (SSTF) на примере.

SSTF(Shart Seek Time First) – (короткое время поиска первым) новый запрос становится в хвост очереди. Для очередного обслкживания выделяется запрос, данные для которого лежат наиболее близко к текущему положению магнитной головки.

Пример: даны цилиндры: 63,23,67,55,14,31,7,84,10

Последовательность: 63-67-55-31-23-14-10-7-84

27. Рассказать об алгоритме планирования запросов к жескому диску (SCAN и C-SCAN) на примере.

SCAN-головка постоянно перемещается от края диска к центру и назад, по ходу дела обслуживая все встречающиеся запросы.

Пример: даны цилиндры: 63,23,67,55,14,31,7,84,10

Последовательность: 63-55-31-23-14-10-7-0-67-84

C-SCAN – Циклическое сканирование. Головка идёт до одного из краёв диска, перемещается на другой край без выполнения попутных запросов, а затем начинает двигаться, в обратном направлении обслуживая, в том числе вновь появившихся запросов.

Пример: даны цилиндры: 63,23,67,55,14,31,7,84,10

Последовательность: 63-55-31-23-14-10-7-0-99-84-67

28. Рассказать об алгоритме планирования запросов к жескому диску (LOOK и C-LOOK) на примере.

LOOK – если известно что обслужен последний попутный запрос в направлении движения головок, то можно не доходить до края диска, а сразу двигаться в обратном направлении.

Пример: даны цилиндры: 63,23,67,55,14,31,7,84,10

Последовательность: 63-55-31-23-14-10-7-67-84

C-LOOK – циклически сканируется диск при движении головки втолько в одном направлении , в обратном направлении обслуживания нет и не будет доходить до края диска.

Пример: даны цилиндры: 63,23,67,55,14,31,7,84,10

Последовательность: 63-55-31-23-14-10-7-84-67

29.Рассказать о физической организации памяти компьютера.

Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес (номер). Процессор извлекает команду из основной памяти, декодирует и выполняет ее. Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам основной памяти. Обычно основная память изготавливается с применением полупроводниковых технологий и теряет свое содержимое при отключении питания.

Вторичную память - также можно рассматривать как одномерное линейное адресное пространство, состоящее из последовательности байтов. В отличие от оперативной памяти, она является энергонезависимой, имеет существенно большую емкость и используется в качестве расширения основной памяти.

Процессор извлекает команду из основной памяти, декодирует и выполняет ее. Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам основной памяти. Обычно основная память изготавливается с применением полупроводниковых технологий и теряет свое содержимое при отключении питания.