Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Шпора на экзамен по ОС, Лянцев - файл 1.doc


Шпора на экзамен по ОС, Лянцев
скачать (277.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc278kb.12.12.2011 21:21скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
портов вв/выв. Порты вв/выв. м. взаимно однозначно отразить в др. адресное пространство вв/выв. При этом каждый порт вв/выв получает свой номер или адрес в этом пространстве. В некот-ых случаях, когда адресное пр-во памяти задействовано не полностью, часть портов вв/выв м.б. отражена в адресное простр-во памяти. Если порт отображен в адресное простр-во вв/выв, то процесс обмена инф-ей выполн-ся спец. командами вв/выв и включает в себя след. действия: 1)на адресной шине ЦП д. выставить сигнал, соотв-й адресу порта 2)на шине данных ЦП д. выставить сигналы, соответ-ие передаваемой инф-ии 3)после выполн-ия действий 1 и 2 на шину упр-ия выставл-ся сигналы, соотв-ие операциям записи и работе с устр-ми вв/выв, что приведет к передаче необх-ой инф-ии в нужный порт. Существ. отличие памяти от устр-в вв/выв: занесение инф-ии в память явл-ся окончанием опер-ии записи, в то время как занесение инф-ии в порт представляет собой инициализ-ию реального выполн-ия опер-ий вв/выв. Что именно д. делать устройства, приняв инф-ию через порт и каким именно образом они д. поставлять инф-ию для чтения из порта, опердел-ся устр-ом, получившим назв-ие контроллер. Контроллер м. непосредственно управлять отдельным устр-ом, а м. и несколькими, связанными с их контроллерами посредством спец. шин вв/выв (IDE, SCSI). Совр. ОС м. иметь разнообр-ую арх-ру, множ-во шин и магистралей, мосты для перехода инф-ии от одной шины к др. и т.п. Но всегда выполн-ся след. важные моменты: 1) устр-во вв/выв. подключ-ся к системе ч/з порты 2) м. сущ-ть 2 адресных простр-ва: простр-во памяти и простр-во вв/выв. 3) порты отображ-ся в адресном простр-ве вв/выв, и иногда непосредственно в адресное простр-во памяти 4) использ-ие того или иного адр. простр-ва определ-ся типом команды, выполн-ых ЦП, или типом её операндов 5) физич. упр-ием устр-ва вв/выв., передачей инф-ии через порт и выставлением некоторых сигналов на магистрали занимается контроллер устр-в. Именно единообразие подключения внеш. уср-в к выч. системе явл-ся одной из составляющих идеологий, позволяющих подключать новые устр-ва без перепроектир-ия всей системы.

^ 34. Состояния процесса. Все в выч-х системах организовано как набор процессов. Пока 1 пр. выполняется, другие ждут своей очереди, поэтому люб. процесс м. нах-ся как минимум в двух состояниях : процесс исполняется и не исполняется. Процесс, нах-ся в сост. «процесс исполняется» ч/з некоторое время м/б завершён ОС или приостановлен и снова приведён в сост. «процесс не испол-ся». Приостановка процесса происходит по двум причинам: д/его дальнейшей работы потребовалось какое-то событие, напр., завершение операции вв/выв или истёк временной интервал, отведённый ОС д/работы этого процесса. После того, ОС по определённому алгоритму  выбирает на исполнение один из процессов, находящихся в состоянии «процесс не исполняется» и переходит в сост-е «процесс исп-ся». Новый процесс, появляющийся в системе первоначально помещается в состояние «процесс не исполняется». Это очень грубая модель и она не учитывает то, что процесс, выбранный д/исполнения м. всё ещё ждать событие, из-за которого он был приостановлен и реально к выполнению не готов., поэтому сост-е «процесс не исполняется» разбивается на 2 новых: готовность и ожидание. Всякий новый процесс, появляющийся в системе попадает в состояние «готовность». ОС, пользуясь каким-либо алгоритмом  планирования, выбирает 1 из готовых процессов и переводит его в сост. исполнения. В сост. исполнения происходит непосредств-е выполнение прогами кода процессов. Выйти из этого сост. процесс м. по 3-м причинам: 1)ОС прекращает его деятельность; 2)он не м. продолжить свою работу, пока не произойдёт некот. событие и ОС переведёт его в сост. ожидания; 3)в рез-те возникновения прерывания в ОС. Эта новая модель хорошо описывает поведение процесса во время его сущ-я, но она не акцентирует внимание на появление процесса в системе и его исчезновении. Для полноты картины нужны ещё 2 состояния процессов: 1) «рождение» 2) «исполнение». При рождении процесс получает в своё распоряжение адресное пространство, в кот. загружается прога подпроцесса, ему выделяется стек и сист. ресурсы. Устанавлив-ся начальные значения программного счётчика этого процесса и т.д. родившийся процесс переводится в сост.  «готовность». При завершении  своей деят-ти  процесс из сост. «исполнение» попадает в сост. «закончил исполнение

^ 35. Статические и динамические параметры планированиия. Для осуществления поставленных целей алг-мы планир-ия д. опираться на  хар-ки проц-ов в системе, заданий в очереди на загрузку, состояние самой выч.сист., т.е. на пар-ры планир-ий. Все пар-ры планир-ия разбиваются на 2 гр.:статические и динамич.параметры. Статич. параметры не измен-ся в ходе функционир-ия сист. Динамич. подвержены постоянным измен-ям. К статич. пар-ам сист-ы относят предельные значения её ресурсов. Динамич. параметры системы описывают  кол-во свободных ресурсов на дан. момент. К стат. пар-м проц-в относят хар-ки как правило присушие заданиям уже на этапе загрузки. Выделяют: 1)владелец процесса 2)приоритет вып-ия 3)запрошенное процессорное время 4)соотнош-ие проц-го врем-и и врем-и,необходимого для оперции вв/выв. 5)ресурсы выч сист.(ОП,устр-во вв/выв.,спец библ-и и сист. проги) и их кол-во. Алг-мы долгосрочного планир-ия использ-ют  в своей работе статич. и динамич. параметры выч. системы и стат. параметры процесса. Алг-мы краткосрочного  и среднеср-го планир-ия учитывают и динамич. хар-ки проц-са. Для среднесрочн. планир-ия в кач-ве таких хар-к исп-ся след.информация: 1)ск-ко врем-и прошло с момента выгрузки проц-а на диск или его загрузки в ОП 2)ск-ко ОП занимает проц-с 3)ск-ко проц-го врем-и уже предоставлено проц-су. Для краткоср-го планир-ия использ-ся ещё 2 динамич. параметра. Деят-ть любого проц-са можно представить как послед-ть циклов использ-ия ЦП и ожидания завершения операции вв/выв. Промежуток врем-и непрерывного исп-я ЦП носит назв-ие CPU burst, а непрерывного ожидания - I/О burst. Знач-ие продолжит-ти последних и очередных этих параметров явл-ся важными динамич. пар-ми проц-а.

^ 36. Страничная память В современных системах управления памятью не принято размещать процесс в оперативной памяти одним непрерывным блоком. В самом простом и наиболее распространённом случае в страничной организации памяти, как логическое, так и физическое адресное пространство представляется состоящим из набора блоков или страниц одинакового размера. При этом образуются логические страницы (Page), а соответствующие единицы физической памяти называются страничными кадрами (page frames). Страницы и страничные кадры имеют фиксированную длину, являются степенью числа 2. Каждый кадр содержит одну страницу данных. При такой организации внешняя фрагментация отсутствует, а потери из-за внутренней фрагментации ограничиваются частью последней страницей процесса. Логический адрес в страничной системе - это упорядоченная пара (p, d), где p – номер страницы в виртуальной памяти, а d – смещение в рамках страницы р, на которой размещен адресный элемент. Разбитие адресного пространства на страницы осуществляется вычислительной системой незаметно для программиста, поэтому адрес является двумерным лишь с точки зрения ОС, а для программиста адресное пространство процесса остается линейной. Эта схема позволяет загрузить процесс, даже если нет непрерывной области кадров, достаточной для размещения процессов целиком, но одного базового регистра для осуществления трансляции адреса в данной схеме недостаточно.

^ 37. Стратегии управления страничной памятью ПО в подсистемах управления памятью связано с реализацией стратегии выборки, размещения и замещения. Стратегия выборки определяет в какой момент следует переписать страницу из вторичной памяти в первичную. Существуют 2 основных варианта выборки: по запросу и с упреждением. 1) По запросу. Вступает в действие в тот момент, когда процесс обращается к отсутствующей странице, содержимое которой находится на диске. Его реализация заключается в загрузке страницы с диска в свободную физическую страницу и коррекции соответствующей записи таблицы страниц. 2) Алгоритм выборки  с упреждением осуществляет опережающее чтение, т.е кроме страницы, вызвавшей исключительную ситуацию в памяти, также загружается несколько страниц окружающих её. Такой алгоритм призван уменьшить накладные расходы, связанные с большим количеством исключительных ситуаций, возникших при работе со значительными объемами данных или кода. Кроме того, оптимизируется работа с диском. Стратегия размещения определяет, в какой участок первичной памяти поместить поступающую страницу. В системе со страничной организацией она помещается в любой свободный страничный кадр. В случае системы с сегментной организацией необходима стратегия, аналогичная стратегии с динамическим распределением. Стратегия замещения определяет, какую  страницу надо вытолкнуть во внешнюю память, чтобы освободить место в ОП. Стратегия позволяет хранить в памяти самую нужную информацию и тем самым снизить частоту страничных нарушений. Замещение должно происходить с учетом выделенного каждому процессу количества кадров.

^ 38. Структура контроллера устройств. К. устр-в вв/выв различны по своему внутр. строению, так и по использ-ию, поскольку им приходиться управлять совершенно разными приборами. Тем не менее, каждый К. имеет 4 внутр. регистра, назв-х регистрами состояния, управления, вх. данных и вых. данных. Для простоты счит-ся, что каждому регистру соотв-т свой блок. Регистр состояния сод-т биты, значение кот. определ-ся состоянием устр-ва вв/выв и кот. доступны только для чтения. Эти биты индуцируют завершение выполн-ия текущей команды на устр-ве, наличие очередного данного в регистре вых. данных, возникновении ошибки при выполнении команд. Регистр управл-ия получает данные, кот. записыв-ся ВС для инициализации устр-ва вв/выв или выполнение очередной комадны, а также изменение режима работы устр-в. Часть битов в этом регистре отводиться под код выполняемой команды, часть битов под режим работы устр-ва, бит готовности команды говорит о том, что приступить к её выполнению. Регистр вых. данных служит для размещения данных, предназначенных для чтения ВС, а регистр вх. данных предназначен для помещения в него инф-ии, кот. д.б. выведена на устр-во. Если ск-ть работы ЦП и устр-в вв/выв примерно равны, то это не приводит к существенному уменьшению полезной работы, совершаемой ЦП. Если ск-ть работы устр-ва < ск-ти работы ЦП, то эта техника резко снижает производительность системы и необходимо применять архитектурный подход. Для того, чтобы ЦП не дожидался сост. готовности устр-ва в цикле, а мог выполнять в это вр. др. работу, необходимо, чтобы устр-во само умело сигнализировать ЦП о своей готовности. Технич. механизм, кот. позволяет внеш. устр-ву оповещать ЦП о завершении команды вв/выв, получил назв-ие механизма прерывания. В простейшем случае  для реализации механизма прерывания необходимо к сист. шине добавить ещё одну линию, соединяющую ЦП и устр-во вв/выв- линию прерыв-ия. По завершении вып-я операций внеш. устр-ва поставляют на эту линию спец. сигнал, по кот. ЦП после выполн-ия очередной команды изменяет своё поведение. Вместо вып-я очередной команды из потока команд он частично сохраняет содержимое своих регистров и переходит на выполн-ие проги обработки прерываний, расположенный по заранее оговорённому адресу. В больш-ве совр. компов ЦП стараются полностью освободить от необход-ти опроса внеш. устр-в, в т.ч. и от определения с помощью опроса устр-ва, сгенерировавшего сигнал прерывания. Устр-во сообщает о своей готовности ЦП не напрямую, а ч/з спец. контроллер прерываний, при этом для общения с ЦП он использует целую шину прерываний. Каждому устр-ву присваивается свой номер прерываний, кот. при возникновении прерывания, контроллер прерываний заносит в регистр состояния и выставляет на шину прерываний для чтения ЦП. Номер прерывания служит индексом спец. таблиц прерываний, хранящейся по адресу, задаваемому при инициализ-ии ВС и содержащий адреса прог обработки прерываний - векторы прерывания. Для распределения устр-в по номерам прерываний необходимо, чтобы от каждого устр-ва контроллера прерываний была спец. линия, соотв-ая одному номеру прерывания.

^ 39. Структура файловой  системы на диске. Методы работы с дисковым пространством дают общее представление о служебных данных, необходимых для описания файловой системы. В начале раздела  находится суперблок. Он содержит описание файловой системы: 1)тип файловой системы; 2)размер файловой системы в блоках; 3)размер массива индекса дескрипторов; 4)размер логического блока. Эти структуры данных создаются на диске в результате его форматирования. Их наличие позволяет обращаться к данным на диске как к файловой системе, а не так, как к обычной последовательности блоков. В файловой системе современных ОС для повышения устойчивости поддерживается несколько копий суперблоков. Массив индексных дескрипторов содержит список индексных дескрипторов, соответствующих файлам данной файловой системы. Его размер определяется администратором при установке ОС. Максимальное число файлов, которое могут быть созданы в файловой системе, определяется числом индексных дескрипторов. В блоках данных хранятся реальные данные файла. Размер блока данных задается при форматировании файловой системы. Заполнение диска информацией предполагает использование блоков хранения данных для файлов директорий и обычных файлов и имеет следствием изменение или модификацию индексных узлов и данных, описывающих пространство диска. Отдельно взятый блок данных может принадлежать одному и только одному файлу файловой системы.

^ 40. Cхема с переменными разделами В системах с разделением времени возможна ситуация когда память не в состоянии содержать все пользовательские процессы. Приходиться прибегать к (swapping) -  перемещение процесса из главной памяти на диск и обратно памяти целиком. Частичная выгрузка процессов на диск осуществляется в системах со страничной организацией. Swapping не имеет непосредственного отношения к управлению памятью, скорее он связан с подсистемой планирования процессов. Очевидно, что swapping увеличивает время переключения контекста; время выгрузки может быть сокращено за счет организации специально отведенного пространства на диске. Обмен с дисками осуществляется блоками большего размера, т. е. быстрее, чем через стандартную файловую систему. Система Swapping может базироваться на фиксированных разделах. Более эффективной является схема динамического распределения или схема с переменными разделами, которая используется в тех случаях, когда все процессы целиком помещены в память, т.е. в отсутствие Swapping. В этом случае вначале вся память свободна и не разделена заранее на разделы. Во вновь поступающей задаче выделяется строго необходимое количество памяти, не более. После выгрузки процесса память освобождается. По истечении некоторого времени память представляет собой переменное число разделов разного размера, смежные свободные участки могут быть объединены. Этот метод наиболее гибок по сравнению с методом фиксированных разделов, однако, ему присуща внешняя фрагментация, т.е. наличие большого числа фрагментов не используемой памяти, не выделенной ни одному процессу. Статистический анализ показывает, что пропадает примерно 1/3 памяти.

^ 41. Pазделы фиксированной величины Самым простым способом управления ОП является ее предварительное разбиение на несколько разделов фиксированной величины. Поступающий процесс поступает в тот или иной раздел при этом происходит условное разбиение физического адресного пространства. Связывание логического и физического адресов процесса происходит на этапе его загрузки в конкретный раздел. Каждый раздел может иметь свою очередь процессов, а может существовать и глобальная очередь для всех процессов. Подсистема управления памятью оценивает размер поступившего процесса, выбирает подходящий для него раздел, осуществляет загрузку процесса в этот раздел и настройку адресов памяти. Для выбора раздела распространены три стратегии: 1) Стратегия первого подходящего (first fit). Т.е. процесс помещается в первый подходящий по размеру раздел. 2) Стратегия наиболее подходящего (best fit). Процесс помещается в тот раздел, где после его загрузки останется меньше всего свободного места 3) Стратегия наименее подходящего (Worst fit). При помещении в самый большой раздел в нем остается достаточно места для размещения еще одного процесса. Моделирование показало, что доля полезно использованной памяти в первых двух случаях больше, при этом первый способ несколько быстрее. Недостатки этой схемы: число одновременно выполняемых процессов ограничено числом разделов. Схема страдает от внутренней фрагментации – потери части памяти, выделенной процессу, но не используемой им. Фрагментация возникает потому, что процесс не полностью занимает выделенный ему раздел или потому, что некоторые разделы слишком малы для выполнения пользовательских программ. Частный случай схемы с фиксированными разделами это работа менеджера памяти однозадачной ОС. В памяти  размещается один пользовательский процесс и остается определить, где будет располагаться пользовательская программа по отношению к ОС, в верхней, нижней или средней части памяти.

42. Таблица размещения файлов FAT. Одним из вариантов предлагаемого способа является хранение указателей не в дисковых блоках, а в индексной таблице памяти, которая называется FAT. Этой системы придерживаются многие ОС. В таком случае запись директории содержит только ссылку на первый блок. Далее при помощи таблицы FAT можно определить местонахождение файлов, независимо от их размеров. В тех структурах таблицы, которые соответствуют последним блокам, записывается метка – end of file. Главное достоинство данного подхода – по таблице размещения файлов можно судить о физическом соседстве блоков, располагающихся на диске. И при выделении нового блока легко найти свободный блок, находящийся поблизости от других блоков данного файла. Минусом является необходимость хранения в памяти этой, довольно большой таблицы.

^ 43. Типы и атрибуты файлов. Обычные файлы в свою очередь подразделяются на текстовые и двоичные. Текстовые файлы состоят из строк символов, представленных в ASCII-коде. Это могут быть документы, исходные тексты программ и т.п. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы не используют ASCII-коды, они часто имеют сложную внутреннюю структуру, например, объектный код программы или архивный файл. Все операционные системы должны уметь распознавать хотя бы один тип файлов - их собственные исполняемые файлы. Специальные файлы - это файлы, ассоциированные с устройствами ввода/вывода, которые позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода, используя обычные команды записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются вначале программами файловой системы, а затем на некотором этапе выполнения запроса преобразуются ОС в команды управления соответствующим устройством. Специальные файлы, так же как и устройства ввода-вывода, делятся на блок-ориентированные и байт-ориентированные. Каталог - это, с одной стороны, группа файлов, объединенных пользователем исходя из некоторых соображений (например, файлы, содержащие программы игр, или файлы, составляющие один программный пакет), а с другой стороны - это файл, содержащий системную информацию о группе файлов, его составляющих. В каталоге содержится список файлов, входящих в него, и устанавливается соответствие между файлами и их характеристиками (атрибутами). В разных файловых системах могут использоваться в качестве атрибутов разные характеристики, например: - информация о разрешенном доступе, - пароль для доступа к файлу, - владелец файла, - создатель файла, - признак "только для чтения", - признак "скрытый файл", - признак "системный файл", - признак "архивный файл", - признак "двоичный/символьный", - признак "временный" (удалить после завершения процесса), - признак блокировки, - длина записи, - указатель на ключевое поле в записи, - длина ключа, - времена создания, последнего доступа и последнего изменения, - текущий размер файла, - максимальный размер файла.

^ 44. Уровни планирование процессов. Существует 2 вида : -планир-ие заданий; -планир-ие использования процессора Изменяя порядок загрузки заданий в выч. систему  можно повысить эф-ть её исп-я. Процедуру выбора очередного задания для загрузки в машину т.е. для порождения очередного пр-са наз-ют планированием заданий. Планир-ие исп-ия ЦП впервые возникает в мультипрогр-х выч.сист-х, где в состоянии готовность могут одновременно нах-ся неск-ко процессов. Этот термин использ-ся для процедуры выбора из них одного пр-са. Оба вида планир-ия рассм-ся как различные уровни планир-ия. Планир-ие заданий  использ-ся в кач-ве долгосрочного планир-ия пр-сов. Оно отвечает за порождение новых пр-ов системы, определяя кол-во пр-в, одновр-но нах-ся в ней. Поэтому долгосрочное планир-ие осущ-ся достаточно редко; между появлением новых пр-ов могут проходить минуты и даже 10-ки мин. Планир-ие использования ЦП примен-ся в кач-ве краткосрочного планир-ия пр-са. Кратковрем-ое планир-ие осущ-ся  как правило не реже 1-го раза в 100 м/сек.  Выбор нового пр-са для использ-ия оказывает влияние на функционирование системы до поступления очередного аналогичного сообщения. Иногда бывает выгодно прибегнуть к Свопингу, т. е. для повышения производительности временно удалить к-л. частично выполнившийся  процесс из оперативки на диск, а позже вернуть его обратно для дальнейшего вып-я. Когда и какой из проц-ов нужно перекачать на диск и обратно, реш-ся дополнительно среднесрочным промежуточным уравнением планир-ия проц-ов. Для кажд. уровня планир-ия проц-са сущ-ют  разн. типы алгоритмов. Выбор конкретного алг-ма определ-ся классом заданий, решаемых  выч. сист. и целями планир-ия.

^ 45. Файловая система. Файловая система – часть ОС, назначение которой организовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти и обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с ними. Хранение информации на магнитном диске требует хорошего знания устройства контроллера диска, особенности работы с его архитектурой. Непосредственное взаимодействие с диском – прерогатива компонента системы вв/выв ОС – драйвера диска. Основная идея использования внешней памяти: ОС делит память на блоки фиксированного размера. Файл, обычно представляющий собой неструктурированную последовательность однобайтовых записей, хранится в виде последовательности блоков, необязательно смежных, каждый блок хранит целое число записей. В некоторых ОС, например, MS DOS, адреса блоков, организованы в связный список и вынесены в отдельную таблицу памяти. В других ОС (Unix) адреса блоков данных файла хранятся в отдельном блоке внешней памяти – индексе. Этот приём – индексация, наиболее распространен для приложений, требующих произвольный доступ к записям файла. Индекс файла состоит из элементов, каждый из которых содержит номер блока и сведение о местоположении данного блока.  Зная размер блока, можно вычислить номер блока, содержащего текущую позицию. Базовой операцией по отношению к файлу является чтение блока с диска и перенос в буфер, находящийся в основной памяти. Файловая система позволяет при помощи системы справочников связать уникальное имя файла с блоками внешней памяти, содержащими данные файла. Иерархическая структура каталогов, используемая для управления файлами, является другим примером индексной структуры. В этом случае каталоги или папки играют роль индекса, каждый из которых содержит ссылки на свои подкаталоги, с этой точки зрения, вся файловая система компьютера представляет собой большой индексированный файл. Помимо собственно файлов и структур данных, используемых для управления, понятие “файловая система” включает программные средства, реализующие различные операции над файлами. Основные функции файловой системы: 1) идентификация файла, связывание имени файла с выделенным ему пространством внешней памяти; 2) распределение внешней памяти между файлами, чтобы для работы с конкретным файлом не требовалась информация о местоположении этого файла на внешнем носителе информации; 3) обеспечение надежности, отказоустойчивости, поскольку стоимость информации может во много раз превышать стоимость компьютера; 4) обеспечение защиты от несанкционированного доступа; 5) обеспечение совместного доступа к файлам; 6) обеспечение высокой производительности.

^ 46. Файлы прямого и последовательного доступа в ОС. Простейший вариант - последовательный файл. То есть файл является последовательностью записей. Поскольку записи, как правило, однобайтовые, файл представляет собой неструктурированную последовательность байтов. Обработка подобных файлов предполагает последовательное чтение записей от начала файла, причем конкретная запись определяется ее положением в файле. Такой способ доступа называется последовательным (модель ленты). Если в качестве носителя файла используется магнитная лента, то так и делается. Текущая позиция считывания может быть возвращена к началу файла. Файл прямого доступа. В реальной практике файлы хранятся на устройствах прямого доступа, поэтому содержимое файла может быть разбросано по разным блокам диска, которые можно считывать в произвольном порядке. Причем номер блока однозначно определяется позицией внутри файла. Здесь имеется в виду относительный номер, специфицирующий данный блок среди блоков диска, принадлежащих файлу. Для специфицирования места, с которого надо начинать чтение, используются два способа: с начала или с текущей позиции, которую дает операция seek. Файл, байты которого могут быть считаны в произвольном порядке, называется файлом прямого доступа. Таким образом, файл, состоящий из однобайтовых записей на устройстве прямого доступа, - наиболее распространенный способ организации файла. Базовыми операциями для такого рода файлов являются считывание или запись символа в текущую позицию. В большинстве языков высокого уровня предусмотрены операторы посимвольной пересылки данных в файл или из него. Эта схема обеспечивает максимальную гибкость и универсальность. С помощью базовых системных вызовов (или функций библиотеки ввода/вывода) пользователи могут как угодно структурировать файлы. В частности, многие СУБД хранят свои базы данных в обычных файлах.

^ 47. Физическая организация памяти в ВС. Деятельность ОС по распределению памяти между пользовательскими процессами и компонентами ОС называется управлением памятью, а часть ОС, которая отвечает за управление памятью, называется менеджером памяти. Запоминающее устройство компьютера разделяют как минимум на 2 уровня: 1) Основную; 2)вторичную. Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес. ЦП извлекает команду из ОП, декодирует ее  и выполняет. Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам ОП. Вторичная память это главным образом диски. Можно рассматривать как одномерное линейное адресное пространство, состоящее из последовательности байтов. В отличие от ОП она является энергонезависимой, имеет существенно большую емкость и используется в качестве расширения ОП. Эту схему можно дополнить несколькими промежуточными уровнями, которые могут быть объединены в иерархию по убыванию времени доступа, возрастанию цены и возрастанию емкости.  1 нс  Регистры процессора    <1Кб 2 нс    Кэш процессора     1Мб 10 нс Основная память  64-512МБ 10 мс  Магнитные диски  20-200Гб 100 мс  Магнитные ленты    20-300Гб. Информация, которая находится в памяти верхнего уровня, обычно хранится также на уровнях с большими номерами. Если ЦП не обнаруживает нужную информацию на i-м уровне, он начинает искать ее на следующем. Когда нужная информация найдена, она переносится на более быстрый уровень.  Оказывается,  при таком способе организации памяти по мере снижения скорости доступа к уровню памяти снижается также и частота обращения к нему. Ключевую роль здесь играет свойство реальных программ в течение ограниченного отрезка времени работать с небольшим набором адресов памяти. Это эмпирически наблюдаемое свойство, известно, как принцип локальности и локализации обращений. Свойство локальности (соседние в пространстве и времени объекты характеризуются похожими свойствами), присущее не только функционированию ОС, но и природе, вообще. В случае ОС обычно в течение какого-то отрезка времени ограниченный фрагмент кода работает с ограниченным набором данных. Эту часть кода и данных удается разместить в памяти с быстрым доступом. В результате реальное время доступа к памяти определяется временем к верхним уровням, что и объясняет эффективность использования иерархической схемы. КЭШ процессора является частью аппаратуры, поэтому менеджер ОС занимается распределением информации главным образом в основной и внешней памяти. Адреса в основной памяти, характеризующие реальное расположение данных в физической памяти называются физическими адресами. Набор физических адресов, с которыми работает программа, называют физическим адресным пространством.

^ 48. Функции системы управления памятью. Чтобы обеспечить эффективный контроль использования памяти, ОС должна выполнять следующие функции:1)отображение адресного пространства процесса на конкретные области физической памяти; 2)распределение памяти между конкурирующими процессами; 3)контроль доступа к адресным пространствам процессов; 4)выгрузка процессов (целиком или частично) во внешнюю память, когда в оперативной памяти недостаточно места; 5)учет свободной и занятой памяти.
1   2   3



Скачать файл (277.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru