Білет 15

1. Надати інформацію про багаторівневі системи.

Багаторівневі системи Узагальненням попереднього підходу є організація ОС як ієрархії рівнів. Рівні утворюються групами функцій операційної системи - файлова система, управління процесами і пристроями і т.п. Кожен рівень може взаємодіяти тільки зі своїм безпосереднім сусідом - вище-або нижележачим рівнем. Прикладні програми або модулі самої операційної системи передають запити вгору і вниз по цих рівнів. Система мала 6 рівнів. Рівень 0 займався розподілом часу процесора, перемикаючи процеси по перериванню або після закінчення часу. Рівень 1 управляв пам'яттю - розподіляв оперативну пам'ять і простір на магнітному барабані для тих частин процесів (сторінок), для яких не було місця в ОП, тобто шар 1 виконував функції віртуальної пам'яті. Шар 2 керував зв'язком між консоллю оператора і процесами. За допомогою цього рівня кожен процес мав свою власну консоль оператора. Рівень 3 керував пристроями вводу-виводу і буферізованние потоки інформації до них і від них. За допомогою рівня 3 кожен процес замість того, щоб працювати з конкретними пристроями, з їх різноманітними особливостями, звертався до абстрактних пристроїв введення-виведення, що володіє зручними для користувача характеристиками. На рівні 4 працювали для користувача програми, яким не треба було піклуватися ні про процеси, ні про пам'ять, ні про консоль, ні про управління пристроями введення-виведення. Процес системного оператора розміщувався на рівні 5. Багаторівневий підхід був також використаний при реалізації різних варіантів ОС UNIX. Хоча такий структурний підхід на практиці зазвичай працював непогано, сьогодні він все більше сприймається монолітним. У системах, що мають багаторівневу структуру було нелегко видалити один шар і замінити його іншим чинності множинності і розмитості інтерфейсів між шарами. Додавання нових функцій і зміна існуючих вимагало доброго знання операційної системи і маси часу. Коли стало ясно, що операційні системи живуть довго і повинні мати можливості розвитку і розширення, монолітний підхід став давати тріщину, і на зміну йому прийшла модель клієнт-сервер і тісно пов'язана з нею концепція мікроядра.

2. Перерахувати цілі планування та надати інформацію про стратегії планування.

Параметри планування Для здійснення поставлених цілей розумні алгоритми планування повинні спиратися на будь-які характеристики процесів в системі, завдань у черзі на завантаження, стану самої обчислювальної системи, іншими словами, на параметри планування.

Всі параметри планування можна розбити на дві великі групи: статичні параметри і динамічні параметри. Статичні параметри не змінюються в ході функціонування обчислювальної системи, динамічні ж, навпаки, схильні до постійних змін. До статичних параметрів обчислювальної системи можна віднести граничні значення її ресурсів (розмір оперативної пам'яті, максимальна кількість пам'яті на диску для здійснення свопінгу, кількість підключених пристроїв введення-виведення і т. п.). Динамічні параметри системи описують кількість вільних ресурсів на даний момент. До статичних параметрів процесів відносяться характеристики, як правило властиві завданням вже на етапі завантаження. • Яким користувачем запущений процес або сформовано завдання. • Наскільки важливою є поставлена ​​задача, т. е. який пріоритет її виконання. • Скільки процесорного часу запитано користувачем для виконання завдання. • Яке співвідношення процесорного часу і часу, необхідного для здійснення операцій введення-виведення. • Які ресурси обчислювальної системи (оперативна пам'ять, пристрої введення-виведення, спеціальні бібліотеки та системні програми і т. д.) і в якій кількості необхідні завдання. Алгоритми довгострокового планування використовують у своїй роботі статичні і динамічні параметри обчислювальної системи і статичні параметри процесів (динамічні параметри процесів на етапі завантаження завдань ще не відомі). Алгоритми короткострокового і середньострокового планування додатково враховують і динамічні характеристики процесів. Для середньострокового планування в якості таких характеристик може використовуватися наступна інформація: • скільки часу пройшло з моменту вивантаження процесу на диск або його завантаження в оперативну пам'ять; • скільки оперативної пам'яті займає процес; • скільки процесорного часу вже надано процесу.   Для короткострокового планування нам знадобиться ввести ще два динамічних параметра. Діяльність будь-якого процесу можна представити як послідовність циклів використання процесора і очікування завершення операцій введення-виведення. Проміжок часу безперервного використання процесора носить назву CPU burst, а проміжок часу безперервного очікування вводу-виводу - I / O burst. На малюнку 3.1. показаний фрагмент діяльності деякого процесу на псевдомова програмування з виділенням зазначених проміжків.

• Приоритетное планирование

• Лотерейное планирование

• Планирование с использованием многоуровневых очередей

• Планирование с использованием многоуровневых очередей с обратной связью

• Вытесняющее и невытесняющее планирование

• Гарантированное планирование