- •Оглавление
- •7.1. Основные понятия 37
- •8.1. Основные понятия 47
- •14.1. Основные понятия 77
- •Введение
- •Раздел 1. Основные сведения об операционных системах Тема 1. Функции и классификация операционных систем
- •1.1. Функции ос
- •1.1. История ос
- •По назначению
- •По режиму обработки задач
- •1.3. Классификация ос
- •По способу взаимодействия с пользователем
- •По принципу построения
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 2. Структура операционных систем. Системные вызовы
- •2.1. Структура ос
- •Монолитная структура (структура макроядра)
- •Иерархическая структура (многослойное ядро)
- •Структура микроядра
- •2.2. Выполнение системных вызовов
- •2.3. Понятие операционной и программной среды
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 2. Процессы и потоки Тема 3. Процессы
- •3.1. Основные сведения о процессах
- •Создание процессов
- •Завершение процессов
- •Иерархия процессов
- •3.2. Модели процесса Модель с двумя состояниями
- •Модель с пятью состояниями
- •3.3. Описание процессов
- •3.4. Управление процессами Создание процессов
- •Переключение процессов
- •3.5. Выполнение кода ос по отношению к процессам
- •Ядро вне процессов (автономное ядро)
- •Ядро в составе пользовательских процессов
- •Ос на основе процессов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 4. Системные вызовы управления процессами в ос unix
- •4.1. Создание процесса
- •4.2. Завершение процесса
- •4.3. Изменение образа памяти процесса
- •4.4. Синхронизация между родительским и дочерним процессами
- •4.5. Состояние "зомби"
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 5. Сигналы в ос unix
- •5.1. Назначение сигналов
- •5.2. Обработка сигналов
- •5.3. Посылка сигнала процессу
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 6. Потоки
- •6.1. Основные понятия
- •6.2. Основные операции с потоками
- •6.3. Способы реализации потоков в пространстве пользователя
- •В пространстве ядра
- •Смешанная реализация
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 7. Взаимоблокировки
- •7.1. Основные понятия
- •Типы доступа к ресурсу
- •Условия возникновения взаимоблокировок
- •7.2. Моделирование взаимоблокировок
- •7.3. Обнаружение взаимоблокировок Обнаружение взаимоблокировок при наличии одного ресурса каждого типа
- •Обнаружение взаимоблокировок при наличии нескольких ресурсов каждого типа
- •7.4. Избежание взаимоблокировок Безопасные и небезопасные состояния
- •Алгоритм банкира для одного вида ресурса
- •Алгоритм банкира для нескольких видов ресурсов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 3. Взаимодействие процессов Тема 8. Проблема взаимного исключения и способы ее решения
- •8.1. Основные понятия
- •8.2. Аппаратные способы достижения взаимного исключения Запрещение прерываний
- •Специальные команды, выполняющиеся атомарно
- •8.3. Программные способы достижения взаимного исключения Переменные блокировки.
- •Алгоритм Деккера
- •Алгоритм Петерсона
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 9. Примитивы синхронизации
- •9.1. Семафоры Определение семафора
- •Применение семафоров
- •9.2. Мьютексы
- •9.3. Мониторы
- •Структура монитора
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 10. Классические проблемы межпроцессного взаимодействия
- •10.1. Проблема производителя и потребителя
- •10.2. Задача о читателях и писателях
- •10.3. Задача об обедающих философах
- •10.4. Задача о спящем парикмахере
- •10.5. Задача о железнодорожном перегоне
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 11. Межпроцессное взаимодействие в ос unix
- •11.1. Неименованные каналы
- •Синхронизирующие свойства неименованного канала
- •Системные вызовы для работы с неименованными каналами
- •Шаги в установлении связи через неименованный канал
- •Ограничения неименованных каналов
- •11.2. Именованные каналы
- •Использование именованных каналов
- •Синхронизирующие свойства именованных каналов
- •Системные вызовы для работы с именованными каналами
- •11.3. Очереди сообщений
- •11.4. Разделяемая память
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 12. Передача сообщений
- •12.1. Характеристика систем передачи сообщений
- •12.2. Модель клиент-сервер
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 13. Api сокетов ос unix
- •13.1. Межпроцессное взаимодействие при помощи сокетов
- •13.2. Системные вызовы работы с сокетами в ос unix Структура адреса сокета
- •Получить дескриптор сокета (создать сокет)
- •Указать адрес локальной оконечной точки
- •Перевод сокета в пассивный режим
- •Принять соединение с сокетом
- •Установить соединение с сервером.
- •Чтение данных из сокета и запись данных в сокет
- •Операции клиента и сервера
- •14.2. Критерии краткосрочного планирования.
- •14.3. Стратегии краткосрочного планирования. Первым поступил – первым обслужен
- •Кратчайшая задача – первая
- •Наименьшее оставшееся время выполнения
- •Циклическое планирование
- •Приоритетное планирование
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 5. Управление памятью Тема 15. Технологии распределения памяти
- •15.1. Фиксированное распределение
- •15.2. Динамическое распределение
- •15.3. Система двойников
- •15.4. Простая страничная организация
- •15.5. Простая сегментная организация
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 16. Виртуальная память
- •16.1. Предпосылки для организации виртуальной памяти
- •16.2. Страничная организация виртуальной памяти
- •Структура таблицы страниц
- •16.3. Сегментация
- •16.4. Комбинация сегментации и страничной организации
- •16.5. Алгоритмы управления виртуальной памятью
- •Стратегия выборки
- •Стратегия размещения.
- •Стратегия замещения
- •Вопросы для самоконтроля
- •Раздел 6. Ввод-вывод и файловая система Тема 17. Ввод-вывод
- •17.1. Принципы программного обеспечения ввода-вывода
- •Способы осуществления ввода-вывода
- •17.2. Программные уровни ввода-вывода
- •Обработчики прерываний
- •Драйверы устройств
- •Независимое от устройств программное обеспечение ввода-вывода
- •Программное обеспечение ввода-вывода пространства пользователя
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 18. Физическая организация файловой системы
- •18.1. Цели и задачи файловой системы
- •18.2. Устройство диска
- •18.3. Физическая организация и адресация файла
- •Вопросы для самоконтроля
- •Тема 19. Логическая организация файловой системы
- •19.1. Типы файлов
- •19.2. Иерархическая структура файловой системы
- •Имена файлов
- •Монтирование
- •19.3. Атрибуты файлов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
- •Перечень сокращений
13.2. Системные вызовы работы с сокетами в ос unix Структура адреса сокета
Существует два семейства адресов сокетов:
семейство адресов UNIX (домен UNIX), используется для межпроцессного взаимодействия на одном компьютере;
семейство адресов Internet (домен Internet) используется для межпроцессного взаимодействия в сети.
Структура адреса сокета домена Internet:
struct sockaddr in{
u_char sin_len; /* длина структуры */
u_char sin_family; /* константа AF_INET */
u_short sin_port; /* номер порта */
struct in_addr sin_addr; /* IP-адрес */
char sin_zero[8]; /* резерв */
}
Получить дескриптор сокета (создать сокет)
Сокет создается при помощи системного вызова socket.
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain,int type,int protocol);
Здесь domain – (IF_INET для домена Интернет, AF_UNIX Для домена UNIX), type – тип обслуживания (SOCK_STREAM для TCP, SOCK_DGRAM для UDP), protocol – номер применяемого протокола или 0. Нулевое значение параметра указывает, что должен применяться протокол, предусмотренный по умолчанию для данного семейства адресов и типа обслуживания. Функция socket в случае успешного выполнения возвращает дескриптор сокета, в случае ошибки возвращает -1.
Пример: sd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
Указать адрес локальной оконечной точки
Функция bind привязывает локальный сокет к адресу, или указывает адрес локальной оконечной точки.
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, struct sockaddr *lockaddr, int addrlen);
Здесь sockfd – дескриптор сокета, созданный в результате вызова функции socket; lockaddr – указатель на структуру адреса сокета, в которой указаны IP-адрес и номер порта; addrlen – размер структуры адреса сокета. Функция bind возвращает 0 в случае успешного выполнения и -1 при ошибке.
Функция "привязывает" сокет к локальному IP-адресу и локальному порту.
Перевод сокета в пассивный режим
Перевод сокета в пассивный режим выполняет функция listen. Она вызывается процессом-сервером. Переводит сокет в прослушивающий режим и устанавливает очередь для запросов на установление соединения.
#include <sys/socket.h>
int listen(int sd,int backlog);
Здесь sd – дескриптор сокета; backlog – максимальная длина очереди для запросов на установление соединения. Функция listen возвращает 0 в случае успешного выполнения и -1 при ошибке.
Принять соединение с сокетом
Функция accept используется процессом-сервером.
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sd, struct sockaddr *addr,int *addrlen);
Здесь sd – дескриптор сокета; addr – указатель на структуру, в которую функция accept записывает IP-адрес и номер порта протокола удаленного компьютера; addrlen – указатель на целое число, в которое перед вызовом функции записывается размер структуры *addr, а после возврата из функции содержится число байтов, записанных фуекцией в эту структуру. Функция accept возвращает неотрицательный дескриптор сокета в случае успешного выполнения и -1 при ошибке.
Функция accept 1) извлекает из очереди сокета с дескрипторм sd следующий запрос на установление соединения; 2) создает новый сокет для нового запроса и возвращает дескриптор этого сокета. Этот сокет используется только для нового соединения. Старый сокет служит для приема новых запросов на соединения. Старый сокет sd называют прослушивающим, новый сокет – присоединенным.
