- •Конспект лекций по курсу: «Операционные системы. Ч.1»
- •Введение
- •Аппаратные средства.
- •Центральный процессор.
- •Разрядность шины памяти.
- •Архитектура процессора.
- •Процессорное ядро.
- •Декодер.
- •Многопроцессорные и многоядерные системы.
- •Многоядерные системы.
- •Оперативная память.
- •Адресация оп.
- •Регистры процессора.
- •Ввод-вывод.
- •Прерывания.
- •Внешние устройства.
- •Классификация ос.
- •Основные понятия ос.
- •Структура ос.
- •Программная структура ос.
- •Программная структура ядра.
- •Интерфейсы системы вызовов.
- •Понятие мобильной ос.
- •Микроядерная архитектура.
- •Основные компоненты ос
- •Процессы и потоки.
- •Потоки.
- •Взаимодействие процессов, потоков.
- •Управление памятью.
- •Организация виртуальной памяти в ос.
- •Организация виртуальной памяти.
- •Сегментно-страничное распределение.
- •Преобразование адресов.
- •Буферы быстрого преобразования адреса.
- •Инвертированные таблицы страниц.
- •Алгоритмы замещения страниц.
- •Распределение виртуального адресного пространства.
- •Очистка страниц.
- •Перезапуск прерванной команды процессора.
- •Хранение страничной памяти на диске.
- •Реализация виртуальной памяти ос multics.
- •Виртуальная память в ос с аппаратной платформой Intel Pentium.
- •Защита памяти.
- •Ввод-вывод.
- •Контроллеры устройств.
- •Обмен данными с реальной оп.
- •Принципы программной реализации управления вводом-выводом.
- •Программная организация ввода-вывода.
- •Уровни реализации ввода-вывода.
- •Обработчики прерываний
- •Драйверы устройств.
- •Управление внешними устройствами.
- •Службы времени.
- •Алфавитно-цифровые терминалы.
- •Программное обеспечение ввода.
- •Программное обеспечение вывода.
- •Датчики.
- •Управление электропотреблением.
- •Файловые системы.
- •Логическая и физическая организация файлов.
- •Файловая система msdos.
- •Организация нескольких логических разделов.
- •Надежность файловой системы.
- •Производительность фс.
- •Файловая система cdr.
- •Формат записи каталога.
- •Сжатие видеоинформации.
- •Стандарт mpeg (Motion Picture Expert Group).
- •Структура реальной оп.
- •Структура виртуальной оп виртуальной машины.
- •Организация вычислительного процесса.
- •Планирование и диспетчирование.
- •Обработка прерываний.
- •Управление памятью.
- •Управление внешней памятью.
- •Планирование и диспетчирование.
- •Управление вводом-выводом.
- •Средства программирования и инструментальные средства.
- •Сетевые возможности операционных систем.
- •Понятие dce.
- •Подходы к обеспечению безопасности информации в ос.
Структура реальной оп.
Нулевая страница реальной ОП всегда распределена для CP. Используется для адресов управляющих таблиц постоянно распределенных ячеек под управляющую информацию, адреса обработчиков прерываний и т.д.
Область V=R. Возможно для повышения быстродействия какой-то виртуальной машины зафиксировать ее страницы виртуальной ОП в реальной ОП таким образом, что адреса реальной ОП совпадают с адресами виртуальной ОП (страничный обмен не требуется).
Область нестраничного ядра. Содержат модули CP, которые не подвергаются страничному обмену.
ДСО (динамическая страничная область) содержит страницы виртуальной памяти виртуальных машин.
Область TRACE. Содержит трассу событий при выполнении CP.
Область FREE. Содержит управляющие блоки на каждую виртуальную машину. Если в области нет места, то запрос на нее удовлетворяется из ДСО.
Структура виртуальной ОП CP.
Виртуальная память CP может быть задана при инсталляции (генерации) системы. Страничное ядро, модули CP, которые подвергаются страничному обмену. Динамическая область буферов используется для хранения файлов виртуальных устройств ввода-вывода (так называемые файлы накопления). Виртуальная ОП CP подвергается страничному обмену по мере необходимости, подкачивается и вытесняется в реальную ОП (ДСО).
Структура виртуальной оп виртуальной машины.
Определяется полностью ОС, которая будет загружаться в виртуальную машину. Загрузка ОС в виртуальную машину осуществляется с помощью программы IPL, штатной для данной ОС, которая находится совместно с ОС на одном из минидисков, прикрепленных к данной виртуальной машине. Параметры виртуальной машины задаются в файле оглавления DMKDIR. Файл оглавления находится в зашифрованном виде и прочитать его можно только из единственной машины (штатной ОС) VM SYSPRG. Пример: описание ВМ в оглавлении ОС.
Каждая ЭВМ описывается несколькими ключевыми словами: описания ВМ начинается со слова user.
USER LOGIN(8ch) PASSW(8ch) <размер ВОП в Мб> <класс команд, доступных в ВМ(ABCDE)> <адрес М/Д с IPL>
ACCOUNT SYSTEM <название ВМ>
CONSOLE тип устройства
MDISK (виртуальный адрес) (тип устройства) (размер минидиска) (WR) (пароль чтения) (пароль запись)
Формировать файл накопления для печати:
SP 00E 7061
адрес устройства тип устройства
Для организации последовательной печати на виртуальной машине, печать на реальное внешнее устройство осуществляется из пула (по очереди) по приоритетам.
Файловая система. Представляет собой совокупность файловых систем ОС виртуальных машин и CP. Как правило, стараются для размещения файловой системы использовать большее количество винчестеров, чтобы операции ввода-вывода выполнялись параллельно. Поэтому винчестеры распределяются на тома ОС и тома пользователей.
Область ядра ОС. Размер области определяется конфигурацией (составом) внешних устройств реальной ЭВМ и количеством компонентов, включаемых в ОС.
Область теплого пуска и область контрольной точки. Хранят информацию для возобновления обработки после различных штатных и нештатных ситуаций. Область контрольной точки представляет собой циклический буфер для рестарта виртуальной машины или CP после сбоев.
Область PAGE. Хранит виртуальную ОП виртуальных машин или часть её. А также файлы виртуальных устройств.
Во время работы виртуальной машины с помощью команды ВМ можно сделать "слепок" виртуальной ОП на текущий момент времени. Созданный "слепок" называется хранимой системой. В следующий раз при загрузке ОС можно загружать данную хранимую систему и виртуальная машина начнет работать с текущего состояния, при котором была она создана.
Область дампа CP. Зависит от возможного одновременного количества работающих виртуальных машин и обычно размечается на 2-3 дампа. В случае аварийного завершения CP или виртуальной машины имеется возможность снять дамп. Просмотр дампа осуществляется в специальном редакторе, в котором высвечивается состояние различных блоков, которые находятся по фиксированным адресам, с указанием полей и их значений.
Размер области PAGE можно вычислить по формуле: F=UC+A-B. U - максимальное количество виртуальных машин, которые могут быть одновременно задействованы. C - средняя емкость всех ВМ. A - размер страничной части ядра CP. B - размер реальной ОП. Получим, например, 1 Гб.
