Интерфейсные оболочки. Операционная среда. Эмулятор.

Task, process, thread – объясните эти понятия.

 

Для удобства взаимодействия с ОС могут использоваться дополнительные интерфейсные оболочки. Их основное назначение — либо расширить возможности по управлению ОС, либо изменить встроенные в систему возможности. Операционная среда определяется программными интерфейсами, то есть API (application program interface). Интерфейс прикладного программирования (API) включает в себя управление процессами, памятью, вводом/выводом.
Соответствующая операционная среда организуется в операционной системе в рамках отдельной виртуальной машины.

Эмуляторы моделируют в одной операционной системе какую-либо другую машину или операционную систему. Таким образом, операционная среда -соответствующий интерфейс, необходимый программам для обращения к ОС с целью получить определенный сервис - выполнить операцию ввода/вывода, получить или освободить участок памяти и т. д.

THREAD -Многопото́чность — свойство платформы (например, операционной системы, VM и т. д.) или приложения, состоящее в том, что процесс, порождённый в операционной системе, может состоять из нескольких потоков, выполняющихся «параллельно», то есть без предписанного порядка во времени. При выполнении некоторых задач такое разделение может достичь более эффективного использования ресурсов вычислительной машины.

Task Scheduler (англ. планировщик задач) — компонент Microsoft Windows, который предоставляет возможность запланировать запуск программ или скриптов в определённые моменты времени или через заданные временные интервалы.

 

Билет 5

Система программирования. Утилиты. Многопоточность. Использование потоков

1) Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.

Современные системы программирования обычно предоставляют пользователям мощные и удобные средства разработки программ. В них входят:

· компилятор или / _ _10.html"интерпретатор;

· интегрированная среда разработки;

· средства создания и редактирования текстов программ;

· обширные /_ _18.html"библиотеки стандартных программ и функций;

· отладочные программы, т.е. программы, помогающие находить и устранять ошибки в программе;

· "дружественная" к пользователю диалоговая среда;

· многооконный режим работы;

· мощные графические библиотеки;.html"утилиты для работы с библиотеками

· встроенный _15.html"ассемблер;

· встроенная справочная служба;

· другие специфические особенности.

Популярные системы программирования — Turbo Basic, Quick Basic, Turbo Pascal, Turbo C, Borland Delphi, Microsoft Visual Basic, Borland C++.

Под утилитами понимают специальные системные программы, с помощью которых можно обслуживать как саму ОС, так и подготавливать для работы носители данных, выполнять перекодирование данных, осуществлять оптимизацию размещения данных на носителе (дефрагментация) и производить другие работы, связанные с обслуживание вычислительной системы. Также к утилитам относятся программы разбиения носителя на магнитных дисках на разделы, программу для переноса основных системных файлов самой ОС.

2)Многопото́чность — свойство платформы (например, операционной системы, VM и т. д.) или приложения, состоящее в том, что процесс, порождённый в операционной системе, может состоять из нескольких потоков, выполняющихся «параллельно», то есть без предписанного порядка во времени. При выполнении некоторых задач такое разделение может достичь более эффективного использования ресурсов вычислительной машины.Такие потоки называют также потоками выполнения (от англ. thread of execution); иногда называют «нитями» (буквальный перевод англ. thread) или неформально «тредами».Сутью многопоточности является квазимногозадачность на уровне одного исполняемого процесса, то есть все потоки выполняются в адресном пространстве процесса. Кроме этого, все потоки процесса имеют не только общее адресное пространство, но и общие дескрипторы файлов. Выполняющийся процесс имеет как минимум один (главный) поток.Многопоточность (как доктрину программирования) не следует путать ни с многозадачностью, ни с многопроцессорностью, несмотря на то, что операционные системы, реализующие многозадачность, как правило реализуют и многопоточность.

К достоинствам многопоточности в программировании можно отнести следующее:

1.Упрощение программы в некоторых случаях, за счет использования общего адресного пространства.

2.Меньшие относительно процесса временны́е затраты на создание потока.

3.Повышение производительности процесса за счет распараллеливания процессорных вычислений и операций ввода/вывода.

 

 

Билет 6

Системы управления файлами, интерфейсные оболочки.

Вычислительный процесс. Задача. +

СУФ- организация более удобного доступа к данным, организованным как файлы.

Вместо низкоуровнего доступа к данным – с указанием физического адреса каждой записи – используется логический доступ с указанием имени файла и записи в нём.

Ряд ОС позволяет работать с несколькими СУФ, в этом случает говорят о монтируемых файловых системах. Существуют также ОС работающие без СУФ, т.е. любая система управления файлами нужна не сама по себе, она разработана для работы в конкретной СО и конкретной файловой системой.

С помощью системы управления файлами связываются по данным все системные обрабатывающие программы;

решаются проблемы централизованного распределения дискового пространства и управления данными;

предоставляются возможности пользователю по выполнению операций над файлами (создание и т.п.), по обмену данными между файлами и различными устройствами, по защите файлов от несанкционированного доступа.

В некоторых ОС может быть несколько систем управления файлами, что обеспечивает им возможность работать с несколькими файловыми системами.

Постараемся различать файловую систему и систему управления файлами.

Термин “ файловая система ” определяет принципы доступа к данным, организованным в файлы.

Термин “ система управления файлами ” относится к конкретной реализации файловой системы, т.е. это комплекс

программных модулей, обеспечивающих работу с файлами в конкретной ОС.

Итак, для работы с файлами, организованными в соответствии с некоторой файловой системой, для каждой ОС должна быть разработана соответствующая система управления файлами. Эта система УФ будет работать только в той ОС, для которой она создана.

Например, всем известная файловая система FAT имеет множество реализаций как система управления файлами. Так, система, разработанная для первых ПК, называется FAT12 (раньше просто FAT). Затем ее усовершенствовали для работы с жесткими дисками большего объема, эта реализация называется FAT16. Понятие «вычислительный процесс» (или просто - «процесс») является одним из основных при рассмотрении операционных систем. Последовательный процесс (иногда называемый «задачей») - это выполнение отдельной программы с её данными на последовательном процессоре. Концептуально процессор рассматривается в двух аспектах: во-первых, он является носителем данных и, во-вторых, он (одновременно) выполняет операции, связанные с их обработкой.

 

Билет 7

Сервисы, предоставляемые ОС.

Что такое контекст задачи?

1) разработка программ. Операционная система предоставляет программисту разнообразные инструменты и сервисы, например, редакторы и отладчики. Эти сервисы, реализованные в виде программных утилит, которые поддерживают операционные системы, хотя и не входят в его ядро, такие программы называют инструментами разработки приложений;

2) исполнение программ. Для запуска программы требуется выполнить ряд действий. Следует загрузить в основную память команды и данные, инициализировать устройства. Операционная система выполняет рутинную работу;

3) доступ к устройствам ввода/вывода. Для управления работой каждым устройством ввода/вывода нужен свой набор команд или контролируемый сигнал. Операционная система предоставляет пользователю единообразный интерфейс, который вскрывает все эти детали и обеспечивает программисту доступ к устройствам ввода/вывода с помощью простых команд чтения и записи;

4) контролируем доступ к файлам. При работе с файлами, управление его стороны операционной системы предназначено не только понимание природы устройств ввода/вывода и знание структур данных записанные в файлах. Многопользовательские операционные системы, кроме того, обеспечивают работу механизмов защиты при обращении к файлам;

5) системы доступа. Операционная система управляет доступом к общедоступной вычислительной системе в целом, а также к отдельным системным ресурсам. Она должна обеспечить защиту ресурсов и данных от несанкционированного использования, также разрешать конфликтные ситуации;

6) обнаружение ошибок и их обработка. При работе компьютерной системы происходят различные сбои, к их числу относятся внутренние и внешние ошибки, возникшие в аппаратном обеспечении, например, ошибки памяти, отказ или сбой устройств, возможны и программные ошибки: арифметическое переполнение, попытка обратиться к ячейке памяти, доступ к которым запущен и невозможность выполнения запроса приложения. В каждом из этих случаев операционная система должна выполнить действие, минимизирующее влияние ошибки на работу приложения. Реакция операционной системы на ошибку может быть различной: от простого сообщения об ошибке, до аварийной остановки программы;

7) учёт использования ресурсов. Хорошая операционная система должна иметь средства учёта использования различных ресурсов и отображение параметров производителя. Эта информация крайне важна для дальнейшего улучшения и настройки система, для повышения производительности.

Контекст задачи состоит из файлов, результатов поиска и другой связанной информации, на которую приходится ссылаться при работе над задачей.

 

Билет 8

Вычислительный ресурс.

?Системные и прикладные программные модули.

 

1) Вычислительными ресурсами называются возможности, обеспечиваемые компонентами вычислительной системы, расходуемые (занимаемые) в процессе её работы.

Типы вычислительных ресурсов:

1.Процессорное время

2.Память (оперативная и виртуальная)

3.Место на жёстком диске (постоянная память)

4.Пропускная способность сети.

Программный модуль - согласно ГОСТ 19781-90 - программа или функционально завершенный фрагмент программы, предназначенный для:

1)хранения;
2) трансляции;

3) объединения с другими программными модулями;

4) загрузки в оперативную память.

Различают:
- стандартные модули, входящие в язык программирования; и
- пользовательские модули, предназначенные для упрощения работы программистов.

 

Билет 9