Вопрос: Понятие операционной среды.

В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

В однозадачных системах используются средства управления периферийными устройствами, средства управления файлами, средства общения с пользователями.

Многозадачные ОС используют все средства, которые характерны для однозадачных, и, кроме того, управляют разделением совместно используемых ресурсов: процессор, ОЗУ, файлы и внешние устройства.

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

Системы пакетной обработки предназначены для решения задач, которые не требуют быстрого получения результатов. Главной целью ОС пакетной обработки является максимальная пропускная способность или решение максимального числа задач в единицу времени.

Эти системы обеспечивают высокую производительность при обработке больших объемов информации, но снижают эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

В системах с разделением времени для выполнения каждой задачи выделяется небольшой промежуток времени, и ни одна задача не занимает процессор надолго. Если этот промежуток времени выбран минимальным, то создается видимость одновременного выполнения нескольких задач. Эти системы обладают меньшей пропускной способностью, но обеспечивают высокую эффективность работы пользователя в интерактивном режиме.

Системы реального времени применяются для управления технологическим процессом или техническим объектом, например, летательным объектом, станком и т.д.

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на

В многопользовательских ОС каждый пользователь настраивает для себя интерфейс пользователя, т.е. может создать собственные наборы ярлыков, группы программ, задать индивидуальную цветовую схему, переместить в удобное место панель задач и добавить в меню Пуск новые пункты.
В многопользовательских ОС существуют средства защиты информации каждого пользователя от несанкционированного доступа других пользователей.

Многопроцессорные и однопроцессорные операционные системы. Одним из важных свойств ОС является наличие в ней средств поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие средства существуют в OS/2, Net Ware, Windows NT. По способу организации вычислительного процесса эти ОС могут быть разделены на асимметричные и симметричные.

Одним из важнейших признаков классификации ЭВМ является разделение их на локальные и сетевые. Локальные ОС применяются на автономных ПК или ПК, которые используются в компьютерных сетях в качестве клиента.

В состав локальных ОС входит клиентская часть ПО для доступа к удаленным ресурсам и услугам. Сетевые ОС предназначены для управления ресурсами ПК включенных в сеть с целью совместного использования ресурсов. Они представляют мощные средства разграничения доступа к информации, ее целостности и другие возможности использования сетевых ресурсов.

Операционная среда – это набор соответствующих интерфейсов, необходимых программа и пользователям для обращения к ОС с целью получения определенных сервисов. Операционная среда включает Операционную Систему (ОС), Программное Обеспечение (ПО), интерфейсы прикладных программ, сетевые службы, Базы Данных (БД) и языки программирования.

Вопрос: Прерывания, запросы на прерывание.

Прерывание — это принудительная передача управления от выполняемой программы к системе (а через нее — к соответствующей программе обработки прерывания), происходящая при возникновении определенного события.

В зависимости от источника возникновения сигнала прерывания делятся на:

Запрос прерывания - сигнал, поступающий на микропроцессор для перехода, когда это становится возможным, к подпрограмме прерывания.

Необходимость в разделении времени (многозадачности, мультипрограммировании) проявилась ещё сильнее при распространении в качестве устройств ввода-вывода телетайпов (а позднее, терминалов с электронно-лучевыми дисплеями) (1960-е годы). Поскольку скорость клавиатурного ввода (и даже чтения с экрана) данных оператором много ниже, чем скорость обработки этих данных компьютером, использование компьютера в «монопольном» режиме (с одним оператором) могло привести к простою дорогостоящих вычислительных ресурсов.

Разделение времени позволило создать «многопользовательские» системы, в которых один (как правило) центральный процессор и блок оперативной памяти соединялся с многочисленными терминалами. При этом часть задач (таких как ввод или редактирование данных оператором) могла исполняться в режиме диалога, а другие задачи (такие как массивные вычисления) — в пакетном режиме.

Системы разделения времени призваны исправить основной недостаток систем пакетной обработки - изоляцию пользователя-программиста от процесса выполнения его задач. Каждому пользователю системы разделения времени предоставляется терминал, с которого он может вести диалог со своей программой. Так как в системах разделения времени каждой задаче выделяется только квант процессорного времени, ни одна задача не занимает процессор надолго, и время ответа оказывается приемлемым. Если квант выбран достаточно небольшим, то у всех пользователей, одновременно работающих на одной и той же машине, складывается впечатление, что каждый из них единолично использует машину.

Вопрос: Основные виды ресурсов и возможности их разделения.

Вопрос: Универсальные ОС и ОС специального назначения.

Прерывание – это асинхронное событие в системе, которое переводит процессор на выполнение потока команд, отличного от того, который выполнялся до этого момента, с последующим возвратом к исходному коду.

В прошлом основная память представляла собой самый дорогостоящий ресурс. В связи с этим она требовала особого внимания со стороны разработчиков систем - необходимо было обеспечить как можно более эффективное использование столь дорогого ресурса. В первых машинах главной задачей считалось оптимальное использование основной памяти благодаря рациональной организации и управлению ею. Под организацией памяти мы понимаем то, каким образом пред- ставляется и используется основная память. Будем ли мы помещать в основную память только одну программу пользователя или несколько программ одновременно? Если в основной памяти размещается несколько пользовательских программ сразу, будем ли мы предоставлять каждой из них одинаковое количество ячеек или разобьем основную память на час-ти, так называемые разделы, различных размеров? Будем ли мы разбивать основную память жестким образом, когда разделы определяются на достаточно длительные периоды времени, либо предусмотрим более динамичное разбиение, позволяющее вычислительной машине быстро реагировать на изменения потребностей программ пользователя в ресурсах? Будем ли мы требовать такого построения программ пользователя, чтобы они выполнялись только в конкретном разделе, либо предусмотрим возможность выполнения программ с занятием любых подходящих для них разделов? Будем ли мы требовать, чтобы каждая программа помещалась в одном непрерывном, сплошном блоке ячеек памяти, либо допустим возможность разбиения программ на отдельные блоки, размещаемые в любых свободных участках (дырах) основной памяти? В ранних ОС управление памятью сводилось просто к загрузке программы и ее данных из некоторого внешнего накопителя (перфоленты, магнитной ленты или магнитного диска) в память. С появлением мультипрограммирования перед ОС были поставлены новые задачи, связанные с распределением имеющейся памяти между несколькими одновременно выполняющимися программами. Функциями ОС по управлению памятью в мультипрограммной системе являются: • отслеживание свободной и занятой памяти; • выделение памяти процессам и освобождение памяти по завершении процессов; • вытеснение кодов и данных из оперативной памяти на диск (полное или частичное), когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место; • настройка адресов процесса на конкретную область физической памяти. Помимо первоначального выделения памяти процессам при их создании ОС должна также заниматься динамическим распределением памяти, то есть выполнять запросы приложений на выделение им дополнительной памяти во время выполнения. После того как приложение перестает нуждаться в дополнительной памяти, оно может возвратить ее системе. Выделение памяти случайной длины в случайные моменты времени из общего пула памяти приводит к фрагментации и, вследствие этого, к неэффективному ее использованию. Дефрагментация памяти тоже является функцией операционной системы. Во время работы операционной системы ей часто приходится создавать новые служебные информационные структуры, такие как описатели процессов и потоков, различные таблицы распределения ресурсов, буферы, используемые процессами для обмена данными, синхронизирующие объекты и т. п. Все эти системные объекты требуют памяти. В некоторых ОС заранее (во время установки) резервируется некоторый фиксированный объем памяти для системных нужд. В других же ОС используется более гибкий подход, при котором память для системных целей выделяется динамически. В таком случае разные подсистемы ОС при создании своих таблиц, объектов, структур и т. п. обращаются к подсистеме управления памятью с запросами. Защита памяти – это еще одна важная задача операционной системы, которая состоит в том, чтобы не позволить выполняемому процессу записывать или читать данные из памяти, назначенной другому процессу, Эта функция, как правило, реализуется программными модулями ОС в тесном взаимодействии с аппаратными средствами.

Стратегии управления памятью Для того чтобы обеспечить интенсивное использование дорогостоящих ресурсов, ими нужно эффективно управлять. Стратегии управления памятью направлены на то, чтобы обеспечить наилучшее возможное использование ресурсов основной памяти. Стратегии управления памятью делятся на следующие категории: - стратегии выборки (загрузки); а) стратегии выборки по запросу (по требованию); б) стратегии упреждающей выборки; - стратегии размещения; - стратегии замещения. Стратегии выборки ставят своей целью определять, когда сле- дует «втолкнуть» очередной блок программы или данных в основную память. В течение многих лет полагали, что наиболее целесообразно осуществлять выборку по запросу: согласно этому принципу, очередной блок программы или данных загружается в основную память, когда его запрашивает работающая программа. Считалось, что, поскольку в общем случае мы не можем предсказать, куда будет передаваться управление по программе, дополнительные затраты, связанные с прогнозированием дальнейшего хода программы и упреждающей выборкой, будут значительно превышать ожидаемые выгоды. А сегодня многие специалисты уверены в том, что упреждающая выборка вполне может обеспечить повышение быстродействия системы. Стратегии размещения ставят своей целью определить, в какое место основной памяти следует помещать поступающую программу. В этой главе мы рассмотрим стратегии размещения, реализующие принципы занятия «первого подходящего», «наиболее подходящего» и «наименее подходящего» по размерам свободного участка памяти. Стратегии замещения ставят своей целью определить, какой блок программы или данных следует вывести («вытолкнуть») из основной памяти, чтобы освободить место для записи поступающих программ или данных.

Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой. Обычно ОС располагается в самых младших адресах, однако может занимать и самые старшие адреса. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Защита памяти (англ. Memory protection) — это способ управления правами доступа к отдельным регионам памяти. Используется большинством многозадачных операционных систем. Основной целью защиты памяти является запрет доступа процессу к той памяти, которая не выделена для этого процесса. Такие запреты повышают надежность работы как программ так и операционных систем, так как ошибка в одной программе не может повлиять непосредственно на память других приложений. Следует различать общий принцип защиты памяти и технологии ASLR или NX-бит. Сегментирование памяти Сегментирование памяти означает разбиение компьютерной памяти на фрагменты переменной длины, называемые сегментами. Страничная память При страничной организации памяти, все адресное пространство делится на фрагменты фиксированного размера, называемые страницами. Механизм ключей защиты Симуляция сегментации

В зависимости от алгоритма управления процессором, операционные системы делятся на:

По числу одновременно выполняемых задач операционные системы делятся на два класса:

В зависимости от областей использования многозадачные ОС подразделяются на три типа:

По числу одновременно работающих пользователей на ЭВМ ОС разделяются на

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: