Механизмы синхронизации процессов

Операционная система

1. Дайте понятие операционной системы. Перечислите известные вам компоненты ОС и их назначение. Классификация операционных систем.
2. Какие требования предъявляются к операционным системам реального времени. Перечислите ограничения и требования, предъявляемые к различным подсистемам операционной системы.

Процессы

1. Дайте определение понятию процесс. В чём состоит отличие процесса от приложения.
2. Представьте схему состояния процесса. Определите ключевые характеристики для каждого из состояний и условия перехода из одного состояния в другое. Представьте расширенную схему состояний в ОС UNIX.
3. Определите содержимое контекстов процесса. Укажите какие изменения происходят в содержимом контекстов при всех изменениях состояния процесса.
4. Дайте определение генеологическому дереву процессов. Каким образом определяется взаимоотношение процессов (родетеля и ребёнка). Представьте схемы создания процессов.
5. Опишите процесс переключения контекста между двумя процессами.

Планирование процессов

1. Планировщик и планирование процессов. Уровни планирования.
2. Критерии планирования процессов. Требования к алгоритмам краткосрочного планирования процессов. Критерии оценки алгоритмов краткосрочного планирования.
3. Параметры планирования процессов. Вытесняющее и невытесняющее, вынужденное и невынужденное планирование.
4. Алгоритмы краткосрочного планирования Firt Come First Serve и Round Robin.
5. Алгоритмы краткосрочного планирования Shortest Job First: идея и вариант реалиации.
6. Алгоритмы краткосрочного планирования: гарантированное и приоритетное планирование.
7. Алгоритмы краткосрочного планирования: многоуровневые очереди и многоуровневые очереди с обратной связью.

Для каждого из рассматриваемых алгоритмов планирования необходимо уметь:

* применять рассмотренный алгоритм на практике;

* оценивать результаты работы алгоритма;

* изменять параметры алгоритма в соответствии с требованиями к применению алгоритма.

Кооперация процессов

1. Цели взаимодействия процессов. Определение взаимодействующих процессов. Категории средств для обмена информации.
2. Инициализация, адресация и валентность средств связи.
3. Линии связи. Варианты буферизации информации. Модели организации данных при передаче.
4. Надёжность средств связи. Обеспечение надёжности передачи данных для линий связи.

Алгоритмы синхронизации

1. Активности, атомарные операции, псевдопараллельное выполнение активностей, детерминированный набор активностей, условия Бернстайна, race condition.
2. Определение критической секции. Общая структура алгоритма синхронизации. Требования к алгоритмам синхронизации.
3. Алгоритмы синхронизации процессов: запрет прерываний, переменная-замок.
4. Алгоритмы синхронизации процессов: строгое чередование, флаги готовности.
5. Алгоритм Петерсона для синхронизации процессов.
6. Алгоритм булочной для синхронизации процессов.
7. Аппаратная поддержка алгоритмов синхронизации, модернизация существующих алгоритмов.

Для каждого из рассматриваемых алгоритмов синхронизации необходимо:

* знать алгоритм синхронизации

* показывать соответствие и несоответствие требованиям к алгоритмам синхронизации

Механизмы синхронизации процессов

1. Необходимость наличия специализированных механизмов синхронизации процессов. Проблема поставщика-потребителя.
2. Семафоры. Решение проблемы поставщика-потребителя с помощью семафоров.
3. Мониторы. Решение проблемы поставщика-потребителя с помощью мониторов.
4. Сообщения. Решение проблемы поставщика-потребителя с помощью сообщений.
5. Реализация мониторов с помощью семафоров.
6. Реализация сообщений с помощью семафоров.
7. Реализация семафоров с помощью мониторов.
8. Реализация сообщений с помощью мониторов.
9. Реализация мониторов с помощью сообщений.
10. Реализация семафоров с помощью сообщений.