Вопрос 1. Определение ос. Место ос в иерархической архитектуре вычислительной системы.
Операционная система – комплекс программ, предназначенный для обеспечения определенного уровня эффективности ВС (вычислительной системы) за счет автоматизированного управления ее работой и предоставления пользователю определенного рода услуг.
ОС должна обеспечивать определённый уровень производительности, безопасности и надёжности.
Место ОС в иерархической структуре ВС.
Интерфейс – набор правил для взаимодействия с данным уровнем системы. Каждый уровень обладает интерфейсом.
Интерфейс ОС:
API- интерфейс прикладного программирования (для системных вызовов, обращения к функциям ОС).
UI- (user interface)- интерфейс командной строки(система отвечает на команды юзера, работающего в консоли).
GUI- графический интерфейс (управление с помощью графических объектов).
Вопрос 2. Процессы. Определение процесса. Логическая и физическая модели процесса Графы состояний процесса для логической и физической модели. Контекст процесса
Процесс - система действий, реализующая определённую функцию в ВС и оформленная так, что управляющая программа вычислительной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования.
Последовательный процесс – работа, производимая процессором при выполнении программы с ее данными.
Логическая и физическая модели процесса.
В логической модели процесс описывается как упорядоченная по времени последовательность векторов состояний процессов. P=S1->S2->…->Sn.
Вектор состояния – информация, которая необходима для того, чтобы направить развитие процесса.
Каждый из этих векторов содержит некоторый набор параметров(например, адрес следующей команды, адреса данных).
Компонента вектора состояния – выполняется операция
указатель на следующий вектор
некоторые параметры
У каждого процесса есть счетчик команд, который отражает последовательность векторов состояния процесса , выполнения его команд (call- трек).
Счетчик команд – указатель (инициатор) процесса.
СЧ АП
СЧ- счётчик адресов команд.
АП- адресное пространство.
Логическая модель- процессорно независимая модель (ею игнорируется необходимое число прцессоров, предназначенных для выполнения данных процессов). Включает инициатор процесса и адресное пространство команд.
Состояние процесса в логической модели: 2 состояния (активное и пассивное), изображают с помощью графа состояний.
Физическая модель описывает распределение процессоров для выполнения процессов.
Состояния физической модели.
Нужен процесс-диспетчер.
Выполняющийся (активный)- процесс, которому выделен процессор.
Готовый –процесс который готов, но ему еще не выделен процессор.
Блокированный- процесс добровольно отдает процессор, т.к. ждёт какой-то ресурс.
Блок->Гот: освободить(когда выделяются ресурсы для развития процесса). Гот->Блок: блокировать. Вып->Блок: запросили ресурс. Вып->Гот: операция «прервать» (аппаратно-программный механизм). Гот->Вып: м.б. переведён некоторым другим процессом (выполнить).
Самоблкировка- единственная операция, вып-я самим процессором, в остальных случаях процессор- пассивный. В состоянии «Готовый» могут находиться несколько процессов. Это количество называется коэффициентом мультипрограммирования. Эти готовые процессы находятся в ОП, но могут находиться и во внешней памяти- свопинг.
Дескриптор процесса- набор параметров процесса.
Должен быть механизм аппаратного прерывания процессов (*).
...
Аппар
При прерывании мы должны сохранить вектор состояния процесса (сохранение контекста процесса).
Чтобы передать процессор другому процессу, мы берем процесс, восстанавливаем его контекст и передаем процессор тому процессу, который будет выполняться.
Совокупность этих операций называется операцией переключения контекста.
Контекст процесса – вектор состояния, та информация, которая необходима для продолжения работы процесса.
Мультипрограммирование – переключение процессов.
Кол-во готовых процессов- коэффициент мультипрограммирования.
Программный процесс – выполнение программного кода.