Операционные системы (шпаргалка)

|дружественного интерфейса, |рассматриваемую как набор | |

|из-за широкого |серверных приложений. | |

|распространения компьютеров. |Достоинства: | |

|Первыми такими ОС были MS-DOS|- более простая организация | |

|и Unix. |чем у монолитных ОС; | |

| |- с микроядром функция | |

| |операционной системы | |

| |разбивается на модульные | |

| |части, которые могут быть | |

| |сконфигурированы целым рядом | |

| |способов, позволяя строить | |

| |большие системы добавлением | |

| |новых частей; | |

| |- микроядра также облегчают | |

| |поддержку мультипроцессоров | |

| |созданием стандартной | |

| |программной среды, которая | |

| |может использовать | |

| |множественные процессоры в | |

| |случае их наличия, однако не | |

| |требует их, если их нет. | |

| |- сети из общающихся между | |

| |собой микроядер могут быть | |

| |использованы для обеспечения | |

| |операционной системной | |

| |поддержки возникающего класса| |

| |массивно параллельных машин. | |

| |- поскольку микроядра малы и | |

| |имеют сравнительно мало | |

| |требуемого к исполнению кода | |

| |уровня ядра, они обеспечивают| |

| |удобный способ поддержки | |

| |характеристик реального | |

| |времени, требующихся для | |

| |мультимедиа, управления | |

| |устройствами и | |

| |высокоскоростных | |

| |коммуникаций. | |

| |- хорошо структурированные | |

| |микроядра обеспечивают | |

| |изолирующий слой для | |

| |аппаратных различий. Таким | |

| |образом, они упрощают | |

| |перенесение кода и | |

| |увеличивают уровень его | |

| |повторного использования. | |

| |Недостатки: | |

| |Ухудшение показателя | |

| |производительности за счет | |

| |большого числа переключений | |

| |между пользовательским и | |

| |привелигерованным режимами. | |

|8. Иерархия памяти. |9. Способы управления |12.Кэширование данных. |

|Управление памятью без |оперативной памятью. Типы |Принцип работы кэш-памяти. |

|использования внешней памяти.|адресов. Страничное |Способы отображения данных на|

| |распределение памяти, |кэш. |

|Иерархия памяти. Память |сегментное, |Кэширование данных. |

|вычислительной машины |сегментно-страничное |Кэш-память - это способ |

|представляет собой иерархию |распределение. |организации совместного |

|запоминающих устройств |Управление памятью. Память |функционирования двух типов |

|(внутренние регистры |является важнейшим ресурсом, |запоминающих устройств, |

|процессора, различные типы |требующим тщательного |отличающихся временем доступа|

|сверхоперативной и |управления со стороны |и стоимостью хранения данных,|

|оперативной памяти, диски, |мультипрограммной |который позволяет уменьшить |

|ленты), отличающихся средним |операционной системы. |среднее время доступа к |

|временем доступа и стоимостью|Распределению подлежит вся |данным за счет динамического |

|хранения данных в расчете на |оперативная память, не |копирования в "быстрое" ЗУ |

|один бит. Методы |занятая операционной |наиболее часто используемой |

|распределения памяти без |системой. Обычно ОС |информации из "медленного" |

|использования дискового |располагается в самых младших|ЗУ. |

|пространства. Все методы |адресах, однако может |Механизм кэш-памяти является |

|управления памятью могут быть|занимать и самые старшие |прозрачным для пользователя, |

|разделены на два класса: |адреса. Функциями ОС по |который не должен сообщать |

|методы, которые используют |управлению памятью являются: |никакой информации об |

|перемещение процессов между |отслеживание свободной и |интенсивности использования |

|оперативной памятью и диском,|занятой памяти, выделение |данных и не должен никак |

|и методы, которые не делают |памяти процессам и |участвовать в перемещении |

|этого. Начнем с последнего, |освобождение памяти при |данных из ЗУ одного типа в ЗУ|

|более простого класса |завершении процессов, |другого типа, все это |

|методов. Этот метод имеет 3 |вытеснение процессов из |делается автоматически |

|решения. Рассмотрим их. |оперативной памяти на диск, |системными средствами. |

|Распределение памяти |когда размеры основной памяти|Кэш память используется для |

|фиксированными разделами. |не достаточны для размещения |уменьшения среднего времени |

|Самым простым способом |в ней всех процессов, и |доступа к данным, хранящимся |

|управления оперативной |возвращение их в оперативную |в оперативной памяти. Для |

|памятью является разделение |память, когда в ней |этого между процессором и |

|ее на несколько разделов |освобождается место, а также |оперативной памятью |

|фиксированной величины. Это |настройка адресов программы |помещается быстрое ЗУ, |

|может быть выполнено вручную |на конкретную область |называемое просто |

|оператором во время старта |физической памяти. |кэш-памятью. Содержимое |

|системы или во время ее |Типы адресов. Для |кэш-памяти представляет собой|

|генерации. Очередная задача, |идентификации переменных и |совокупность записей обо всех|

|поступившая на выполнение, |команд используются |загруженных в нее элементах |

|помещается либо в общую |символьные имена (метки), |данных. Каждая запись об |

|очередь, либо в очередь к |виртуальные адреса и |элементе данных включает в |

|некоторому разделу. |физические адреса. |себя адрес, который этот |

|Подсистема управления памятью|Виртуальные адреса |элемент данных имеет в |

|в этом случае выполняет |вырабатывает транслятор, |оперативной памяти, и |

|следующие задачи: |переводящий программу на |управляющую информацию: |

|(1)сравнивая размер |машинный язык. Так как во |признак модификации и признак|

|программы, поступившей на |время трансляции в общем |обращения к данным за |

|выполнение, и свободных |случае не известно, в какое |некоторый последний период |

|разделов, выбирает подходящий|место оперативной памяти |времени. |

|раздел. (2) осуществляет |будет загружена программа, то|Принцип работы кэш. В |

|загрузку программы и |транслятор присваивает |системах, оснащенных |

|настройку адресов. При |переменным и командам |кэш-памятью, каждый запрос к |

|очевидном преимуществе - |виртуальные (условные) |оперативной памяти |

|простоте реализации - данный |адреса, обычно считая по |выполняется в соответствии со|

|метод имеет существенный |умолчанию, что программа |следующим алгоритмом: |

|недостаток - жесткость. Так |будет размещена, начиная с |1.Просматривается содержимое |

|как в каждом разделе может |нулевого адреса. Совокупность|кэш-памяти с целью |

|выполняться только одна |виртуальных адресов процесса |определения, не находятся ли |

|программа, то уровень |называется виртуальным |нужные данные в кэш-памяти; |

|мультипрограммирования |адресным пространством. |кэш-память не является |

|заранее ограничен числом |Каждый процесс имеет |адресуемой, поэтому поиск |

|разделов не зависимо от того,|собственное виртуальное |нужных данных осуществляется |

|какой размер имеют программы.|адресное пространство. |по содержимому - значению |

|Даже если программа имеет |Максимальный размер |поля "адрес в оперативной |

|небольшой объем, она будет |виртуального адресного |памяти", взятому из запроса. |

|занимать весь раздел, что |пространства ограничивается | |

|приводит к неэффективному |разрядностью адреса, присущей| |

|использованию памяти. С |данной архитектуре | |

|другой стороны, даже если |компьютера, и, как правило, | |

|объем оперативной памяти |не совпадает с объемом | |

|машины позволяет выполнить |физической памяти, имеющимся | |

|некоторую программу, |в компьютере. Физические | |

|разбиение памяти на разделы |адреса соответствуют номерам | |

|не позволяет сделать этого |ячеек оперативной памяти, где| |

| |в действительности | |

| |расположены или будут | |

| |расположены переменные и | |

| |команды. Переход от | |

| |виртуальных адресов к | |

| |физическим может | |

| |осуществляться двумя | |

| |способами. В первом случае | |

| |замену виртуальных адресов на| |

| |физические делает специальная| |

| |системная программа - | |

| |перемещающий загрузчик. | |

| |Второй способ заключается в | |

| |том, что программа | |

| |загружается в память в | |

| |неизмененном виде в | |

| |виртуальных адресах, при этом| |

| |операционная система | |

| |фиксирует смещение | |

| |действительного расположения | |

| |программного кода | |

| |относительно виртуального | |

| |адресного пространства. Во | |

| |время выполнения программы | |

| |при каждом обращении к | |

| |оперативной памяти | |

| |выполняется преобразование | |

| |виртуального адреса в | |

| |физический. | |

| |Страничное распределение | |

| |памяти. Виртуальное адресное | |

| |пространство каждого процесса| |

| |делится на части одинакового,| |

| |фиксированного для данной | |

| |системы размера, называемые | |

| |виртуальными страницами. Вся | |

| |оперативная память машины | |

| |также делится на части такого| |

| |же размера, называемые | |

| |физическими страницами (или | |

| |блоками). Размер страницы | |

| |обычно выбирается равным | |

| |степени двойки: 512, 1024 и | |

| |т.д., это позволяет упростить| |

| |механизм преобразования | |

| |адресов. При загрузке | |

| |процесса часть его | |

| |виртуальных страниц | |

| |помещается в оперативную | |

| |память, а остальные - на | |

| |диск. Смежные виртуальные | |

| |страницы не обязательно | |

| |располагаются в смежных | |

| |физических страницах. При | |

| |загрузке операционная система| |

| |создает для каждого процесса | |

| |информационную структуру - | |

| |таблицу страниц, в которой | |

| |устанавливается соответствие | |

| |между номерами виртуальных и | |

| |физических страниц для | |

| |страниц, загруженных в | |

| |оперативную память, или | |

| |делается отметка о том, что | |

| |виртуальная страница | |

| |выгружена на диск. При | |

| |активизации очередного | |

| |процесса в специальный | |

| |регистр процессора | |

| |загружается адрес таблицы | |

| |страниц данного процесса. При| |

| |каждом обращении к памяти | |

| |происходит чтение из таблицы | |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8