Операционные системы. Экзаменационные вопросы. 4-й семестр

Вопросы к экзамену по курсу "Операционные системы",
факультет ИВТ, группы П**
Цветом выделены дополнительные вопросы (на «отлично»)
1) Операционная система: определение, назначение, основные функции.
2) Поколения операционных систем. Их характеристика, основные особенности.
3) Понятие ресурса. Классификация ресурсов (делимые, неделимые…). Основные виды ресурсов (перечислить и охарактеризовать).
4) Последовательное выполнение программ. Активность, контекст активности. Выполнение вызова и возврата из процедуры, функционирование сопрограмм.
5) Последовательная программа: стек выполнения, контекст процессора.
6) Способы классификации операционных систем (по назначению, по организации работы, по архитектурным особенностям, по режиму обработки).
7) Однопрограммные и мультипрограммные вычислительные комплексы. Критерии эффективности вычислительных систем (ВС). Классификация ВС в соответствии с выбранным критерием.
8) Основные характеристики и особенности систем пакетной обработки, систем разделения времени и систем реального времени. Критерии эффективности.
9) Прерывания. Механизм обработки прерываний. Типы прерываний: аппаратное, программное, исключительная ситуация.
10) Маскирование прерываний. Дисциплины обслуживания прерываний в мультипрограммной системе.
11) Архитектура операционной системы. Требования к операционным системам.
12) Ядро и вспомогательные модули: характеристика, основные функции.
13) Многослойная структура ОС. Функции и характеристики слоев.
14) Принципы построения ядра. Монолитное ядро. Привилегии режима ядра. Достоинства и недостатки классического подхода.
15) Принципы построения ядра. Микроядерная архитектура, ее особенности, достоинства и недостатки. Привилегии режима ядра.
16) Системный вызов, особенности его реализации в микроядерной архитектуре. Сравнение с классической архитектурой.
17) Понятия "процесс" и "поток". Создание и удаление процессов и потоков. Параллельные процессы.
18) Основные состояния потока, схема смены состояний.
19) Подсистема управления процессами и потоками, ее функции и их реализация.
20) Планирование и диспетчеризация потоков: определение, основные задачи. Первая задача. Статическое и динамическое планирование. Планирование в системах реального времени (общая характеристика).
21) Смена активного потока – алгоритмы планирования (общая характеристика). Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы, их достоинства и недостатки.
22) Смена активного потока – алгоритмы планирования (общая характеристика). Виды вытесняющих алгоритмов планирования, их краткое описание.
23) Особенности планирования в системах реального времени – критерии планирования, планирование по предельному времени. Примеры.
24) Планирование и диспетчеризация потоков: определение, основные задачи. Вторая задача планирования, классификация алгоритмов выбора потока на выполнение.
25) Планирование согласно приоритетам. Статические и динамические приоритеты. Системы с относительными и абсолютными приоритетами. Примеры.
26) Взаимодействие процессов и потоков в мультипрограммной системе, их синхронизация. Проблемы: гонки, тупики. Критическая секция.
27) Взаимодействие процессов и потоков в мультипрограммной системе, понятие критической секции. Пример эффекта гонок.
28) Способы реализации взаимного исключения – возможные варианты. Вариант с жесткой синхронизацией, его недостатки.
29) Алгоритм Деккера реализации взаимного исключения, его достоинства и недостатки; программная реализация.
30) Проблема взаимного исключения; концепция семафоров: определение семафорной переменной, P- и V-примитивы.
31) Семафорные механизмы и способы их реализации. Пример взаимоисключения с помощью семафора. Возможность возникновения тупиков, примеры.
32) Семафорные механизмы: определение, программная реализация. Виды семафоров.
33) Проблема производителя и потребителя. Синхронизация с помощью семафоров. Случай с несколькими буферами.
34) Мониторы Хоара. Основные принципы, особенности, команды.
35) Реализация схемы "производитель–потребитель" при помощи мониторов.
36) Обмен сообщениями. Варианты синхронизации.
37) Почтовые ящики, конвейеры и очереди сообщений. Основные принципы организации, различия; достоинства и недостатки.
38) Система управления памятью: ее назначение и функции.
39) Понятия физической и виртуальной памяти, соотношения их размеров. Схемы организации памяти.
40) Схема простого непрерывного распределения памяти, ее достоинства и недостатки. Оверлейные структуры.
41) Управление памятью в мультипрограммном режиме. Статическое и динамическое разбиение памяти. Явление фрагментации.
42) Виртуальная память и механизмы преобразования адресов. Виды организации памяти: сегментная, страничная память. Способы выделения памяти под новую задачу, их достоинства и недостатки.
43) Сегментное преобразование памяти – достоинства и недостатки. Дескриптор сегмента.
44) Страничное преобразование памяти – его особенности, достоинства и недостатки.
45) Сегментно-страничное преобразование памяти. Особенности, достоинства и недостатки.
46) Стратегии управления вталкиванием, размещением и выталкиванием информации: краткая характеристика; подробное описание стратегий одного из видов.
47) Алгоритмы выталкивания страниц, их достоинства и недостатки. Способы защиты страниц.
48) Классические задачи теории ОС – общее описание, детализация одной из задач.

Ответы на теоретические вопросы всех билетов С ПРИМЕРАМИ, в 4 семестре