Какие основные компоненты входят в обобщенную структуру вычислительной системы?

Какие основные компоненты входят в обобщенную структуру вычислительной системы?

Что такое техническое и программное обеспечение ЭВМ?

Аппаратное или техническое обеспечение (англ. hardware) – это оборудование, то есть процессоры, память, мониторы, дисковые устройства, накопители на магнитных лентах, сетевая коммуникационная аппаратура, принтеры и т. д., объединенные магистральным соединением (шиной).

В программном обеспечении (ПО) ВС выделяют две части – системное и прикладное.

Системное ПО – это набор программ, которые управляют компонентами ВС, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, и предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности системы в целом.

Прикладное ПО – это набор программ, которые напрямую решают проблемы пользователя, предназначены для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитаны на непосредственное взаимодействие с пользователем.

В чем отличие системного и прикладного программного обеспечения?

Системное ПО – это набор программ, которые управляют компонентами ВС, такими как процессор, коммуникационные и периферийные устройства, и предназначены для обеспечения функционирования и работоспособности системы в целом. Большинство из них отвечают непосредственно за контроль и объединение в единое целое различных компонентов аппаратного оборудования ВС, обеспечение работы компьютера самого по себе и выполнение различных прикладных программ.

Системное ПО противопоставляется прикладному ПО, которое напрямую решает проблемы пользователя и предназначено для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитано на непосредственное взаимодействие с пользователем. К прикладному ПО, как правило, относят разнообразные вспомогательные программы (игры, текстовые процессоры и т. п.)

Следует отметить, что деление на прикладное и системное ПО является отчасти условным и зависит от того, кто осуществляет такое деление.

 

 

Какие основные цели преследуют разработчики ОС?

· Главными целями разработчиков операционных систем являются следующие:

· Эффективное использование всех компьютерных ресурсов.

· Повышение производительности труда программистов.

· Простота, гибкость, эффективность и надежность организации вычислительного процесса.

· Обеспечение независимости прикладного ПО от аппаратного ПО.

5. Какие определения операционной системы вам известны?

1. Операционная система (ОС) – это программа, которая обеспечивает возможность рационального использования оборудования компьютера удобным для пользователя образом.

2. ОС– базовый комплекс компьютерных программ, обеспечивающий управление аппаратными средствами компьютера, работу с файлами, ввод и вывод данных, а также выполнение прикладных программ и утилит.

Кроме различных определений ОС, два из которых приведены выше, пользователи выделяют ряд различных «точек зрения» на ОС:

· ОС как виртуальная машина;

· ОС как система управления ресурсами;

· ОС как защитник пользователей и программ;

· ОС как постоянно функционирующее ядро.

Что понимают под ОС как виртуальной машиной?

Использование архитектуры персонального компьютера на уровне машинных команд является крайне неудобным для применения прикладных программ. В связи с этим необходимо обеспечить интерфейс между пользователем и компьютером, скрывая лишние подробности за счет использования относительно простых и высокоуровневых абстракций.

Например, представлять информационное пространство диска как набор файлов, которые можно открывать для чтения или записи, использовать для получения или сброса информации, а затем закрывать, создавать иллюзию неограниченного размера операционной памяти, числа процессоров и прочее. Обеспечением такого высокоуровневого абстрагирования занимается ОС, что позволяет представлять ее пользователю в виде виртуальной машины, с которой проще иметь дело, чем непосредственно с оборудованием компьютера.

Что понимают под ОС как системой управления ресурсами?

В случае, если несколько программ, работающих на одном компьютере, будут пытаться одновременно осуществлять вывод на принтер, то можно получить «мешанину» строчек и страниц. ОС должна предотвращать такого рода хаос за счет буферизации подобной информации и организации очереди на печать. Не менее актуальная проблема – проблема управления ресурсами для многопользовательских компьютеров.

Таким образом, ОС как менеджер ресурсов осуществляет упорядоченное и контролируемое распределение процессоров, памяти и других ресурсов между различными программами.

Что понимают под ОС как постоянно функционирующее ядро?

Можно говорить об ОС как о программе(программах), постоянно работающей на компьютере и взаимодействующей с множеством прикладных программ. Очевидно, что такое определение верно лишь отчасти, т. к. во многих современных ОС постоянно работает на компьютере лишь часть ОС, которую принято называть ее ядром.

 

В каких архитектурах реализуют операционные системы?

Монолитное ядро, микроядерная архитектура, многоуровневые системы, ВМ

В чем заключается и когда возникает взаимная блокировка процессов (тупик)? Какие подзадачи требуют разрешения для решения проблемы тупиков? Какие условия необходимы для возникновения тупиков и как их избежать? Какие существуют пути восстановления системы после тупиков?

При конкуренции нескольких процессов за обладание конечным числом ресурсов может возникнуть ситуация, когда запрашиваемый процессом ресурс недоступен, и ОС переводит данный процесс в состояние ожидания. В то же время, если этот же ресурс удерживается другим ожидающим процессом, то первый процесс не сможет сменить свое состояние. Необходимым условием возникновения тупика является потребность потока сразу в нескольких ресурсах.

Разрешение проблемы тупиков может быть осуществлено путем:

· распознавания тупиков;

· предотвращения тупиков;

· восстановления системы после тупиков;

· игнорирования.

Существуют формальные, программно реализованные методы распознавания тупиков, основанные на ведении таблиц распределения ресурсов и таблиц запросов к занятым ресурсам, анализ которых позволяет обнаружить взаимные блокировки

Предотвращение тупиков. Тупики могут быть предотвращены на стадии проектирования и разработки программного обеспечения, чтобы тупик не мог возникнуть ни при каком соотношении взаимных скоростей процессов.

В качестве необходимых условий возникновения тупиков называют следующие:

· Условие взаимоисключения. Одновременно использовать ресурс может только один процесс.

· Условие ожидания ресурсов. Процессы удерживают ресурсы, уже выделенные им, и могут запрашивать другие ресурсы.

· Условие «неперераспределяемости». Ресурс, выделенный ранее, не может быть принудительно забран у процесса до его завершения. Освобождены они могут быть только процессом, который их удерживает.

· Условие кругового ожидания. Существует кольцевая цепь процессов, в которой каждый процесс ждет доступа к ресурсу, удерживаемому другим процессом цепи.

При возникновении можно:

· снять только часть из них, при этом освобождая ресурсы, ожидаемые остальными процессами;

· вернуть некоторые процессы в область «свопинга»;

· совершить «откат» некоторых процессов до некоторой контрольной точки (т. е. места, где возможен тупик), в которой запоминается вся информация, необходимая для восстановления выполнения программы с данного места.

Какие основные компоненты входят в обобщенную структуру вычислительной системы?