Дайте характеристику и определения ресурса.(стр 40)

Известны два его значения:

· технический ресурс – показатель надежности объекта; продолжительность использования объекта или объем работы, выполненной объектом до момента достижения некоторого предельного состояния, когда его использование становится невозможным из-за отказа или нежелательным из-за потери свойств;

· материальный ресурс – сам объект, точнее запас искомых характеристик в составе объекта.

Ресурс характеризуют два свойства:

· полезность – если есть потребители, которым он необходим. Например, процесс приостанавливается при отсутствии ресурса;

· исчерпаемость – ресурс может иссякнуть или нет.

 

36.(2)Какой ресурс считается: физическим, пассивным, постоянным, второстепенным, простым? (стр 41-42, 2.1.2; п.1, п.3, п.4, п.5, п.7)

По реальности существования:

· физический – реально существует и при распределении его между потребителями обладает всеми присущими ему физическими характеристиками;

По степени активности:

· пассивный – не способен выполнять действия по отношению к другим ресурсам или процессам. Пример: область ОП, выделяемая по требованию.

По времени существования:

· постоянный – существует в системе до момента порождения процесса и доступен для использования все время существования процесса;

По степени важности:

· второстепенный – допускает некое развитие процесса, если он не будет выделен. Например, жесткий или гибкий диск.

По структуре:

· простой – не содержит составных элементов и рассматривается при распределении как единое целое.

 

37.(3)Какой ресурс считается: виртуальным, активным, временным, главным, составным? (стр 41-42, 2.1.2; п.1, п.3, п.4, п.5, п.7)

По реальности существования:

· виртуальный – это некоторая модель физического ресурса; не существует в том виде, в котором проявляет себя потребителю; может иметь дополнительные свойства; проявляется на базе физического ресурса, причем на базе одного физического ресурса можно построить несколько виртуальных; виртуализация ресурсов повышает экономичность и гибкость ВС.

По степени активности:

· активный – способен выполнять действия по отношению к другим ресурсам или процессам, что приводит к их изменению. Пример: процессор;

По времени существования:

· временный – может появляться или уничтожаться в системе динамически во время существования процесса, причем создание и уничтожение может производиться как самим процессом, так и другими процессами – системными или пользовательскими.

По степени важности:

· главный (по отношению к конкретному процессу) – без его выделения процесс принципиально не может развиваться. Примеры: процессор, ОП;

По структуре:

· составной – характеризуется некоторой структурой, содержит ряд элементов с одинаковыми, с точки зрения пользователей, характеристиками.

 

 

 

44. В чем суть образования виртуальной памяти? (стр 55-56, 78)

Память является для процесса таким же важным ресурсом, как и процессор. Процесс может стать активным только в том случае, если хотя бы часть его кодов и данных находится в ОП. Управление памятью включает

· распределение имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе процессами;

· загрузку кодов и данных процессов в отведенные им области памяти;

· настройку адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области;

· защиту областей памяти каждого процесса.

Известно множество алгоритмов распределения ОП. Их отличием может быть, например:

· число выделяемых процессу областей памяти (одной непрерывной или нескольких несмежных);

· степень свободы границы областей (статическая фиксация на всем ИСП или динамическое перемещение при дополнительном увеличении);

· единица и форма выделения (страницами фиксированного размера или сегментами переменной длины).

Популярным способом управления памятью является механизм поддержки виртуальной памяти, позволяющий программисту писать программы так, как будто в его распоряжении имеется однородная ОП достаточно большого размера.

Защита памяти – это избирательная способность ОС предохранять выполняемую задачу от записи или чтения памяти, назначенной другой задаче. Реальные программы часто содержат ошибки, вызывающие попытки обращения к «чужой» памяти. Средства защиты памяти в ОС должны пресекать несанкционированный доступ процессов к чужим областям памяти.

Таким образом, функциями ОС по управлению памятью являются:

· отслеживание свободной и занятой памяти;

· выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов;

· защита памяти;

· вытеснение процессов из ОП на диск, если основной памяти недостаточно для размещения всех процессов и возвращение их обратно в ОП;

· настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

(я не уверен что правильно) Виртуальная память – обман 1: объем ОП неограничен. ОП и внешняя память (или ее часть) объединяются в виртуальную память, общий объем которой ограничивается только возможностями адресации. Для адресации важно число разрядов адресной шины:

· 24-разрядная шина позволяет адресовать до 16 Мбайт (2²⁴ байт = 2^(4+10+10) байт = 2⁴*2¹⁰*2¹⁰ байт = 16 Мбайт) памяти;

· 32-разрядная – до 4 Гбайт (2³² байт = 2^(2+10+10+10) байт = 2²*2¹⁰*2¹⁰ *2¹⁰ байт = 4 Гбайт) памяти.

Все пространство адресуемой виртуальной памяти в простейшем случае делится на страницы определенного размера, например, по 16 Кбайт. Если требуемой программе страницы нет в ОП, выполнятся динамическое замещение страниц в ОП (страничный обмен между ОП и внешней памятью) так, что нужные страницы загружаются в ОП, а ненужные выгружаются на диск. Кроме страниц для этого могут использоваться сегменты.

 

45. Для чего используется виртуальная машина и в каких вариантах? (стр 78-79 пункт 7)

Наиболее законченным и естественным проявлением концепции виртуализации является понятие «виртуальная машина» (ВМ). По сути, любая ОС, которая распределяет ресурсы и управляет процессами на базе скрытой аппаратуры, уже создает у пользователя видимость ВМ. Но степень восприятия характеристик ВМ у пользователей может существенно различаться. Пользователь может воспринимать ВМ в одном из двух вариантов:

· языковое представление. Главное внимание сосредоточено на языке программирования, а ВМ воспринимается как «черный ящик», выполняющий программы. Структура ВМ пользователя не интересует;

· архитектурное представление. Главное здесь – характеристики ВМ. ВМ воспроизводит архитектуру реальной машины, но имеет новые, улучшенные или даже идеальные характеристики (бесконечная ОП, один или несколько процессоров, управляемых средствами языка программирования, произвольное число УВВ с удобным способом доступа, представления информации, без ограничений на объем передаваемой или хранимой информации).

Степень приближения к идеальной машине может варьироваться. Чем больше ВМ пользователя, реализуемая средствами конкретной ОС на базе конкретной аппаратной части, приближена к идеальной по характеристикам машине, а значит, чем больше ее архитектурно-логические характеристики отличны от реальных, тем больше ее степень виртуальности.

 

46. Что такое «дисциплина распределения ресурсов» и из чего она состоит? (79-80)

Использование многими процессами того или иного последовательно используемого ресурса осуществляется с помощью некоторой дисциплины распределения ресурса (ДРР). Основой ДРР являются:

· дисциплина формирования очереди (ДФО) на ресурс – набор правил размещения запросов процессов в очереди;

· дисциплина обслуживания очереди (ДОО) – набор правил извлечения запроса процесса из очереди с последующим предоставлением ему ресурса для использования.

Ясно, что основным конструктивным, согласующим элементом при реализации той или иной дисциплины диспетчеризации является очередь (queue), куда заносятся и откуда извлекаются запросы по определенным правилам.

На содержание ДФО влияют: типы (классы) и приоритеты заданий и шагов заданий, приоритеты уровней запросов прерываний, соглашения пользователей (в случае многопользовательской или распределенной системы), ДОО. В зависимости от момента времени назначения приоритетов ДФО бывают:

· статические – приоритеты назначаются заранее;

· динамические – приоритеты назначаются и изменяются в процессе распределения ресурса.

 

 

47. Какие бывают ДФО и какие факторы на них влияют? (80 2ой абзац)

На содержание ДФО влияют: типы (классы) и приоритеты заданий и шагов заданий, приоритеты уровней запросов прерываний, соглашения пользователей (в случае многопользовательской или распределенной системы), ДОО. В зависимости от момента времени назначения приоритетов ДФО бывают:

· статические – приоритеты назначаются заранее;

· динамические – приоритеты назначаются и изменяются в процессе распределения ресурса.