Специальные дисциплины Операционные системы
Тематическая программа экзамена
Основные сведения об ОС.
Определения ОС. Единицы работы, критерии эффективности ВС, режимы работы компьютеров, обеспечиваемые ОС. Функции, классификация, принципы построения ОС. Требования, предъявляемые к современным ОС. Тенденции развития ОС.
Концептуальные основы ОС.
Ресурсы, их классификация и свойства. Процессы, их состояния, классификация и свойства. Отношения между взаимосвязанными процессами. Поток. Функциональные компоненты ОС. Концепция прерывания. Назначение, типы, механизм прерываний. Концепция виртуализации, примеры. Дисциплины распределения ресурсов. Средства взаимодействия пользователя.
Архитектура ОС.
Ядро и вспомогательные модули ОС, многослойная структура, аппаратная зависимость и переносимость, типовые средства аппаратной поддержки, машинно-зависимые компоненты. Архитектура на основе микроядра. Совместимость ОС, множественные прикладные среды и их реализация.
Управление процессами и потоками.
Создание, планирование и диспетчеризация процессов и потоков. Алгоритмы планирования, основанные на вытеснении, квантовании, приоритетах и смешанные. Диспетчеризация и учет приоритетов прерываний. Системные вызовы. Синхронизация процессов и потоков. Гонки, блокирующие переменные, семафоры. Синхронизирующие объекты ОС. Сигналы.
Управление памятью.
Виды адресов, виртуальное адресное пространство и его структурирование. Алгоритмы распределения памяти. Свопинг и виртуальная память. Страничное, сегментное и сегментно-страничное распределение. Разделяемые сегменты памяти.
Управление устройствами ввода-вывода (УВВ) и файлами.
Задачи ОС по управлению УВВ и файлами. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода. Логическая организация файловой системы. Физическая организация файловой системы.
Литература
Нужнов Е.В. Основы операционных систем. Учебное пособие. Часть 1. Введение в операционные системы (Гриф УМО). – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. – 143 с.
Нужнов Е.В. Основы операционных систем. Учебное пособие. Часть 2. Архитектура и механизмы операционных систем (Гриф УМО). – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2008. – 161 с.
Банк тестовых заданий
№ пп |
Раздел дисциплины |
Группа 1 (закр) |
Группа 2 (послед) |
Группа 3 (соотв) |
Группа 4 (откр) |
Всего по разделу |
1 |
Основные сведения об ОС |
8 |
2 |
3 |
2 |
15 |
2 |
Концептуальные основы ОС |
8 |
3 |
2 |
2 |
15 |
3 |
Архитектура ОС |
8 |
3 |
3 |
3 |
17 |
4 |
Управление процессами и потоками |
8 |
3 |
2 |
3 |
16 |
5 |
Управление памятью |
8 |
3 |
3 |
3 |
17 |
6 |
Управление устройствами ввода-вывода и файлами |
10 |
1 |
2 |
7 |
20 |
Итого: |
|
50 |
15 |
15 |
20 |
100 |
Типовые тестовые задания
1. При сегментно-страничной организации перемещение данных между оперативной памятью и диском осуществляется …
2. Для взаимодействия с устройствами ввода-вывода (УВВ) на физическом уровне предусмотрены специальные программы, которые …
3. Комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, предназначенных для наиболее эффективного использования всех ресурсов вычислительной системы и удобства работы с ней, называется …
4. Режим реального времени: чтобы не произошло нежелательное событие, программа управления объектом должна быть выполнена в течение заданного времени, которое является
5. Режим разделения времени: после прерывания по окончании кванта из начала очереди
извлекается другая готовая к решению программа и получает
6. Основой многозадачного режима являются режимы
7. Для взаимодействия с устройствами ввода-вывода (УВВ) на физическом уровне предусмотрены специальные программы (драйверы), которые
8. В ОС выделяется некоторая часть важных модулей, которые должны быть всегда в оперативной памяти для эффективной организации вычислительного процесса, - ядро.
Такова характеристика принципа …
9. Главное требование к современным ОС – выполнение основных функций по эффективному управлению процессами и ресурсами и обеспечения для пользователя и приложений удобного …
10. Если ОС имеет средства выполнения приложений, написанных для других ОС, то считается, что она обладает свойством …
11. Развитие ОС происходит непрерывно в зависимости от значимости достижений, новых
технологий и разработок в области …
12. Ресурсами являются …
13. Виртуальный ресурс …
14. Функции ОС автономного компьютера обычно группируются в соответствии с …
15. Важной задачей ОС является защита ресурсов, выделенных …
16. Информация о состоянии операционной среды называется …
17. В зависимости от источника своего возникновения прерывания делятся на …
18. Многоочередным дисциплинам распределения ресурса свойственны непроизводительные затраты времени на перемещение не до конца обслуженных запросов между …
19. По отношению к новым запросам с приоритетами возможны следующие стратегии поведения системы: обслуживание с … и … приоритетами
20. При распределении ресурсов в реальных условиях может потребоваться учет …
21. Языки взаимодействия пользователя с системой описывают следующие группы операций…
22. Наиболее общим подходом к структурированию ОС является разделение всех ее модулей на следующие группы…
23. Сердцевина, без которой ОС становится полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одной своей функции, называется …
24. Для приложений недоступны функции, решающие внутрисистемные задачи …
25. Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть
постоянно находятся в …
26. Выполнение ряда инструкций процессора в привилегированном режиме ограничивается специальными условиями, контроль которых обеспечивает …
27. Примеры средств аппаратной поддержки ОС…
28. Слой базовых механизмов ядра выполняет наиболее примитивные операции ядра …
29. Типовое разбиение ядра ОС на слои является достаточно условным, в реальной системе могут измениться …
30. Производительность ОС на основе микроядра (по сравнению с классической архитектурой) будет …
31. Создание в рамках одной ОС нескольких прикладных программных сред позволяет иметь единственную версию программы и переносить ее между разными …
32. В состав дескриптора (описателя) процесса могут входить…
33. При создании процессов подсистема управления процессами тесно взаимодействует с …
34. Работа по определению того, в какой момент необходимо прервать выполнение текущего активного потока и какому потоку предоставить возможность выполняться, называется …
35. Работа по реализации найденного планировщиком решения, то есть по переключению
процессора с одного потока на другой, называется …
36. Потокам могут выделяться кванты следующих видов…
37. В общем случае в ОС реализуется двухуровневый механизм планирования работ: не
верхнем уровне работает диспетчер прерываний, на нижнем - …
38. В большинстве ОС системные вызовы обслуживаются по централизованной схеме, основанной на существовании …
39. Ситуации, когда два или более потоков обрабатывают разделяемые данные, и конечный результат зависит от соотношения скоростей этих потоков, называются …
40. Для устранения эффекта гонок по отношению к критическим данным необходимо обеспечить выполнение отношения …
41. В распределенных системах с несколькими процессорами (каждый из которых имеет свою оперативную память), синхронизация может быть реализована только с помощью передачи …
42. Совокупность виртуальных адресов процесса называется его …
43. Преобразование виртуального адреса в физический выполняется во время выполнения
программы при каждом обращении к …
44. При страничном распределении частями оперативной памяти и виртуального адресного пространства являются страницы сравнительного небольшого …
45. Для временного хранения сегментов и страниц на диске отводится специальная область или …
46. Адрес таблицы страниц включается в контекст процесса, а при активизации процесса
загружается в …
47. Если страница изменялась, то при вытеснении ее необходимо скопировать на диск …
48. Виртуальное адресное пространство процесса делится на части – сегменты, размер которых
определяется …
49. Базовые адреса таблицы сегментов и таблицы страниц процесса являются частью его …
50. При порождении процесса базовые адреса его таблицы сегментов и таблицы страниц
загружаются в …
51. Подсистема виртуальной памяти может обеспечивать совместный доступ нескольких
процессов к одному сегменту памяти, который в этом случае называется …
52. Упорядочите режимы работы компьютеров по убыванию потенциала эффективности
53. Упорядочите разновидности многозадачного режима работы компьютеров по убыванию потенциала эффективности
54. Упорядочите иерархию единиц вычислительной работы сверху-вниз
55. При распределении воспроизводимого (неисчерпаемого) ресурса допускается многократное выполнение цепочки (последовательности) действий вида …
56. При распределении потребляемого (исчерпаемого) ресурса один раз выполняется цепочка (последовательность) действий вида …
57. В отношении последовательно используемого ресурса допустимо только строго последовательное выполнение цепочки (последовательности) действий вида …
58. Упорядочите слои ядра ОС снизу вверх
59. Упорядочите по шагам обращения в ОС на основе микроядра
60. На практике чаще всего число уровней драйверов в подсистеме ввода-вывода составляет …
61. Иерархическая структура файловой системы обеспечивает …
62. Укажите число файловых систем, которые можно создать на одном логическом устройстве
63. При низкоуровневом форматировании диска …
64. В основе большинства механизмов доступа к периферийным устройствам лежит файловая …
65. Упорядочите различные единицы хранения на диске по возрастанию емкости
66. Установите соответствие задач подсистемы ввода-вывода ситуациям в вычислительной системе при работе ОС
67. Важной задачей подсистемы ввода-вывода является динамическая загрузка и выгрузка …
68. Объединение разрозненных иерархий файлов с различных устройств в одну иерархию (дерево каталогов) – …
69. Для прямого доступа к записям переменной длины создают (какие?) … файлы с ключевыми полями
70. При работе с диском ОС обычно использует собственную единицу дискового пространства – …
= = =