Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Б.И. Илюшкин

Операционные системы

Процессы и потоки

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2005

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 681.3.07

Илюшкин Б.И. Операционные системы. Процессы и потоки: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2005, - 103 с.

Пособие разработано в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста: 654600 – «Информатика и вычислительная техника»(специальность 220100 – «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети») и направлению подготовки бакалавра 552800 – «Информатика и вычислительная техника».

В пособии рассмотрены классификация и архитектура современных операционных систем, концепции управления процессами и потоками, а также механизмы управления виртуальной памятью.

Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Операционные системы» в шестом семестре.

Рецензенты: М.В.Копейкин, канд. техн. наук, доц. кафедры компьютерных технологий и программного обеспечения СЗТУ, О.В.Мотыгин, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник института проблем машиноведения РАН

©Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2005

©Илюшкин Б.И., 2005

2

Предисловие

Дисциплина «Операционные системы» относится к циклу обязательных общепрофессиональных дисциплин учебного плана по направлению «Информатика и вычислительная техника» и рассчитана на изучение во 2-м семестре 3-го курса студентами факультета информационных технологий и систем управления.

Согласно Государственному образовательному стандарту, по которому ведется обучение студентов в рамках дисциплины «Операционные системы», студент должен изучить следующие специальные разделы: «Назначение и функции операционных систем (ОС). Мультипрограммирование. Режим разделения времени. Многопользовательский режим работы. Режим работы и ОС реального времени. Универсальные операционные системы и ОС специального назначения. Классификация операционных систем. Модульная структура построения ОС и их переносимость. Управление процессором. Понятие процесса и ядра. Сегментация виртуального адресного пространства процесса. Структура контекста процесса. Идентификатор и дескриптор процесса. Иерархия процессов. Диспетчеризация и синхронизация процессов. Понятия приоритета и очереди процессов. Средства обработки сигналов. Понятие событийного программирования. Средства коммуникации процессов. Способы реализации мультипрограммирования. Понятие прерывания. Многопроцессорный режим работы. Управление памятью. Совместное использование памяти. Защита памяти. Механизм реализации виртуальной памяти. Стратегия подкачки страниц. Принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа».

В соответствии с вышесказанным в данном пособии излагаются основные понятия ОС, их классификация и архитектура, а также концепции и механизмы управления процессами, потоками и виртуаль-

3

ной памятью. Представленный материал посвящен в основном изложению общетеоретических вопросов. Конкретные реализации операционных систем оставлены для самостоятельной проработки студентами при выполнении заданий контрольной работы [10]. Для лучшего усвоения материала рекомендуется анализировать работу приведенных в пособии примеров программ.

Дисциплина «Операционные системы» тесно связана с параллельно изучаемой дисциплиной «Системное программное обеспечение». Во избежание дублирования часть материала, связанного с понятием операционная система, в частности подсистемы ввода/вывода

иуправления файлами, стратегии диспетчеризации в данном пособии не рассматриваются, поскольку излагаются в курсе «Системное программное обеспечение»[11]. Поэтому для лучшего усвоения материала рекомендуется использовать оба пособия.

При написании пособия автор сосредоточил свои усилия на отборе необходимого материала и изложении его в доступной форме. Большинство теоретических понятий, концепций и схем заимствованы из опубликованных в последнее время учебных руководств (см. список литературы). При этом автор постарался уточнить и более детально изложить отдельные понятия.

Взаключение автор выражает признательность М.В.Копейкину

идругим сотрудникам кафедры компьютерных технологий и программного обеспечения за ценные замечания, способствовавшие улучшению пособия.

4