вопросы-к-экзамену-по-ОС-4

Вопросы к экзамену по дисциплине «Операционные системы»:
1. Назначение и функции операционной системы ЭВМ. История развития операционных
систем для ЭВМ. Классификация современных операционных систем.
2. Структура персонального компьютера. Понятия процессора, памяти, устройств вводавывода и шин данных. Иерархическая структура памяти.
3. Классическая архитектура операционной системы. Ядро и вспомогательные модули ОС.
Пользовательский и привилегированный режимы. Понятие системного вызова.
4. Микроядерная архитектура операционной системы. Реализация системного вызова в
микроядерной архитектуре. Достоинства и недостатки микроядерной архитектуры по
сравнению с классической архитектурой.
5. Понятия процессов и потоков. Многозадачность. Создание и завершение процессов.
Состояния процесса. Понятие прерывания. Отличия между процессом и потоком.
Способы реализации потоков.
6. Межпроцессное взаимодействие в операционных системах: проблема, состояние
состязания, условия межпроцессного взаимодействия. Понятие критической области.
7. Способы избегания попадания процессов в критическую область. Взаимное исключение
с активным ожиданием.
8. Примитивы межпроцессного взаимодействия. Проблема производителя и потребителя,
и её решение.
9. Планирование процессов: основные ситуации, категории алгоритмов планирования,
основные задачи алгоритмов планирования.
10. Основные алгоритмы планирования процессов. Планирование в системах реального
времени.
11. Создание процессов в UNIX. Планирование процессов в ОС UNIX, Linux.
12. Процессы и потоки в Windows. Планирование процессов в ОС Windows.
13. Понятие взаимоблокировки процессов. Условия возникновения взаимоблокировки.
Стратегии действий операционной системы в ситуации взаимоблокировки.
14. Основы управления памятью: функции управления, идентификация переменных и
команд, виртуальное пространство, преобразование адресов, методы распределения.
15. Методы распределения памяти с фиксированными разделами. Методы распределения
памяти с динамическими разделами.
16. Методы распределения памяти с перемещаемыми разделами. Зависимость загрузки
процессора от степени многозадачности.
17. Понятия виртуализации и свопинга в методах распределения памяти с подкачкой на
жесткий диск. Способы реализации виртуальной памяти.
18. Страничная организация памяти: схема, виртуальные страницы, физические страницы,
таблицы и дескрипторы страниц, страничное прерывание. Расположение и функции
диспетчера памяти. Оптимальный алгоритм замещения страниц.
19. Алгоритм NRU – не использовавшаяся в последнее время страница. Алгоритм FIFO –
первым прибыл – первым обслужен. Алгоритм «вторая попытка». Алгоритм «часы».
Алгоритм LRU – страница, не использовавшаяся дольше всего
20. Алгоритм «старение». Алгоритм «рабочий набор». Алгоритм WSClock.
21. Сегментная организация памяти: схема, понятие сегмента, таблицы сегментов,
достоинства и недостатки.
22. Основы кэширования данных в операционной системе: принцип действия, содержимое
кэш-памяти, временная и пространственная локальности, проблема согласования данных
и способы её решения.
23. Принципы построения аппаратуры ввода-вывода: категории устройств, контроллер
устройства, доступ к управляющим регистрам контроллера и буферам данных. Понятие
прямого доступа к памяти – DMA.
24. Принципы программного обеспечения ввода-вывода: задачи программного
обеспечения ввода-вывода, способы осуществления операций ввода-вывода, программные
уровни ввода-вывода.
25. Основные понятия файловой системы: решаемые задачи, иерархия, именование,
способы организации хранения файлов, атрибуты файлов, структура файловой системы,
способы реализации файлов в различных системах.
26. Файловая система FAT: отношения между записями каталогов, кластерами и FAT,
физическая структура файловой системы FAT, формат каталоговой записи в системе FAT.
27. Файловая система NTFS: основные особенности, файловая таблица MFT и её
структура, атрибуты файлов в NTFS.
28. Файловая система UFS: отношения между записями каталогов, индексными узлами и
блоками данных, дополнительные функции данного типа файловых систем, структура
расположения данных.
29. Основы безопасности операционных систем: задачи и угрозы, злоумышленники,
криптография – способ для защиты операционных систем, идентификация и
аутентификация пользователя.
30. Атаки на операционные системы со стороны зарегистрированного пользователя и
извне: виды и принципы осуществления.
31. Мультипроцессоры UMA и NUMA. Архитектуры мультипроцессоров с общей шиной
и с использованием координатного коммутатора. Способы организации операционных
систем на мультипроцессорах.
32. Защищенный и реальный режим работы процессора Pentium. Классификация
регистров процессора.
33. Назначение привилегированных команд в процессоре Pentium, поддержка сегментации
памяти, виртуальное адресное пространство: дескрипторы сегментов и данных, таблицы
дескрипторов, доступ к дескрипторам.
34. Защита данных процессором Pentium при сегментной организации памяти: средства,
переменные уровней привилегий.
35. Средства вызова процедур в процессоре Pentium: прямой вызов процедуры, косвенный
вызов процедуры через шлюз. Формат дескриптора шлюза вызова подпрограммы.
36. Средства вызова задач в процессоре Pentium. Отличия от вызова процедур.
37. Механизм прерываний в процессоре Pentium: классы прерываний, таблица
прерываний. Поддержка кэширования в процессоре Pentium.
38. Операционная система Windows: интерфейс Win32 API, реестр, структура Windows
2000.
39. Назначение DLL в операционной системе Windows, маршруты выполнения вызовов
Win32 API, запуск программ MS DOS в Windows 2000.
40. Операционные системы UNIX, Linux: уровни операционной системы и структура ядра.
41. Архитектура ядра Linux.
42. Операционные системы реального времени: требования, основные стандарты,
регламентирующие построение операционных систем реального времени. Windows CE:
основные характеристики, архитектура.
43. ОС QNX: алгоритмы планирования, механизм прерываний.