Может ли программа эмулируемая на чужом процессоре выполняться быстрее чем на родном

Планирование процессов и потоков

Анализ и проверка домашней работы

Организационный момент.

Ход лекции.

Технические средства обучения: кодоскоп, диапроектор, персональный компьютер.

Создание процессов и потоков. Планирование и диспетчеризация потоков. Состояния потока

Тема. Планирование процессов и потоков. Понятие «процесс» и «поток».

Лекция № 5

1. Учебная.Ввести понятие процесс и поток. Рассказать о принципах создания и контроля за «процессом» и «потоком».

3. Воспитательная. Воспитывать интерес к научным достижением и открытием.

Межпредметные связи:

· Обеспечивающие: информатика, математика.

· Обеспечиваемые: системное программирование, компьютерные цепи

Методическое обеспечение и оборудование:

1. Методическая разработка к занятию.

3. Учебная программа

4. Рабочая программа.

5. Инструктаж по технике безопасности.

Обеспечение рабочих мест:

3. Ответьте на вопросы:

a. Назовите группы вспомогательных модулей ОС ядра?

b. Какие функции выполняют модули ядра?

c. Назовите слои ядра ОС.

d. Назовите набор средств аппаратной поддержки.

e. Сформулируйте правила к которым необходимо придерживаться для создания мобильных ОС.

f. Какие этапы включает разработка варианта мобильной ОС для новой аппа­ратной платформы?

g. Опишите порядок взаимодействия приложений с ОС, имеющей микроядер­ную архитектуру.

h. Какими этапами отличается выполнение системного вызова в микроядерной ОС и ОС с монолитным ядром?

i. Может ли программа, эмулируемая на «чужом» процессоре, выполняться быст­рее, чем на «родном»?

Одной из основных подсистем мультипрограммной ОС, непосредственно влияю­щей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управ­ления процессами и потоками, которая занимается их созданием и уничтожени­ем, поддерживает взаимодействие между ними, а также распределяет процессор­ное время между несколькими одновременно существующими в системе процес­сами и потоками.

Подсистема управления процессами и потоками ответственна за обеспечение процессов необходимыми ресурсами. ОС поддерживает в памяти специальные ин­формационные структуры, в которые записывает, какие ресурсы выделены каж­дому процессу. Она может назначить процессу ресурсы в единоличное пользо­вание или в совместное пользование с другими процессами. Некоторые из ресур­сов выделяются процессу при его создании, а некоторые — динамически по за­просам во время выполнения. Ресурсы могут быть приписаны процессу на все время его жизни или только на определенный период. При выполнении этих функций подсистема управления процессами взаимодействует с другими подсис­темами ОС, ответственными за управление ресурсами, такими как подсистема управления памятью, подсистема ввода-вывода, файловая система.

Когда в системе одновременно выполняется несколько независимых задач, то возникают дополнительные проблемы. Хотя потоки возникают и выполняются асинхронно, у них может возникнуть необходимость во взаимодействии, напри­мер при обмене данными. Согласование скоростей потоков также очень важно для предотвращения эффекта «гонок» (когда несколько потоков пытаются изме­нить один и тот же файл), взаимных блокировок или других коллизий, которые возникают при совместном использовании ресурсов. Синхронизация потоков является одной из важных функций подсистемы управления процессами и пото­ками.

Каждый раз, когда процесс завершается, ОС предпринимает шаги, чтобы «зачис­тить следы» его пребывания в системе. Подсистема управления процессами за­крывает все файлы, с которыми работал процесс, освобождает области опера­тивной памяти, отведенные под коды, данные и системные информационные структуры процесса. Выполняется коррекция всевозможных очередей ОС и спи­сков ресурсов, в которых имелись ссылки на завершаемый процесс.

Понятия «процесс» и «поток»

Чтобы поддерживать мультипрограммирование, ОС должна определить и офор­мить для себя те внутренние единицы работы, между которыми будет разделять­ся процессор и другие ресурсы компьютера. В настоящее время в большинстве операционных систем определены два типа единиц работы. Более крупная еди­ница работы, обычно носящая название процесса, или задачи, требует для своего выполнения нескольких более мелких работ, для обозначения которых исполь­зуют термины «поток», или «нить».

При использовании этих терминов часто возникают сложности. Это происходит в силу не­скольких причин. Во-первых, — специфика различных ОС, когда совпадающие по сути по­нятия получили разные названия, например задача (task) в OS/2, OS/360 и процесс (process) в UNIX, Windows NT, NetWare. Во-вторых, по мере развития системного про­граммирования и методов организации вычислений некоторые из этих терминов получи­ли новое смысловое значение, особенно это касается понятия «процесс», который уступил многие свои свойства новому понятию «поток». В-третьих, терминологические сложности порождаются наличием нескольких вариантов перевода англоязычных терминов на рус­ский язык. Например, термин «thread» переводится как «нить», «поток», «облегченный процесс», «минизадача» и др. Далее в качестве названия единиц работы ОС будут исполь­зоваться термины «процесс» и «поток». В тех же случаях, когда различия между этими понятиями не будут играть существенной роли, они объединяются под обобщенным тер­мином «задача».

Итак, в чем же состоят принципиальные отличия в понятиях «процесс» и «по­ток»?

Очевидно, что любая работа вычислительной системы заключается в выполне­нии некоторой программы. Поэтому и с процессом, и с потоком связывается оп­ределенный программный код, который для этих целей оформляется в виде исполняемого модуля. Чтобы этот программный код мог быть выполнен, его необ­ходимо загрузить в оперативную память, возможно, выделить некоторое место на диске для хранения данных, предоставить доступ к устройствам ввода-вывода, например к последовательному порту для получения данных по подключен­ному к этому порту модему, и т. д. В ходе выполнения программе может также понадобиться доступ к информационным ресурсам, например файлам, портам ГСР/UPD, семафорам. И, конечно же, невозможно выполнение программы без предоставления ей процессорного времени, то есть времени, в течение которого процессор выполняет коды данной программы.

В операционных системах, где существуют и процессы, и потоки, процесс рас­сматривается операционной системой как заявка на потребление всех видов ре­сурсов, кроме одного — процессорного времени.Этот последний важнейший ресурс распределяется операционной системой между другими единицами рабо­ты — потоками, которые и получили свое название благодаря тому, что они представляют собой последовательности (потоки выполнения) команд.

В простейшем случае процесс состоит из одного потока, и именно таким обра­зом трактовалось понятие «процесс» до середины 80-х годов (например, в ран­них версиях UNIX) и в таком же виде оно сохранилось в некоторых современ­ных ОС. В таких системах понятие «поток» полностью поглощается понятием «процесс», то есть остается только одна единица работы и потребления ресур­сов — процесс. Мультипрограммирование осуществляется в таких ОС на уровне процессов.

Для того чтобы процессы не могли вмешаться в распределение ресурсов, а также не могли повредить коды и данные друг друга, важнейшей задачей ОС является изоляция одного процесса от другого. Для этого операционная система обеспечи­вает каждый процесс отдельным виртуальным адресным пространством, так что ни один процесс не может получить прямого доступа к командам и данным дру­гого процесса.

Виртуальное адресное пространство процесса — это совокупность адресов, которыми может манипулировать программный модуль процесса. Операционная система отображает вирту­альное адресное пространство процесса на отведенную процессу физическую память.

При необходимости взаимодействия процессы обращаются к операционной сис­теме, которая, выполняя функции посредника, предоставляет им средства меж процессной связи — конвейеры, почтовые ящики, разделяемые секции памяти и некоторые другие.

Однако в системах, в которых отсутствует понятие потока, возникают проблемы при организации параллельных вычислений в рамках процесса. А такая необ­ходимость может возникать. Действительно, при мультипрограммировании по­вышается пропускная способность системы, но отдельный процесс никогда не может быть выполнен быстрее, чем в однопрограммном режиме (всякое разделе­ние ресурсов только замедляет работу одного из участников за счет дополни­тельных затрат времени на ожидание освобождения ресурса). Однако приложе­ние, выполняемое в рамках одного процесса, может обладать внутренним парал­лелизмом, который в принципе мог бы позволить ускорить его решение. Если, например, в программе предусмотрено обращение к внешнему устройству, то на время этой операции можно не блокировать выполнение всего процесса, а про­должить вычисления по другой ветви программы. Параллельное выполнение нескольких работ в рамках одного интерактивного приложения повышает эф­фективность работы пользователя. Так, при работе с текстовым редактором желательно иметь возможность совмещать набор нового текста с такими продол­жительными по времени операциями, как переформатирование значительной час­ти текста, печать документа или его сохранение на локальном или удаленном диске. Еще одним примером необходимости распараллеливания является сете­вой сервер баз данных. В этом случае параллелизм желателен как для обслужи­вания различных запросов к базе данных, так и для более быстрого выполнения отдельного запроса за счет одновременного просмотра различных записей базы.

Потоки возникли в операционных системах как средство распараллеливания вы­числений. Конечно, задача распараллеливания вычислений в рамках одного при­ложения может быть решена и традиционными способами.

Во-первых, прикладной программист может взять на себя сложную задачу органи­зации параллелизма, выделив в приложении некоторую подпрограмму диспетчер, которая периодически передает управление той или иной ветви вычислений. При этом программа получается логически весьма запутанной, с многочислен­ными передачами управления, что существенно затрудняет ее отладку и моди­фикацию.

Во-вторых, решением является создание для одного приложения нескольких про­цессов для каждой из параллельных работ. Однако использование для создания процессов стандартных средств ОС не позволяет учесть тот факт, что эти про­цессы решают единую задачу, а значит, имеют много общего между собой — они могут работать с одними и теми же данными, использовать один и тот же кодо­вый сегмент, наделяться одними и теми же правами доступа к ресурсам вычис­лительной системы. Так, если в примере с сервером баз данных создавать от­дельные процессы для каждого запроса, поступающего из сети, то все процессы будут выполнять один и тот же программный код и выполнять поиск в записях, общих для всех процессов файлов данных. А операционная система при таком подходе будет рассматривать эти процессы наравне со всеми остальными про­цессами и с помощью универсальных механизмов обеспечивать их изоляцию друг от друга. В данном случае все эти достаточно громоздкие механизмы использу­ются явно не по назначению, выполняя не только бесполезную, но и вредную работу, затрудняющую обмен данными между различными частями приложения. Кроме того, на создание каждого процесса ОС тратит определенные системные ресурсы, которые в данном случае неоправданно дублируются — каждому про­цессу выделяются собственное виртуальное адресное пространство, физическая память, закрепляются устройства ввода-вывода и т. п.

Из всего вышеизложенного следует, что в операционной системе наряду с про­цессами нужен другой механизм распараллеливания вычислений, который учи­тывал бы тесные связи между отдельными ветвями вычислений одного и того же приложения. Для этих целей современные ОС предлагают механизм многопо­точной обработки (multithreading). При этом вводится новая единица работы — поток выполнения, а понятие «процесс» в значительной степени меняет смысл. Понятию «поток» соответствует последовательный переход процессора от одной команды программы к другой. ОС распределяет процессорное время между пото­ками. Процессу ОС назначает адресное пространство и набор ресурсов, которые совместно используются всеми его потоками.

Заметим, что в однопрограммных системах не возникает необходимости введения понятия, обозначающего единицу работы, так как там не существует проблемы разделения ресурсов.

Создание потоков требует от ОС меньших накладных расходов, чем процессов. В отличие от процессов, которые принадлежат разным, вообще говоря, конкури­рующим приложениям, все потоки одного процесса всегда принадлежат одному приложению, поэтому ОС изолирует потоки в гораздо меньшей степени, нежели процессы в традиционной мультипрограммной системе. Все потоки одного про­цесса используют общие файлы, таймеры, устройства, одну и ту же область опе­ративной памяти, одно и то же адресное пространство. Это означает, что они раз­деляют одни и те же глобальные переменные.Поскольку каждый поток может иметь доступ к любому виртуальному адресу процесса, один поток может ис­пользовать стек другого потока. Между потоками одного процесса нет полной защиты, потому что, во-первых, это невозможно, а во-вторых, не нужно. Чтобы организовать взаимодействие и обмен данными, потокам вовсе не требуется об­ращаться к ОС, им достаточно использовать общую память — один поток запи­сывает данные, а другой читает их. С другой стороны, потоки разных процессов по-прежнему хорошо защищены друг от друга.

Итак, мультипрограммирование более эффективно на уровне потоков, а не процес­сов. Каждый поток имеет собственный счетчик команд и стек.Задача, оформлен­ная в виде нескольких потоков в рамках одного процесса, может быть выполнена быстрее за счет псевдопараллельного (или параллельного в мультипроцессорной системе) выполнения ее отдельных частей. Например, если электронная таблица была разработана с учетом возможностей многопоточной обработки, то пользо­ватель может запросить пересчет своего рабочего листа и одновременно продол­жать заполнять таблицу. Особенно эффективно можно использовать много поточность для выполнения распределенных приложений, например многопоточный сервер может параллельно выполнять запросы сразу нескольких клиентов.

Использование потоков связано не только со стремлением повысить производи­тельность системы за счет параллельных вычислений, но и с целью создания более читабельных, логичных программ. Введение нескольких потоков выполне­ния упрощает программирование. Например, в задачах типа «писатель-читатель» один поток выполняет запись в буфер, а другой считывает записи из него. По­скольку они разделяют общий буфер, не стоит их делать отдельными процесса­ми. Другой пример использования потоков — управление сигналами, такими как прерывание с клавиатуры (del или break). Вместо обработки сигнала прерывания один поток назначается для постоянного ожидания поступления сигналов. Та­ким образом, использование потоков может сократить необходимость в прерыва­ниях пользовательского уровня. В этих примерах не столь важно параллельное выполнение, сколь важна ясность программы.

Наибольший эффект от введения многопоточной обработки достигается в муль­типроцессорных системах, в которых потоки, в том числе и принадлежащие од­ному процессу, могут выполняться на разных процессорах действительно парал­лельно (а не псевдопараллельно).

Источник

Какие из утверждений верны

+-<00>Сетевая операционная система – это совокупность всех операционных систем сети

+-<00>Это операционная система отдельного компьютера, способного работать в сети

+-<00>Это набор сетевых служб, выполненных в виде оболочки

Ключ HKEY_CURRENT_USER содержит

+<00>Пользовательский профиль пользователя

Как можно запустить редактор системного реестра?

+<00>нажать на кнопку «Пуск», затем «Все программы», найти редактор и открыть;

Какие типы параметров имеются в системном реестре?

+<00>строковые, двоичные и DWORD;

Какое расширение имеют текстовые файлы, экспортированные из реестра?

Как можно удалить ненужные данные из системного реестра

Какое расширение имеет редактор системного реестра?

Какой из ниже перечисленных языков изначально создавался как средство для написания кросс-платформенных приложений

Какая функция создаёт меню?

Какая функция показывает или скрывает курсор?

Какое расширение имеет программа хранителя экрана?

Какое значение активизирует окно и отображает его в соответствии с текущим положением и размерами?

Командный язык ОС включает директивы управления пакетными (командными):

К «твердым» ресурсам (hardware) относятся:

Когда частями оперативной памяти и виртуального адресного пространства являются сегменты произвольного размера, то речь идет о распределении:

К функциям ОС по управлению памятью относятся:

Можно ли войти в систему Windows XP, нажав на кнопку «Отмена» в окне «Вход в систему»?

Может ли выделенный сервер обращаться с запросами к ресурсам клиентских станций?

+<00>A.да, если у него есть соответствующая клиентская часть

Можно ли, анализируя двоичный код программы, сделать вывод о невозможности ее выполнения в пользовательском режиме?

+<00>A.да, так как анализ может выявить наличие в программе привилегированных команд

Может ли программа, эмулируемая на «чужом» процессоре, выполняться быстрее, чем на

Родном»?

Может ли процесс в мультипрограммном режиме выполняться быстрее, чем в монопольном?

Модули, выполняющие основные функции ОС

Место в памяти, куда складываются сообщение по мере их поступления – называется:

Назовите многопользовательские ОС

Назовите основные причины неудобства работы с INI-файлами:

—<00>Сложность ручного редактирования

—<00>Отсутствие четких правил хранения

—<00>Не способность поддержки многопользовательской среды

—<00>Отсутствие поддержки аппаратных конфигураций

Наиболее популярные программы для работы с реестром:

+-<00>NBG Clean Registry

+-<00>Backup Windows 2000

Наиболее актуальные требования, предъявляемые на данный момент к ОС

Набор правил извлечения запроса процесса из очереди с последующим предоставлением ему ресурса для использования называется дисциплиной:

Несанкционированный доступ процессов к чужим областям памяти в ОС должны пресекать

Основными характеристиками коммуникационных примитивов являются:

Основным средством для просмотра и редактирования записей реестра служит

Источник

Операционные системы, среды и оболочки (стр. 3 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3

В) обработки команд, введенных пользователем

*C) считывания в память модулей операционной системы io. sys и msdos. sys

D) подключения устройств ввода-вывода

E) правильных ответов нет

А) поддержка мультимедиа

В) технология Plug and Play

*C) поддержка имен файлов только формата 8.3

E) правильных ответов нет

А) в котором хранятся все программы операционной системы

В) объем которого изменяется при работе компьютера

*C) с которым работает или работал пользователь на данном диске

D) в котором находятся файлы, созданные пользователем

E) правильных ответов нет

80. Укажите команду создания файла:

E) правильных ответов нет

81. Каково наиболее распространенное расширение в имени текстовых файлов?

E) правильных ответов нет

82. Укажите команду удаления каталога:

E) правильных ответов нет

83. Назовите правильную запись имени каталога:

E) правильных ответов нет

84. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого)

размером 100 х 100 точек. Каков информационный объем этого файла?

E) правильных ответов нет

85. Сколько существует различных кодировок букв русского алфавита?

В) две (MS-DOS, Windows)

C) три (MS-DOS, Windows, Macintosh)

*D) пять (MS-DOS, Windows, Macintosh, КОИ-8, ISO)

E) правильных ответов нет

86. В детской игре «Угадай число» первый участник загадал целое число в промежутке от

количество вопросов при правильной стратегии (интервал чисел в каждом вопросе

делится пополам) гарантирует угадывание?

E) правильных ответов нет

87. Какое количество информации содержит один разряд двоичного числа?

E) правильных ответов нет

88. В детской игре «Угадай число» первый участник загадал целое число в промежутке от

количество вопросов при правильной стратегии (интервал чисел в каждом вопросе

делится пополам) гарантирует угадывание?

E) правильных ответов нет

89. Как записывается и передается физическая информации в ЭВМ?

В) с помощью программ

*C) представляется в форме электрических сигналов

D) все варианты верны

E) правильных ответов нет

90. Запись и считывание, информации в дисководах для гибких дисков осуществляются с

А) сенсорного датчика

*C) магнитной головки

E) правильных ответов нет

скоростной CD-ROM дисковод.

А) читает только специальные 44-скоростные CD-ROM диски

В) имеет 44 различные скорости вращения диска

C) имеет в 44 раза меньшую скорость вращения диска, чем односкоростной CD-ROM

*D) имеет в 44 раза большую скорость вращения диска, чем односкоростной CD-ROM

E) правильных ответов нет

92. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией?

В) дисковод для гибких дисков

*D) микросхемы оперативной памяти

E) правильных ответов нет

93. Что такое Кэш-память?

А) память, предназначенная для долговременного хранения информации, независимо от

того, работает ЭВМ или нет

*В) это сверхоперативная память, в которой хранятся наиболее часто используемые

участки оперативной памяти

C) память, в которой хранятся системные файлы операционной системы

D) память, в которой обрабатывается одна программа в данный момент времени

E) правильных ответов нет

94. Как обнаруживает вирус программа-ревизор?

А) контролирует важные функции компьютера и пути возможного заражения

В) отслеживает изменения загрузочных секторов дисков

*C) при открытии файла подсчитывает контрольные суммы и сравнивает их с данными,

D) периодически проверяет все имеющиеся на дисках файлы

E) все ответы правильные

95. Компьютерным вирусом является.

В) любая программа, созданная на языках низкого уровня

C) программа, скопированная с плохо отформатированной дискеты

*D) специальная программа небольшого размера, которая может приписывать себя к

другим программам, она обладает способностью » размножаться «

E) правильных ответов нет

96. Машины первого поколения были созданы на основе.

*В) электронно-вакуумных ламп

E) правильных ответов нет

97. Электронная почта (e-mail) позволяет передавать.

А) только сообщения

*C) сообщения и приложенные файлы

E) правильных ответов нет

98. Какая наиболее типичная ошибка наблюдается при загрузке операционной системы?

А) «залипание» клавиш на клавиатуре

*В) в дисковод вставлена дискета, не являющаяся системной

C) загрязнение валиков, соприкасающихся с обрезиненным шариком «мыши»

D) электромеханические неполадки принтера

E) электромеханические неполадки сканера__

99. С помощью графического редактора Paint можно.

*А) создавать и редактировать графические изображения

В) редактировать вид и начертание шрифта

C) настраивать анимацию графических объектов

E) правильных ответов нет

100. Физический размер изображения может измеряться в.

А) точках на дюйм (dpi)

*В) мм, см, дюймах или пикселах

E) правильных ответов нет

2.2. ПРИМЕРНЫЕ ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1. Какие события в развитии технической базы вычислительных машин стали вехами в истории ОС?

3. Может ли компьютер работать без ОС?

4. Какое влияние на развитие ОС оказал Интернет?

5. Чем объясняется особое место UNIX в истории ОС?

6. В чем состоят современные тенденции развития ОС?

7. Уточнить определение операционной системы как расширенной машины.

8. В соответствии с определением ОС ее главными функциями являются предоставление удобств пользователю и эффективное управление ресурсами компьютера. Какая их этих функций должна была доминировать в мультипрограммных ОС времен IBM/360? А в первых ОС персональных компьютеров?

9. В чем состоит отличие в виртуальных машинах, представляемых операционной системой простому пользователю и прикладному программисту?

10. Сравните интерфейс прикладного программиста с операционной системой и интерфейс системного программиста с реальной аппаратурой. Что можно сказать о разнообразии и мощности интерфейсных функций, имеющихся в распоряжении каждого из них?

11. Назовите абстрактно сформулированные задачи ОС по управлению любым типом ресурса.

12. Вставьте пропущенные определения: » Пользователю… ОС не требуется знать, на каком из компьютеров сети хранятся файлы, с которыми он работает, а пользователю… ОС эти сведения обычно необходимы».

14. Какой минимум функциональных возможностей надо добавить локальной ОС, чтобы она стала сетевой?

15. Перечислите основные сетевые службы. Какие из них, как правило, встроены в операционную систему?

16. Какие из утверждений верны?

17. Может ли сетевая оболочка работать над сетевой ОС?

18. В каких случаях может оказаться полезным наличие сразу нескольких серверных (клиентских) частей файловых служб?

19. Какие из следующих утверждений верны? 1) ОС выделенного сервера никогда не содержит клиентских частей сетевых служб; 2) в одноранговых ОС всегда имеются и клиентские, и серверные части сетевых служб; 3) в сетях с выделенными серверами могут поддерживаться одноранговые связи, 4) в одноранговой сети клиентская часть всегда преобладает по своим возможностям.

20. Может ли выделенный сервер обращаться с запросами к ресурсам клиентских станций?

21. Приведите примеры одноранговых ОС и ОС с выделенным сервером.

22. Какие из приведенных ниже терминов являются синонимами: привилегированный режим, защищенный, режим супервизора, пользовательский режим, реальный режим, режим ядра?

23. Можно ли, анализирую двоичный код программы, сделать вывод о невозможности ее выполнения в пользовательском режиме?

24. В чем состоят отличия в работе процессора в привилегированном и пользовательском режимах?

25. Какая ОС имеет большее быстродействие, при прочих равных условиях: 1) ОС с поддержкой привилегированного режима в режиме ядра; 2) без поддержки?

26. При многослойной структуре ядра, каждый слой взаимодействует только с ниже лежащими слоями. Может ли это правило нарушается. В каком случае?

27. Какая архитектура является альтернативой классическому построению ОС, когда многослойное ядро выполняется в привилегированном режиме?

28. При микроядерной архитектуре ОС желательно размещать в микроядре только те компоненты ОС, которые не могут выполняться в пользовательском режиме. Что заставляет разработчиков отходить от этого принципа?

29. Порядок взаимодействия приложений с ОС имеющей микроядерную архитектуру

30. Может ли программа, эмулируемая на «чужом» процессоре, выполнятся быстрее, чем на «родном»?

31. Какие условия необходимы для обеспечения двоичной совместимости двух ОС, работающих на процессорах с одинаковыми системами команд?

32. С каким свойством ОС связана концепция множественных программных сред?

33. Назовите основные способы реализации прикладных программных средств

34. Какой из способов реализации прикладных программных сред имеет меньшую производительность, по сравнению с другими?

35. Какой из способов реализации прикладных программных сред повышает расширяемость ОС в максимальной степени?

36. Какие модули ОС называются транзитными?

37. Укажите синонимы в следующих сочетаниях: А) процесс, поток; B) поток, нить; C) процесс, нить; D) программа, процесс.

38. В чем состоит принципиальное отличие состояний «ожидание» и «готовность».

39. Мультипрограммные ОС делятся на системы реального времени, системы разделения времени, системы пакетной обработки. С другой стороны, алгоритмы могут быть основаны на квантовании, относительных приоритетах, абсолютных приоритетах. Предложите наиболее подходящий тип планирования для каждого типа ОС.

40. Имеются две системы: А) Интерактивная система разделения времени и В) Система пакетной обработки, решающая «счетные» задачи. Для каждой ОС динамически формируются две очереди «готовые» и «ожидающие». Какие очереди длиннее?

41. Известно, что программа А выполняется в монопольном режиме за 10 минут, а программа В – за 20 минут. Если Т – время выполнения обоих этих задач в режиме мультипрограммирования, то какое из неравенств, справедливо?

42. Может ли процесс в мультипрограммном режиме выполнятся быстрее, чем в монопольном?

43. Чем объясняется потенциально более высокая надежность ОС, в которых реализована вытесняющая многозадачность?

44. В каких ОС реализована вытесняющая многозадачность?

45. В каких ОС реализована невытесняющая многозадачность?

46. При невытесняющем планировании необходимо, чтобы в программе были предусмотрены команды (операторы) передачи управления операционной системе. Можно ли сказать, что в этом случае мы имеем дело со статическим планированием?

47. Укажите правильное сочетание характеристик алгоритма планирования:

48. Можно ли задачу планирования процессов целиком возложить на приложение?

49. Возможно ли существование асимметричной мультипроцессорной ОС для компьютера с симметричной мультипроцессорной архитектурой?

50. Возможно ли существование симметричной мультипроцессорной ОС для компьютера с асимметричной мультипроцессорной архитектурой?

51. Представьте себе ОС, разработанную для компьютера, в котором отсутствует система прерываний. Какой алгоритм планирования процессов может быть реализован в такой ОС?

52. Какие события вызывают перепланировку процессов (потоков)?

53. Указать разницу между аппаратными и программными прерываниями.

54. Указать разницу между внутренними(исключениями) и программными прерываниями.

55. Что такое вектор прерываний?

56. Какой тип системы прерываний – векторный или опрашиваемый – реализован в процессоре Pentium?

57. Всегда ли прерывание вызывает перепланировку процессов?

58. Может ли быть в мультипрограммной системе, основанной на квантовании, использоваться алгоритм, основанный на приоритетах?

59. Укажите алгоритм планирования, который описан следующим образом: «Активный поток выполняется до тех пор, пока не появится поток с более высоким приоритетом. Из очереди на выполнение выбирается поток имеющий наивысший приоритет».

60. Укажите алгоритм планирования, который описан следующим образом: «Из очереди на выполнение выбирается поток имеющий наивысший приоритет. Активный поток выполняется до тех пор, пока сам не покинет процессор».

61. Какой алгоритм планирования применяется в Windows, Unix?

62. Укажите правильные сочетания, при определении характера прерываний.

63. Укажите правильное сочетание характеристик алгоритма планирования.

64. Укажите способы, с помощью которых шина выполняет прерывание.

65. Укажите название способа выполнения прерывания. Процессор получает от запросившего прерывания устройства только информацию об уровне приоритета прерывания. Обработчик прерываний сам определяет устройство, запросившее прерывание.

66. Для быстродействия было бы желательно системные вызовы к API выполнять с использованием векторного

67. Укажите вариант правильного способа обработки системного вызова?

68. Для чего необходима синхронизация потоков (процессов)?

69. Какое определение критической секции можно считать верным?

70. Выбрать название данных, которое соответствует следующему определению: Разделяемые данные, использование которых несколькими потоками может привести к нежелательным эффектам (гонкам и т. д.)?

71. Представим себе двух студентов, которым необходимо поработать с одной и той же книгой. Книга хранится в библиотеке в единственном экземпляре. Домой брать книгу не разрешают. Они одновременно пришли в библиотеку. Один сначала пошел в читальный зал и занял свободное последнее место и пошел в хранилище. Второй сначала пошел в хранилище, получил книгу, и только потом пошел в читальный зал. В результате оба не в состоянии выполнить работу. Можно ли эту ситуацию назвать тупиком (клинчем)?

72. Чем ограничивается максимальный размер физической памяти, которую можно установить в компьютере определенной модели?

73. Чем ограничивается максимальный размер виртуального адресного пространства, доступного приложению?

74. Для какой ОС (пакетная, разделения времени, реального времени) больше подходит вариант замены виртуальных адресов на физические, во время загрузки (перемещающим загрузчиком) программы в оперативную память.

75. Что такое виртуальный адрес?

76. Имеется несколько вариантов распределения памяти. С каким вариантом связан механизм виртуальной памяти?

77. Можно ли считать механизм свопинга частным случаем виртуальной памяти?

78. Почему размер страницы выбирается равным степени двойки (1024, 2048 и т. д.)?

79. Можно ли ограничение на размер сегмента принять как степень двойки?

80. Где хранятся таблицы страниц и таблицы сегментов?

81. Что такое сегмент?

82. Имеется страничное или сегментно-страничное распределение памяти. Некую страницу требуется вытеснить на диск? Признак модификации этой страницы равен false. Как поступит ОС?

83. Где хранится адрес таблицы страниц?

84. Укажите недостаток сегментного распределения памяти.

85. Укажите недостаток сегментного распределения памяти.

86. ОС при работе с основной памятью использует некую структуру: таблицу страниц. Какую информацию она содержит?

87. Каким образом ОС определяет, какие данные загрузить в кэш?

88. Почему загрузка и выгрузка данных из кэша производится блоками?

89. К чему относятся понятия пространственной и временной локальности?

90. Определение таково: «Если произошло обращение по некоторому адресу, то следующее обращение по тому же адресу с большой степенью вероятности произойдет в ближайшее время». Как называется это свойство?

92. При кэшировании один и тот же элемент данных может находиться в кэше и памяти. Какие подходы применяются для согласования?

93. Чем отличаются два подхода при замещении данных в кэше?

94. Какие функции выполняет менеджер ввода-вывода?

95. Укажите правильный вариант, по отношению к драйверу?

96. Каким типом драйвера обслуживается диск?

97. Для ОС единица записи на диск?

98. С какого каталога начинается «раскрутка» полного имени файла?

99. С какого каталога начинается «раскрутка» относительного имени файла?

102. Какая модель логического интерфейса к устройствам ввода-вывода принята в современных ОС?

103. Для выполнения операций по вводу-выводу пользовательское приложение выполняет системный вызов к подсистеме ввода-вывода. Может ли ядро ОС обращаться к подсистеме ввода-вывода с запросом для удовлетворения своих внутренних потребностей?

104. Что означает асинхронное выполнение операции ввода-вывода?

105. Что означает синхронное выполнение операции ввода-вывода?

106. Многослойная модель подсистемы ввода-вывода включает два типа интерфейса. Какие?

107. К какому типу интерфейса (байт-ориентированный и блок-ориентированный) относится таймер?

108. Файлы подразделяются по типу. Один из типов имеет название специальные файлы. Укажите правильный вариант определения?

109. Какую иерархическую структуру имеют файловые системы ОС UNIX?

110. Какую иерархическую структуру имеют файловые системы ОС

111. Основные способы физического размещения файлов на диске: непрерывное размещение, связанный список кластеров, связанный список индексов, перечень номеров кластеров. Какой из них имеет ОС MS DOS?

112. Основные способы физического размещения файлов на диске: непрерывное размещение, связанный список кластеров, связанный список индексов, перечень номеров кластеров. Какой из них имеет ОС UNIX, Windows?

113. Можно ли для байт-ориентированного устройства разработать блок-ориентированный драйвер?

114. С какой целью в некоторых файловых системах характеристики файла отделены от его имени?

115. При каких условиях можно гарантировать восстановление удаленного файла в FAT?

116. Укажите основную цель введения в ОС системного вызова OPEN?

117. В какой из типов систем управления доступом – избирательной или мандатной – пользователю предоставляется большая свобода действий?

118. Какой смысл имеет операция «выполнить» применяемая к каталогу в ОС Unix?

119. С помощью какого механизма пользовательский процесс может запускать на выполнение привилегированные утилиты в ОС Unix?

120. Чем отличаются разрешение Full Control от Change в Windows?

121. Какие действия к файлу разрешены пользователю Windows, если он лично имеет разрешение Change, а для его группы No Access?

122. Файловая система NTFS включает в себя файл MFT, состоящий из записей. Возможен ли вариант при котором файл, соответствующий этой записи, целиком помещается в этой записи. Как такой файл называется?

123. В каких система используется вариант OPEN READ1 CLOSE, OPEN READ2 CLOSE, и т. д.?

124. Определение таково: «контроль доступа к заблокированным файлам выполняет приложение». Выбрать вариант такого режима блокировки.

125. Что включает в себя элемент списка управления доступом (ACE) для файла?

126. Что значит определить права доступа к ресурсу?

127. Адресная информация о физическом размещении файла на диске содержит поля в которых содержатся ссылки на. На что ссылается файловая система ufs, s5 и на что NTFS?

128. Файловая система FAT в массиве индексов содержит ссылку на номер кластера. Как определить какому кластеру соответствует индекс?

129. Файловые системы FAT и ufs, s5 имеют служебные таблицы (FAT с индексами и область индексных дескрипторов). Чем отличается адресация кластеров в этих файловых системах?

130. Файловая система NTFS содержит основной файл MFT, который состоит из записей. Чему соответствует запись номер ноль?

131. При попытке блокировки разделяемого файла системный вызов может иметь два режима. Какие?

132. В Windows введено понятие «Объект безопасности». Какие характеристики он включает?

133. Основные способы физического размещения файлов на диске: непрерывное размещение, связанный список кластеров, связанный список индексов, перечень номеров кластеров. Какой из них имеет ОС UNIX, Windows?

134. Можно ли для байт-ориентированного устройства разработать блок-ориентированный драйвер?

135. На какой стадии операция записи данных в специальный файл начинает отличаться от операции записи в дисковый файл в ОС UNIX?

136. Если при поступлении запроса от приложения к файлу система обнаруживает данные в системном буфере (кэше), то время доступа приложения к нужным данным будет?

137. Чем принципиально отличаются отображение файла в память от кэширования файла при использовании виртуальной памяти?

138. Все ли типы файлов можно отображать в память?

139. Какие дополнительные меры должны предприниматься ОС при восстановлении файловой системы при наличии дискового кэша?

140. Восстанавливаются ли пользовательские данные в NTFS?

141. Из каких двух частей состоит запись о модификации в журнале транзакций Windows?

142. Можно ли организовать дисковый массив RAID без специального контроллера?

143. В чем преимущество дисковых массивов RAID-0 по сравнению с обычными дисками?

144. В каких случаях обмен данными между процессами можно выполнить только с помощью именованных конвейеров?

145. Какой недостаток имеют отображаемые в память файлы?

146. Каким способом ОС может защититься от физической порчи диска?

147. На чем основано восстановление информации после сбоя?

148. Из чего состоит каждая транзакция?

149. Что раньше выполняется, запись предстоящих изменений в журнал транзакций или изменение данных?

150. Какие последствия после сбоя будут при следующей последовательности подопераций при выполнении удаления файла в FAT: обнуление индексов в FAT, корректировка каталога. Сбой произошел после первой подоперации?

151. Какие последствия после сбоя будут при следующей последовательности подопераций при выполнении удаления файла в FAT: корректировка каталога, обнуление индексов в FAT. Сбой произошел после первой подоперации?

152. Для межпроцессного взаимодействия в ОС имеется механизм конвейеров. Укажите единицу передачи данных и ограничение по использованию?

153. По какому принципу организована очередь в конвейере?

154. В RAID-2,3,4 используется контрольная сумма для восстановления информации. Предположим, что диск 1 содержит байт 0, диск 2 – 0и диск 3 – 0Чему будет равна контрольная сумма и как выполняется восстановление на 1-ом диске?

155. Что включает понятие распределенной обработки?

156. Способ передачи информации в распределенных системах?

157. Основные примитивы для передачи сообщений в распределенных системах?

158. Выберите вариант поведения процесса при использовании блокирующего (синхронного) примитива?

159. Отправитель сообщения, при использовании блокирующего примитива, может быть заблокирован навсегда (при крахе получателя). Какой механизм используется для предотвращения этой ситуации?

160. В каком случае, при передаче сообщений, необходима буферизация?

161. Основные способы адресации при передаче сообщений?

162. При передаче сообщений используются надежные и ненадежные примитивы. Какой протокол применяется для надежной передачи?

163. Назначение механизма Sockets?

164. Назначение механизма удаленного вызова процедур (RPC).

165. Для реализации идеи удаленного вызова процедур применяется понятие стаб. Что это такое?

166. Возможны ли сетевые файловые системы, у которых отсутствует возможность модификации файлов?

167. Суть семантики UNIX для разделения файлов в сетевых файловых системах?

168. Какую модель доступа использует сетевая файловая система FTP?

169. Файловый сервер может быть организован в двух вариантах?

170. Файловый сервер организованный как stateful. Укажите вариант определения?

171. Файловый сервер организованный как stateless. Укажите вариант определения?

172. Назначение репликации?

173. Имеется несколько способов согласования реплик. Укажите вариант определения способа Quorum?

174. Укажите недостаток сетевых файловых систем с подходом в stateless?

175. Укажите достоинство сетевых файловых систем с подходом в stateful?

176. В распределенных системах кэширование файлов сервера возможно выполнять на машине клиента. Укажите причину этого размещения. Ведь можно кэшировать файлы прямо на сервере?

177. Для согласования протоколов межсетевого взаимодействия используется способ трансляции. Укажите вариант определения?

178. Укажите недостаток транслирования протоколов, при межсетевом взаимодействии?

179. Когда применяется инкапсуляция протоколов при межсетевом взаимодействии?

180. Что включает понятие конфиденциальности данных?

181. Политика доступа к внутренним ресурсам включает два принципа. 1)Запрещать все, что явно не разрешено и 2)разрешать все, что явно не запрещено. Какой из этих принципов дает более высокую степень безопасности?

182. Политика безопасности включает в себя несколько базовых принципов. Какой из перечисленных ниже принципов лишний?

184. Какой из алгоритмов шифрования труднее программно реализовать DES или RSA?

185. Какой из алгоритмов шифрования DES или RSA, применяется чаще для шифрования объемных сообщений?

186. К какому типу (симметричный, асимметричный) относится алгоритм RSA?

187. На чем основан взлом секретного ключа для алгоритмов DES и RSA?

188. В односторонней функции шифрования используется понятие дайджеста. Что это такое?

189. Можно ли по дайджесту односторонней функции шифрования восстановить исходное сообщение?

190. Дать определение аутентификации?

191. Для аутентификации в ИИМОП применяется многоразовый пароль. Как Вы думаете, введенный пароль передается в неизменном виде на сервер для проверки?

193. Какое устройство необходимо при использовании одноразового пароля?

194. Назначение цифровой подписи?

195. При использовании цифровых сертификатов, ресурсы предоставляются пользователям по предъявлению этих сертификатов. Есть ли в этом случае необходимость хранить информацию для аутентификации на сервере ресурсов?

196. Кто выдает цифровые сертификаты?

197. При использовании цифрового сертификата, что нужно шифровать с использованием секретного ключа?

198. Дать определение понятию авторизации

199. Какая структура ОС применяется при авторизации?

200. Если система была успешно атакована. Какая подсистема ОС может помочь определить виновника?

201. Что определяет стандарт Plug-and-Play (PnP)?

202. Что такое вытесняющая многозадачность?

203. Что такое Win32 API (Application Programming Interface)

Критерии выставления оценок на зачете.

Успеваемость студентов по предмету определяется оценками: «зачтено» и «не зачтено»,

При определении оценки знаний студентов во время зачета по предмету руководствуются следующими критериями:

оценка «зачтено» выставляется студенту, обнаружившему знание основного учебного материала, предусмотренного программой, в объеме необходимом для дальнейшей учебы и работы по специальности, справляющемуся с выполнением заданий, предусмотренных программой; выполнившему все задания, предусмотренные формами текущего контроля, возможно допустившему погрешности в ответе на зачете или при выполнении зачетных заданий и обладающему необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя; оценка «не зачтено» выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знании основного материала, предусмотренного программой, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий; не выполнившему отдельные задания, предусмотренные формами текущего контроля

Источник