- •Список вопросов для подготовки к экзамену «Операционные системы, среды и оболочки»
- •Перечислите основные действия, которые нужно было выполнить пользователю для выполнения его программы до появления операционных систем.
- •Что такое операционная система, операционная среда, операционная оболочка? Дайте определение.
- •Что такое однопрограммная пакетная обработка? Как определить классическое мультипрограммирование?
- •Что относится к базовому программному обеспечению ранних компьютерных систем?
- •Второе поколение ос. Середина 60-х г.
- •Что такое многопрограммная пакетная обработка?
- •Что такое мультипроцессорная обработка, чем она отличается от мультипрограммирования?
- •Перечислите поколения операционных систем. Назовите основные отличительные признаки поколений.
- •Первое поколение ос.
- •Третье поколение ос.
- •Четвертое поколение ос.
- •Что такое архитектура операционной системы? Какие архитектуры ос вы можете охарактеризовать?
- •Что такое виртуальная машина? в чем Вы видите преимущества использования виртуальных машин?
- •Дайте определение процессу и потоку. Чем поток отличается от процесса?
- •Перечислите основные задачи ос по управлению процессами. Её задачи:
- •Как можно представить модель процесса и потока? Назовите возможные состояния процесса.
- •Дайте характеристику возможным уровням параллелизма выполнения программ.
- •Распараллеливание на уровне задач
- •Уровень параллелизма данных
- •Уровень распараллеливания алгоритмов
- •Параллелизм на уровне инструкций
- •Каким образом файлы, процессы и потоки могут быть использованы для синхронизации? Сотрудничество с использованием разделения:
- •Сотрудничество с использованием связи:
- •Какие методы могут использоваться для ликвидации тупиковых ситуаций?
- •Приведите пример использования семафора. Что такое мьютекс, как он используется?
- •Перечислите методы взаимоисключений процессов.
- •Когда возникает необходимость в синхронизации процессов?
- •Дайте определение иерархической памяти.
- •Назовите задачи распределения памяти.
- •Дайте определение виртуальной памяти. Перечислите варианты организации такой памяти.
- •Для виртуализации используют 2 возможных подхода:
- •Недостатки свопинга:
- •Достоинства свопинга:
- •Что такое подкачка страниц?
- •Охарактеризуйте проблему защиты памяти.
- •Нужно ли бороться с фрагментацией памяти? Какие методы для этого существуют?
- •Что такое прямой доступ к памяти?
- •Как организуется управляемый прерываниями ввод-вывод?
- •Что дает многоуровневая организация физической памяти современных эвм?
- •Как связан уровень мультипрограммирования с объемом оперативной памяти?
- •Что такое виртуальная память? Какие подходы к организации виртуальной памяти используются в эвм?
- •Для виртуализации используют 2 возможных подхода:
- •Недостатки свопинга:
- •Достоинства свопинга:
- •Что такое свопинг? Для чего он используется?
- •Назовите функции ос по управлению памятью.
- •Что понимается под дефрагментацией памяти?
- •Раскройте понятия: логический, математический, виртуальный и физический адреса.
- •В чем суть страничной организации виртуальной памяти?
- •В чем суть сегментной организации виртуальной памяти?
- •В чем суть сегментно-страничной организации виртуальной памяти?
- •Основные компоненты подсистемы ввода-вывода.
- •Основные функции подсистемы ввода-вывода.
- •Три основных метода организации параллельной работы устройств ввода-вывода и процессора.
- •Методы согласования скоростей работы периферийных устройств.
- •Понятие буферизации.
- •Понятие драйвера устройства.
Для виртуализации используют 2 возможных подхода:
Свопинг – образы процессов выгружаются на диск и возвращаются в ОП целиком.
Виртуальная память – между ОП и диском перемещаются части образов (сегменты, страницы, блоки и т. д.) процессоров.
Недостатки свопинга:
● избыточность перемещаемых данных и в силу этого замедление работы системы и неэффективное использование памяти.
● невозможность загрузки процесса, размеры которого превышают имеющуюся в наличии ОП.
Достоинства свопинга:
По сравнению с виртуальной памятью заключается в меньших затратах времени на преобразование адресов поскольку оно делается один раз при загрузке с диска в память.
Виртуальная память не имеет указанных недостатков, но её проблемой является значительные затраты времени на преобразование виртуальных адресов в физические, сложность программной и аппаратной поддержки.
Что такое свопинг? Для чего он используется?
Свопинг — один из механизмов виртуальной памяти, при котором отдельные фрагменты памяти (обычно неактивные) перемещаются из ОЗУ на жёсткий диск, освобождая ОЗУ для загрузки других фрагментов памяти. Такими фрагментами в современных ЭВМ являются страницы памяти.
Временно выгруженные из памяти страницы могут сохраняться на внешних запоминающих устройствах как в файле, так и в специальном разделе на жёстком диске (partition), называемые соответственно swap-файл и swap-раздел. В случае откачки страниц, соответствующих содержимому какого-либо файла (например, memory-mapped files), они могут удаляться. При запросе такой страницы она может быть считана из оригинального файла.
Когда приложение обратится к откаченной странице, произойдет исключительная ситуация PageFault. Обработчик этого события должен проверить, была ли ранее откачена запрошенная страница, и, если она есть в свопе, загрузить ее обратно в память.
Назовите функции ос по управлению памятью.
● отслеживание и учет свободной и занятой памяти.
● первоначальное и динамическое выделение памяти процессом и самой ОС и освобождение памяти по завершению работы процесса.
● настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.
● полное или частичное вытеснение кодов и данных процессов из ОП на диск в случае, когда размеры ОП недостаточны для размещения всех процессов и возвращение их в ОП при появлении свободного места в ней.
● защита памяти выделенной процессу от возможных вмешательств со стороны других процессов.
● дефрагментация памяти.
Что понимается под дефрагментацией памяти?
Дефрагментация — процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска с целью обеспечить хранение файлов в непрерывной последовательности кластеров. После дефрагментации ускоряется чтение и запись файлов, а следовательно и работа программ. Другое определение дефрагментации: перераспределение файлов на диске, при котором они располагаются в непрерывных областях.
Кластер - это наименьшее место на диске, которое может быть выделено для хранения файла.
Раскройте понятия: логический, математический, виртуальный и физический адреса.
Виртуальные (логические, математические – это все синонимы) адреса автоматически вырабатывают транслятор, переводящий программу на машинный язык. Поскольку во время трансляции неизвестно, в какое место в ОП будет загружена программа, транслятор присваивает переменным и командам виртуальные адреса, считая, что начальным адресом программы будет нулевой адрес.
Физические адреса соответствуют номерам ячеек ОП, где в действительности будут располагаться переменные и команды.
Совокупность виртуальных адресов называется виртуальным адресным пространством. Диапазон адресов виртуального пространства у всех процессов один и тот же и определяется разрядностью и типом процессора.