Операционные системы (шпаргалка)

| |страниц информации о | |

| |виртуальной странице, к | |

| |которой произошло обращение..| |

|Многослойная архитектура. | | |

|Вычислительную систему можно |* Гарантированное время | |

|рассматривать как систему, |реакции на внешнее событие | |

|составленную из трех |является отличительным | |

|иерархических слоев. Нижний |признаком систем РВ. | |

|слой образует аппаратура. |Требование гарантированного | |

|Промежуточный – ядро ОС. |времени реакции налагает | |

|Верхний слой – утилиты, |специфические требования на | |

|обрабатывающие программы и |архитектуру ОС; большинство | |

|приложения. |современных ОС общего | |

|Ядро ОС имеет также сложную |назначения непригодно для | |

|структуру и может содержать |задач РВ. | |

|следующие слои |* | |

|средства аппаратной поддержки|Любопытно, что новомодное | |

|ОС |течение в компьютерной | |

|машинно-зависимые модули |технике - multimedia - при | |

|базовые механизмы ядра |качественной реализации | |

|менеджеры ресурсов |предъявляет к системе те же | |

|интерфейс системных вызовов. |требования, что и | |

|Средства аппаратной поддержки|промышленные задачи реального| |

|включают в себя несколько |времени. В multimedia | |

|пунктов |основной проблемой является | |

|средства поддержки |синхронизация изображения на | |

|привилегированного режима |экране со звуком. Именно в | |

|средства трансляции адресов |таком порядке. Звук обычно | |

|средства переключения |генерируется внешним | |

|процессов |аппаратным устройством с | |

|системный таймер |собственным таймером, и | |

|система прерываний |изображение синхронизуется с | |

|средства защиты областей |ним же. Человек способен | |

|памяти |заметить довольно малые | |

| |временные неоднородности в | |

| |звуковом потоке. Напротив, | |

| |пропуск кадров в визуальном | |

| |потоке не так заметен, а | |

| |расхождение звука и | |

| |изображения заметно уже при | |

| |задержках около 30 мс. | |

| |Поэтому системы качественного| |

| |multimedia должны | |

| |обеспечивать синхронизацию с | |

| |такой же или более высокой | |

| |точностью, что мало | |

| |отличается от систем мягкого | |

| |реального времени | |

| |Кросс-загрузчики | |

| |Это системы - полностью | |

| |ориентированные на работу с | |

| |host-машиной. Чаще всего они | |

| |используются для написания и | |

| |отладки кода, позднее | |

| |прошиваемого в ПЗУ. Это | |

| |системы программирования | |

| |микроконтроллеров семейства | |

| |Intel 8048 и подобных им, TDS| |

| |(Transputer Development | |

| |System) фирмы Inmos, и многие| |

| |другие. Такие системы, как | |

| |правило, включают в себя | |

| |набор компиляторов и | |

| |ассемблеров, работающих на | |

| |host-системе (реже - | |

| |загружаемых с host-машины в | |

| |целевую систему), библиотеки,| |

| |выполняющие большую часть | |

| |функций ОС при работе | |

| |программы (но не загрузку | |

| |этой программы!), и средства | |

| |отладки. | |

| |Системы промежуточных типов | |

| |Существуют системы, которые с| |

| |первого взгляда нельзя | |

| |отнести к одному из | |

| |вышеперечисленных классов. | |

| |Такова, например, система | |

| |RT-11, которая, по сути | |

| |своей, является ДОС, но | |

| |позволяет одновременное | |

| |исполнение нескольких | |

| |программ с довольно богатыми | |

| |средствами взаимодействия и | |

| |синхронизации. Другим | |

| |примером промежуточной | |

| |системы являются | |

| |MS Windows 3.x и Windows 95 | |

| |которые, как ОС, используют | |

| |аппаратные средства | |

| |процессора для защиты и | |

| |виртуализации памяти и даже | |

| |могут обеспечивать некоторое | |

| |подобие многозадачной работы,| |

| |но не защищают себя и | |

| |программы от ошибок других | |

| |программ. | |

| |В последнее время вошел в | |

| |употребление еще один термин:| |

| |сетевые ОС, или сокращенно | |

| |NOS (Networking Operating | |

| |System). На взгляд авторов, | |

| |сложившееся использование | |

| |этого термина несколько | |

| |неудачно. Его можно | |

| |употреблять в двух различных | |

| |смыслах: | |

| |Системы, предназначенные для | |

| |предоставления сетевых услуг,| |

| |аналогично тому, как ДОС | |

| |предназначена для | |

| |предоставления средств работы| |

| |с диском. Под такое понимание| |

| |NOS подходят | |

| |узкоспециализированные | |

| |системы, такие как Novell | |

| |Netware, K9Q или программное | |

| |обеспечение маршрутизаторов | |

| |Cisco. | |

| |Системы, способные | |

| |предоставлять сетевые услуги.| |

| |Под такое определение | |

| |подходят практически все | |

| |современные ОС общего | |

| |назначения. | |

| |Судя по тому, что большинство| |

| |``обзоров сетевых | |

| |операционных систем'' в | |

| |компьютерных журналах | |

| |сравнивают не маршрутизатор | |

| |Cisco с K9Q, а Windows NT с | |

| |SunSoft Solaris или OS/2, | |

| |термин NOS в этих публикациях| |

| |понимается во втором смысле. | |

| |Как уже говорилось, | |

| |практически все современные | |

| |ОС и некоторые ДОС способны | |

| |предоставлять сетевые | |

| |сервисы, поэтому этот термин | |

| |почти эквивалентен словам | |

| |``Современная ОС общего | |

| |назначения'' и, таким | |

| |образом, почти не несет | |

| |полезной информации. | |

| | | |

| |[pic] | |

| |[pic] | |

|2.Если данные обнаруживаются |На производительность системы|. Распределение памяти |

|в кэш-памяти, то они |со страничной организацией |разделами переменной |

|считываются из нее, и |памяти влияют временные |величины(динамическими). В |

|результат передается в |затраты, связанные с |этом случае память машины не |

|процессор. |обработкой страничных |делится заранее на разделы. |

|3. Если нужных данных нет, то|прерываний и преобразованием |Сначала вся память свободна. |

|они вместе со своим адресом |виртуального адреса в |Каждой вновь поступающей |

|копируются из оперативной |физический. Сегментное |задаче выделяется необходимая|

|памяти в кэш-память, и |распределение. Этот метод |ей память. Если достаточный |

|результат выполнения запроса |позволяет дифференцировать |объем памяти отсутствует, то |

|передается в процессор. При |способы доступа к разным |задача не принимается на |

|копировании данных может |частям программы (сегментам).|выполнение и стоит в очереди.|

|оказаться, что в кэш-памяти |Например, если два процесса |После завершения задачи |

|нет свободного места, тогда |используют одну и ту же |память освобождается, и на |

|выбираются данные, к которым |математическую подпрограмму, |это место может быть |

|в последний период было |то в оперативную память может|загружена другая задача. |

|меньше всего обращений, для |быть загружена только одна |Таким образом, в произвольный|

|вытеснения из кэш-памяти. |копия этой подпрограммы |момент времени оперативная |

|Если вытесняемые данные были |Виртуальное адресное |память представляет собой |

|модифицированы за время |пространство процесса делится|случайную последовательность |

|нахождения в кэш-памяти, то |на сегменты, размер которых |занятых и свободных участков |

|они переписываются в |определяется программистом с |(разделов) произвольного |

|оперативную память. Если же |учетом смыслового значения |размера. Например в момент t0|

|эти данные не были |содержащейся в них |в памяти находится только ОС,|

|модифицированы, то их место в|информации. Отдельный сегмент|а к моменту t1 память |

|кэш-памяти объявляется |может представлять собой |разделена между 5 задачами, |

|свободным. |подпрограмму, массив данных и|причем одна из задач, |

|В кэш считывается не один |т.п. При загрузке процесса |завершаясь, покидает память. |

|элемент данных, к которому |часть сегментов помещается в |На освободившееся место после|

|произошло обращение, а целый |оперативную память, а часть |этой задачи загружается |

|блок данных. Это уменьшит |сегментов размещается в |другая задача, поступившая в |

|время доступа к данным. Т.к. |дисковой памяти(если нет |момент t3. Задачами |

|среднее время доступа к |места в оп. памяти). Сегменты|операционной системы при |

|данным в системе с |одной программы могут |реализации данного метода |

|кэш-памятью линейно зависит |занимать в оперативной памяти|управления памятью является: |

|от вероятности нахождение |несмежные участки. Во время |(1) ведение таблиц свободных |

|нужных данных в кэш. |загрузки система создает |и занятых областей, в которых|

|В реальных системах |таблицу сегментов процесса |указываются начальные адреса |

|вероятность попадания в кэш |(аналогичную таблице |и размеры участков памяти; |

|составляет примерно 0,9. |страниц), в которой для |(2)при поступлении новой |

|Высокое значение вероятности |каждого сегмента указывается |задачи - анализ запроса, |

|нахождения данных в |начальный физический адрес |просмотр таблицы свободных |

|кэш-памяти связано с наличием|сегмента в оперативной |областей и выбор раздела, |

|у данных объективных свойств:|памяти, размер сегмента, |размер которого достаточен |

|пространственной и временной |правила доступа, признак |для размещения поступившей |

|локальности. Пространственная|модификации, признак |задачи; (3) загрузка задачи в|

|локальность: если произошло |обращения к данному сегменту |выделенный ей раздел и |

|обращение по некоторому |за последний интервал времени|корректировка таблиц |

|адресу, то с высокой степенью|и некоторая другая |свободных и занятых областей;|

|вероятности в ближайшее время|информация. Если виртуальные |(4) после завершения задачи |

|произойдет обращение к |адресные пространства |корректировка таблиц |

|соседним адресам. Временная |нескольких процессов включают|свободных и занятых областей.|

|локальность: если произошло |один и тот же сегмент, то в |По сравнению с методом |

|обращение по некоторому |таблицах сегментов этих |распределения памяти |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8