Шпаргалка по "Операционным системам"

31. Физические принципы организации ввода/вывода в ОС.

Устройства ввода-вывода делятся на два типа: блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства. Блок-ориентированные устройства хранят информацию в блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес. Самое распространенное блок-ориентированное устройство - диск. Байт-ориентированные устройства не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, они генерируют или потребляют последовательность байтов. Примерами являются терминалы, строчные принтеры, сетевые адаптеры. Однако некоторые внешние устройства не относятся ни к одному классу, например, часы, которые, с одной стороны, не адресуемы, а с другой стороны, не порождают потока байтов. Это устройство только выдает сигнал прерывания в некоторые моменты времени.

Внешнее устройство обычно состоит из механического  и электронного компонента. Электронный  компонент называется контроллером устройства или адаптером. Механический компонент представляет собственно устройство. Некоторые контроллеры могут управлять несколькими устройствами. Если интерфейс между контроллером и устройством стандартизован, то независимые производители могут выпускать совместимые как контроллеры, так и устройства.

Операционная система обычно имеет дело не с устройством, а с контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, преобразует поток бит в блоки, состоящие из байт, и осуществляют контроль и исправление ошибок. Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральным процессором. В некоторых компьютерах эти регистры являются частью физического адресного пространства. В таких компьютерах нет специальных операций ввода-вывода. В других компьютерах адреса регистров ввода-вывода, называемых часто портами, образуют собственное адресное пространство за счет введения специальных операций ввода-вывода (например, команд IN и OUT в процессорах i86).

ОС выполняет  ввод-вывод, записывая команды в  регистры контроллера. Например, контроллер гибкого диска IBM PC принимает 15 команд, таких как READ, WRITE, SEEK, FORMAT и т.д. Когда команда принята, процессор оставляет контроллер и занимается другой работой. При завершении команды контроллер организует прерывание для того, чтобы передать управление процессором операционной системе, которая должна проверить результаты операции. Процессор получает результаты и статус устройства, читая информацию из регистров контроллера.  

32. Классификация устройств в/в. Контроллеры устройств в/в.

Классификация устройств ввода-вывода

В общем случае две категории – блочные и  символьные

Блочное – хранит информацию в виде блоков фиксированного размера , каждый блок имеет адрес и может быть прочитан независимо от остальных.

Символьные – предоставляемый или принимаемый поток символов без блочной структуры, здесь нет адресации, следовательно нет операции поиска (например мышь).

Любое устройство ввода-вывода состоит из двух частей – механическая и электронная (контроллер).

Контроллер – микросхема, физически управляющая устройствами. Контроллер принимает команды ОС и дешифрует их для устройства. Интерфейс между контроллером и устройством – интерфейс низкого уровня, как правило к контроллеру может подключатся 1,2,4,8 устройств однотипных. Для связи с каждым контроллером существует определенное количество регистров (т.н. “управляющих”) 

33. Сетевые операционные  системы и операционные  системы суперкомпьютеров.

Сетевые ОС: Сетевые  и распределенные.

ОС, позволяющие  пользователю работать в сети,  называются сетевыми. Набор ОС отдельных компьютеров составляет сеть. Включают согласованный набор коммуникационных протоколов для взаимодействия процессов на различных компьютерах и для разделения ресурсов между пользователями сети. В сетевой ОС пользователь всегда знает, что имеет дело с сетевым ресурсом. В распределенных ОС сетевые ресурсы – это единая виртуальная машина.

Функциональные  компоненты сетевой  ОС: серверная часть – та часть, которая обеспечивает доступ к вашей системе.клиентская часть – средства запроса доступа к удаленным ресурсам и услугам.транспортное средствоФункции клиентской части: способность отличить запрос к удаленному файлу от локального.преобразование формата запроса к ресурсам, прием запросов от приложений на доступ в сети и получение ответов от серверной части своей и другой системы.Сетевая служба – совокупность клиентской и серверной частей ОС, представляет доступ к конкретному типу ресурса компьютера. Службы делятся на административные и пользовательские.Узлы в сети бывают одного из трех видов:одноранговый узел – совмещает функции клиента и сервераклиентсерверВ одноранговых сетях все узлы равны в возможности доступа друг к другу. Сети с выделенными серверами – ОС оптимизированы  для работы в качестве  сервера и клиента. Отличие серверных ОСподдержка мощных платформподдержка большого числа одновременно выполняемых процессов и соединений.наличие средств централизованного администрирования сети.более широкий набор сетевых служб ОС суперкомпьютеровФилософское определение – компьютер, мощность которого всего на порядок меньше, чем нужно для решения поставленных задач.Экономическое определение – система, цена которой выше 1-2 млн $.Для их ОС характерно:высокая степень отказоустойчивости.отсутствие функциональной избыточностиналичие специальных средств диагностики и мониторинга работы процессора и связей.