1. F-и и состав ОС.

ОС – набор пр-м, обеспеч-х орг-цию вычислительного процесса на ЭВМ. Задачи ОС: 1)увелич-е пропускной способн-ти; 2)умен-е времени реакции с-мы на запросы польз-ля; 3)упрощение работы разработчиков ПО и обслуживающего персонала. Клас-ция ОС: 1)по кол-ву польз-лей (однопольз-кие – ms-dos, windows; многопол. – unix); 2)по доступу (пакетные – ОС 360 – перфокарты; интерактивные – win., unix – д/общения; с-мы реального времени – QNX); 3)по кол-ву решаемых задач (однозадач. – ms-dos; многоз. – win., Unix). ОС предназ-на д/выполн-я след.f-й: 1)упр-е дан-ми; 2)упр-е задачами, процессами; 3)связь с человеком-оператором. Пр-мы ОС пост-но занимают в операт.п. объем, установлен-й при конфиг-и с-мы.

Остальные части ОС при необход-ти вызыв-ся из внешней памяти. Осн.комп-ты ОС – управляющие и обрабатывающие пр-мы. Упр.пр-ма опр-ет порядок выполн-я пр-м и обеспеч-ет необх-мым набором услуг д/выполн-я. Упр.пр-мы : на пр-мы упр-я задачами (считывают входные потоки задач, обрабат-ют их в завис-ти от приоритета, инициируют выполн-е неск-ких заданий) и пр-мы упр-я данными (обеспеч-ют способы орг-ции, идентификации, хранения, выборки обрабат-мых данных). Пр-мы упр-я восст-ем после сбоя обраб-ют прерывания от с-м контроля, регистрируют сбои в проц-ре и внеш.устр-вах, формируют записи о сбое в журнале, анализируют возмож-ть заверш-я сбоем задачи или пр-мы и переводят с-му в сост-е ожидания, если заверш-е задачи невозможно.

Назад

2. Накопители на маг.Носителях.

Накопители данного типа явл-ся осн.средой хранения i-ции в ЭВМ и : на НМЛ и НМД. Появлявшиеся в различное время магнитные барабаны и магнитные карты особого распростр-я не получили. В различные временные периоды НМД и НМЛ по очереди доминировали в кач-ве осн.вида накопителя. В настоящее время устоялось след.представле­ние: НМД исп-ся д/оперативного хранения i-ции, НМЛ – д/резервного (архивного) хранения (стримеры). В состав внешних запомин.устр-в ЭВМ входят НМЛ, НМД, НКМЛ, НГМД и т. д. Наибольшее распростр-е получили разработанные ранее других накопители на МЛ и МД. Ф-л (набор дан-х на внешнем носителе) рассматр-ся как совок-ть записей одинаковой структуры. Понятие «ф-л» появилось впервые в OS/360 фирмы IBM. Цикл обработки ф-ла вкл-ет след.операции:

открытие ф-ла — занятие устр-ва, на кот-м ф-л раз­мещен (например, МД); орг-цию цикла, управляемого ф-лом после чего выполн-ся нек-рый оператор; закрытие ф-ла – выполн-е опер-й по внесению всех окончательных изменений в ф-л. Т.о., траектория дан-х, обрабатываемых в компе, выглядит след.образом: считывание дан-х с накопителя и помещение его в обл-ть ОП (буфер); извлечение дан-х из буфера, их обработка и помещение обратно или в другой (выходной) буфер; вывод (запись) рез-тов на выходной накопитель. Т. е. всякая правильно выполненная и завершенная операция обработки дан-х начинается считыванием i-ции с ВУ и должна заканч-ся записью рез-та на ВУ. Всякое прерывание данной послед-ти неминуемо приводит к разрушению i-ции и потере дан-х.

Назад

3. НМЛ.

Отно­с-ся к классу внеш.запом-щих устр-ств послед-но­го доступа. В них доступ к требуемому набору дан-х происходит только после заверш-я перемотки всей предшествующей части МЛ. МЛ д/цифровой записи дан-х размещ-ся на бобинах или кассетах. Однако принципы размещ-я i-ции на МЛ сущ-но другие: 1) i-ция размещ-ся на носителе в виде блоков (масси­вов дан-х фиксированной или переменной длины); 2) i-ные блоки разделены пустыми промежут-ми (gap), позволяющими считывающему устр-ству распознать начало (окончание) блока; 3)блоки раздел-ся на i-ные (распозн-тся прогр-ми) и служебные (распозн-ся устр-вом); 4)физич-ое начало и физич-ий конец ленты обычно опр-ся оптич-им или механич-им образом. В ЭВМ обычно примен-ся 9-дорожечная МЛ.

i-ция запис-ся одновременно 9-ю магнитными головками. Из 9-ти одновременно запис-мых битов i-­ции 8 явл-ся i-ными (1 байт) и 1 — контрольным битом четности. Значение конт-го бита четности выбирается в зав-ти от 8 инф-х битов. Если число едениц в 8 инф-х битах нечетное, то в контр-й бит четности заносится 1, а если четное-нуль. Начало обл-ти МЛ, в ктр запис-ся i-ция, наз-ся точкой загрузки и помеч-ся специальным физич-им маркером (представляет собой кусочек алюминиевой фольги, наклеивае­мый на расстоянии от начала МЛ). Конец i-ной обл-ти МЛ помеч-ся таким же физич-им маркером, на­клеиваемым на расстоянии от конца МЛ. Блокирование увелич-ет полезный V МЛ за счет сокращения числа промеж-ков между за­писями. Кроме того, умен-ся кол-во операций ввода-вы­вода, так как за 1 операцию произв-ся пересылка не одной записи, а сразу неск-ких. Преимущ-ва блокир-я, заключ-щиеся в увелич-и полезного V МЛ и уменьш-и общего времени работы пр-мы на ввод-вывод дан-х, значительно превосходят возникающие при этом недостатки, связанные с увели­ч-ем объемов дан-х в пр-ме польз-ля и необход-тью выполн-я процедур по формированию блоков и разделению принятых блоков на записи. Осн.недостаток внеш.запом-щих устр-ств на МЛ — значительное время ожидания на помещение требуемой обл-ти МЛ в зону магнитных головок д/выполн-я операции записи (считывания).

Назад

4. НМД.

В них каж­дая запись дан-х имеет свой собственный уникальный адрес, обеспечивающий непосредственный доступ к ней. Конструкция НМД сложнее, чем у НМЛ, а след-но, выше их стоимость. В НМД в кач-ве носителей дан-х исп-ся пакет МД, закреп­ленных на одном стержне, вокруг ктр они вращ-ся с посто­ян.скоростью. Поверх-ть МД, покрытая ферро­магнитным слоем, наз-ся рабочей. Каждый МД пакета, кроме верхнего и нижнего, имеет 2 рабочие поверх-ти. Верхний и нижний МД обладают по одной рабочей поверх-ти. Каждая ра­бочая поверх-ть МД разбита на N окружностей (до­рожек), пронумерованных от края к центру. Дорожки, расположенные одна под другой на разных МД, образуют соотв-но N цилиндров. Из N цилиндров М явл-ся резервными (недоступны польз-лям) и N-M — основными. операция чтения (записи) i-ции с (на) магнитного диска состоит из 3 этапов. На I этапе происходит механи­ческий подвод магнитной головки к дорожке, содержащей требуе­мые дан-е. На II этапе обеспеч-ся ожидание момента, пока требуемая запись не окажется в зоне магнитной головки. На III этапе осущ-ся собств-но процесс обмена i-цией между вычислительной машиной и МД. Начало и конец блока распозн-ся по промежуткам меж­ду блоками, начало и конец дорожки — оптическим (для сменных МД) или электромагнитным (для постоянных МД) датчиком угла поворота оси пакета МД. Для НМД использ-ние блоков фиксированной длины позволяет исп-ть датчик угла поворота как дополнительный идентификатор конца блока, что приводит к увелич-ю КПД ис­польз-я поверх-ти диска. Различают МД: жесткие (НЖМД, HDD, «винчестер») и гибкие (НГМД, FDD, «флоппи»).

HDD - накопитель на несъемном пакете МД был создан в 1973 г. Флоппи (FDD) — накопитель на съем­ном гибком МД. Флоппи-диск имеет плас­тиковую основу и нах-ся в пластиковом кожухе. В персональных компах использ-ся 2 типоразмера FDD: 5.25" (дискета заключена в гибкий пластиковый кожух) и 3.5" (дискета заключена в жесткий пластиковый кожух). Магнитная поверх-ть разбив-ся на дорожки. Дорожки нумеруются начиная с 0. Магнитная поверх-ть «разбита» также на секторы. Секторы нумер-ся начиная с 1-го. Размер каждого сек­тора = 512 байт. Кластер — min размер места на диске, ктр может быть выделено ФС д/хранения одного ф-ла. Опр-ся он при форматировании винчестера.

Назад

5. ФС

ОС создает на каждом томе (дискете, диске) со­вок-ть системных дан-х, ктр наз-ся ФС. ФС (пустая) создается при инициализации (раз­метке) тома, затем корректируется ОС. ФС вкл-ет в себя таблицу содерж-я и об­л-ть дан-х — совок-ть блоков на диске, идентифицируемых своими номерами/адресами. Обычно адрес блока состоит из 3 чи­сел — № цилиндра (совок-ть дорожек, доступных при фикси­рованном положении блока головок считывающего устр-ва), № поверхности (дорожки в цилиндре), № блока на дорожке. Таблица содерж-я состоит из 3 областей: 1)обл-ть ф-лов - таблица, имеющая обычно ограниченное число строк N (в MS-DOS # N=500, т. е. число ф-лов не более 500); 2) обл-ть переполнения — допол-я таблица аналогич.структуры, в ктр запис-ся номера блоков особо длинных ф-лов; 3)список свободных блоков — необх-мая i-ция для раз­мещения создаваемых или расширяемых ф-лов; 4)список сбойных блоков - таблица, создаваемая при инициализации (разметке) тома (диска), пополняемая прогр-ми диагностики (# NDD). Таблица оглавления может быть: прямой адресацией доступа (особен-ти созд-ся при инициализации и, даже будучи пустой, занимает опр.V; создание ф-ла приводит к выделению блока и занятию строки таблицы); косвенной списковой и мультисписковой адресации создают управляющие структуры по мере не­обх-ти. Высвобождение памяти в списковой структуре осуществ-ся автоматически при удалении любого промежуточного блока, содержащего также адрес последую­щего блока ф-ла. Это увел-ет и опасность утраты дан-х при ошибочном удалении или разрушении промежуточного блока ф-ла. Все ОС поддерж-ют следу­ющие эл-ты иерархических ФС: обычные ф-лы (явл-ся массивом байтов – блоков фиксированной длины), каталоги (обеспеч-ют связьмежду именами ф-лов и ф-лами), специальные байт-ориентированные и блок-ориентиро­ванные файлы. Косвенная - списковая и мультисписковая адресации создают управ-е структуры по мере необходимости. Высвобождение памяти в списковой структуре осущ-ся автоматически при удалении любого примеж-го блока, содержащего также адрес последующего блока файла. Это увеличивает и опасность утраты дан-х или разрушение промежуточного блока. Уст-ва, на которые осуществляется вывод дан-х из прог-мы или с кот-х осущ-ся ввод могут быть подразделены: передачи инф-и битовым путем; поимвольного обмена инф-й; передачи инф-и порциями. Различают файлы: по типу записей: ф. зап-и постоян-й длины; ф. с зап-и переменной или неопред-й длины; ф.,образ-е байтовый или битовый поток. По способу выборки инф-и: ф. послед-го доступа; ф. прямого до-па; ф. до-па по индексу.

Назад