4.Что называется взаимоисключением?
Взаимоисключения (mutex, мьютекс) — одноместный семафор. Цель – защита от гонок. Объект синхронизации, который устанавливается в особое сигнальное состояние, когда не занят каким-либо потоком. Только один поток владеет этим объектом в любой момент времени, отсюда и название таких объектов (от английского mutually exclusive access — взаимно исключающий доступ) — одновременный доступ к общему ресурсу исключается. После всех необходимых действий мьютекс освобождается, предоставляя другим потокам доступ к общему ресурсу. Объект может поддерживать рекурсивный захват второй раз тем же потоком, увеличивая счетчик, не блокируя поток, и требуя потом многократного освобождения. Такова, например, критическая секция в Win32. Тем не менее есть и такие реализации, которые не поддерживают такое и приводят к взаимной блокировке потока при попытке рекурсивного захвата. Это FAST_MUTEX в ядре Windows.
Билет 6.
В1: Система прерываний в МК51. Регистры IE, IP. Источники и вектора прерываний.
Архитектура МК51 реализует двухуровневую приоритетную систему прерываний с 5-ю источниками запросов, имеющими фиксированные векторы прерываний
Управление режимами выполняет регистр TCON (88H)
TCON.0 – IT0 - IT0=1 – прерывание осуществляется по переходу из 1 в 0 на входе INT0
TCON.2 – IT1 - IT1=1 – прерывание осуществляется по переходу из 1 в 0 на входе INT1
TCON.1 – IE0 – флаг прерывания от внешнего источника INT0
TCON.3 – IE1 – флаг прерывания от внешнего источника INT1
В случае работы по переходу сбрасываются при входе вобработчик прерывания
В случае работы по уровню отслеживают состояние сигналов на линиях INT0 и INT1
Управление режимами выполняют также регистры
IE – регистр разрешения прерываний (установка в «1»)
IE.0 – EX0 – Маска INT0
IE.1 – ET0 – Маска TF0 (таймер 0)
IE.2 – EX1 – Маска INT1
IE.3 – ET1 – Маска TF1 (таймер 1)
IE.4 – ES – Маска TI+RI
IP – регистр приоритетов прерываний (0- низкий, 1- высокий)
IP.0 – PX0 – приоритет INT0
IP.1 – PT0 – приоритет TF0 (таймер 0)
IP.2 – PX1 – приоритет INT1
IP.3 – PT1 – приоритет TF1 (таймер 1)
IP.4 – PS – приоритет TI+RI
Процедура прерывания низкоприоритетного прерывания может быть прервана запросом более высокого уровня. Высокоприоритетное прерывание не может быть прервано никаким другим.Конфликты одновременного появления запросов одного уровня разрешаются схемой вторичного арбитража, устанавливающая отношение предпочтения в порядке убывания приоритетов:INT0, TF0 (таймер 0), INT1, TF1 (таймер 1), TI+RI.
Схема системы прерываний
Реализация прерываний по внешнему входу INT0 и INT1 происходит аналогично. Рассмотрим INT0.
Сигнал с внешнего контакта INT0 подается на 1 из детекторных блоков, фиксирующих уровень либо задний фронт импульса. Управление этими блоками выполняется программно-управляемым битом IT0. Результат детектирования фиксируется в бите IE0 (1 – есть прерывание, 0 – нет прерывания). Наличие прерывания объединено блоком «и» с флагами разрешения прерывания EX0 и EA. Прерывание сработает только в том случае, если все 3 бита равны 1.
Если схема арбитража допускает использование данного прерывания, то генерируется команда LCALL 0003h, приводящая передачу управления по адресу 0003h, где и должен располагаться обработчик. После подачи импульса на физический контакт происходит прерывание.
Прерывания от таймеров-счетчиков. Источником сигнала прерывания является флаг TF0, который аппаратно устанавливается в 1 при переполнении счетной схемы. Значение этого флага объединено логикой «и» с флагами разрешения прерываний ET0 и EA. При единичном значении указанных сигналов и разрешении схемы приоритетов генерируется команда вызова подпрограммы LCALL 000B. Управление передается обработчику прерываний.
Прерывание от последовательного приемо-передатчика. Источниками прерываний являются состояния флагов TIRI, которые устанавливаются в 1 при окончании процессов передачи и приема соответственно. Эти сигналы объединены логикой «или», что означает возможность возникновения прерывания от каждого из этих процессов. Сигнал прерывания объединен с флагами ES и EA логикой «и». При соответствующих значениях этих сигналов и разрешении схемы приоритета реализуется команда вызова обработчика по адресу 0023h.
В2: Сформулируйте систему правил изолированной программной среды.
Изолированная программная среда: права определяются не только правами доступа, но и процессом доступа
Представляет собой расширение модели избирательного разграничения доступа. Здесь правила формируются следующим образом:
1)для каждого объекта ОС существует владелец
2)владелец объекта может произвольно ограничивать доступ других субъектов к данному объекту
3)для каждой четвёрки «субъект- объект- метод- процесс» возможность доступа определена однозначно
4)существует хотя бы один привилегированный пользователь, который может обратиться к любому объекту по любому методу
5)для каждого субъекта определён список программ, которые этот субъект могут запускать.
Недостаток: не обеспечивает конфиденциальность информации, сложное администрироание.
В3: Транзакции: определения, виды, свойства, варианты завершений.
Транзакция – атомарного действия над БД, переводящего ее из одного целостного состояния в другое целостное состояние. Другими словами, транзакция - это последовательность операций, которые должны быть или все выполнены или все не выполнены (все или ничего).
Типы транзакций: плоские, цепочечные транзакции и вложенные транзакции.
Свойства транзакций:1) Свойство атомарности (Atomicity) выражается в том, что транзакция должна быть выполнена в целом или не выполнена вовсе. 2) Свойство согласованности (Consistency) гарантирует, что по мере выполнения транзакций данные не нарушают целостность. 3)Свойство изолированности (Isolation) означает, что конкурирующие за доступ к базе данных транзакции физически обрабатываются последовательно, изолированно друг от друга, но для пользователей это выглядит так, как будто они выполняются параллельно. 4)Свойство устойчивости (Durability) трактуется следующим образом: если транзакция завершена успешно, то те изменения в данных, которые были ею произведены, не могут быть потеряны ни при каких обстоятельствах (даже в случае последующих ошибок).
Завершение транзакций:
успешное завершение транзакции;
оператор ROLLBACK прерывает транзакцию, отменяя изменения, сделанные в базе данных в рамках этой транзакции
успешное завершение программы, в которой была инициирована текущая транзакция, означает успешное завершение транзакции (как будто был использован оператор COMMIT);
ошибочное завершение программы прерывает транзакцию (как будто был использован оператор ROLLBACK).
В4: Технология АТМ.
Асинхронный режим передачи ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Трансляция ячеек. Инфо передается ячейками фиксированного размера. Требуют меньшей беферизации, предсказуемы (меньше времени на обработку). Устройство имеет монопольный доступ к коммутатору. если потоки трафика приходят на комм одновременно, ячейки должны быть малы, но для инфы – велики. Размер ячейки – 53байта, 5 - служебка
Установление соединения. Обязательно для обмена ячейками. Гарантирует полосу пропускания и определенное качество сервисе QoS. Можно пропускать разные виды трафика на одном комме. Лучшее управление сетевым трафиком.
Коммутируемые сети. Коммутатор соединяет устройства и определяет маршруты, после установления соединения функционирует как мост. Нет арбитража как в езернет. Неблокирующие (передают ячейки сразу, без обработки).
Билет 7
1.Асинхронный RS-триггер
Триггер — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.
RS-триггер, или SR-триггер — триггер, который сохраняет своё предыдущее состояние при нулевых входах и меняет своё выходное состояние при подаче на один из его входов единицы.
При подаче единицы на вход S (от англ. Set — установить) выходное состояние становится равным логической единице. А при подаче единицы на вход R (от англ. Reset — сбросить) выходное состояние становится равным логическому нулю. Состояние, при котором на оба входа R и S одновременно поданы логические единицы, в некоторых случаях является запрещённым. Одновременное снятие двух «1» практически невозможно. При снятии одной из «1» RS-триггер переходит в состояние, определяемое оставшейся «1». Таким образом RS-триггер имеет три состояния, из которых два устойчивых (при снятии сигналов управления RS-триггер остаётся в установленном состоянии) и одно неустойчивое (при снятии сигналов управления RS-триггер не остаётся в установленном состоянии, а переходит в одно из двух устойчивых состояний).
R |
S |
Q(t) |
Q(t+1) |
Пояснения |
0 |
0 |
0 |
0 |
Режим хранения информации R=S=0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
Режим установки единицы S=1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
Режим записи нуля R=1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
* |
R=S=1 запрещенная комбинация |
1 |
1 |
1 |
* |