Учебный курс Основы операционных систем Лекция 1 3

Учебный курс

Основы операционных систем

Лекция 13

кандидат физико-математических наук, доцент

Карпов Владимир Ефимович

22

При занятости устройства запрос ставится в очередь При занятости устройства запрос ставится в очередь к данному устройству.к данному устройству.

После освобождения устройства необходимо принять После освобождения устройства необходимо принять решение: какой из запросов в очереди инициировать решение: какой из запросов в очереди инициировать следующим – планирование запросов.следующим – планирование запросов.

Для блокирующихся и асинхронных системных Для блокирующихся и асинхронных системных вызововвызовов

Планирование запросовПланирование запросов

Действия по планированию запросов могут быть частично Действия по планированию запросов могут быть частично или полностью делегированы драйверу устройства – или полностью делегированы драйверу устройства –

функция функция strategystrategy в интерфейсе драйвера в интерфейсе драйвера

33

Строение жесткого дискаСтроение жесткого диска

Алгоритмы планирования запросовАлгоритмы планирования запросовк жесткому дискук жесткому диску

44

Параметры планированияПараметры планирования


Запрос полностью характеризуется:Запрос полностью характеризуется:– типом операциитипом операции

– номером цилиндраномером цилиндра

– номером дорожкиномером дорожки

– номером сектораномером сектора

Параметр планирование – время, необходимое для выполнения Параметр планирование – время, необходимое для выполнения запроса.запроса.

Время выполнения запроса = Время выполнения запроса = transfer time + positioning timetransfer time + positioning time

Positioning time = seek time + positioning latencyPositioning time = seek time + positioning latency

Единственным параметром запроса остается Единственным параметром запроса остается seek timeseek time – – время пропорциональное разнице между номером время пропорциональное разнице между номером цилиндра в запросе и номером текущего цилиндрацилиндра в запросе и номером текущего цилиндра

55

Диск имеет 100 цилиндров (от 0 до 99)Диск имеет 100 цилиндров (от 0 до 99)Очередь запросов: 23Очередь запросов: 23,, 67 67,, 55 55,, 14 14,, 31 31,, 7 7,, 84 84,, 10 10

Текущий цилиндр – 63Текущий цилиндр – 63


Алгоритм Алгоритм FCFSFCFS ( (First Come First Served)First Come First Served)

Всего перемещение на 329 цилиндровВсего перемещение на 329 цилиндров

Алгоритм Алгоритм SSTF ( Short Seek Time First)SSTF ( Short Seek Time First)

Всего перемещение на Всего перемещение на 141 141 цилиндрцилиндр

63 -> 2363 -> 23 -> 67-> 67 -> 55-> 55 -> 31-> 31 -> 14-> 14 -> 07-> 07 -> 84-> 84 -> 10-> 10

63 -> 6763 -> 67 -> 55-> 55 -> 31-> 31 -> 14-> 14 -> 23-> 23 -> 10-> 10 -> 07-> 07 -> 84-> 84

66

Диск имеет 100 цилиндров (от 0 до 99)Диск имеет 100 цилиндров (от 0 до 99)Очередь запросов: 23Очередь запросов: 23,, 67 67,, 55 55,, 14 14,, 31 31,, 7 7,, 84 84,, 10 10

Текущий цилиндр – 63Текущий цилиндр – 63


Алгоритм Алгоритм SCANSCAN

Всего перемещение на Всего перемещение на 147147 цилиндров цилиндров

Алгоритм Алгоритм LOOKLOOK

Всего перемещение на Всего перемещение на 133 133 цилиндрацилиндра

Алгоритм Алгоритм C-SCANC-SCAN

Алгоритм Алгоритм C-LOOKC-LOOK

63 -> 5563 -> 55 -> 31-> 31 -> 23-> 23 -> 10-> 10 -> 14-> 14 -> 07-> 07 -> -> 6767 -> -> 8484

63 -> 63 -> 5555 -> -> 3131 -> -> 2323 -> 1-> 100 -> -> 1414 -> -> 0707 -> -> 6767 -> 84-> 84

-> -> 00

63 -> 63 -> 5555 -> -> 3131 -> -> 2323 -> 1-> 100 -> -> 1414 -> -> 0707 -> -> 8484 ->->6767

63 -> 5563 -> 55 -> 31-> 31 -> 23-> 23 -> 10-> 10 -> 14-> 14 -> 07-> 07 -> -> 8484 -> -> 6767 -> -> 00 -> -> 9999

77

Часть Часть VI. VI. CCетиети и сетевые и сетевые

операционные системыоперационные системы

88

Для чего компьютеры объединяют Для чего компьютеры объединяют в сети:в сети:

Совместное использование ресурсов (как Совместное использование ресурсов (как физических, так и информационных)физических, так и информационных)

Ускорение вычисленийУскорение вычислений Повышение надежности работыПовышение надежности работы Общение пользователейОбщение пользователей

99

Сетевые и распределенные ОССетевые и распределенные ОС Сетевые ОССетевые ОС

– Пользователь должен знать, что компьютер находится в сети, Пользователь должен знать, что компьютер находится в сети, где находятся удаленные ресурсы и как до них добратьсягде находятся удаленные ресурсы и как до них добраться

– От автономной операционной системы отличается наличием От автономной операционной системы отличается наличием дополнительной сетевой части дополнительной сетевой части

Распределенные ОСРаспределенные ОС– Пользователь работает как в автономной операционной Пользователь работает как в автономной операционной

системесистеме– Операционная система полностью отличается от автономных Операционная система полностью отличается от автономных

ОС и функционирует на всех компьютерах сети ОС и функционирует на всех компьютерах сети

1010

Отличия взаимодействия Отличия взаимодействия удаленных и локальных процессовудаленных и локальных процессов В основе взаимодействия локальных процессов лежит В основе взаимодействия локальных процессов лежит

использование разделяемой памяти, а в основе использование разделяемой памяти, а в основе взаимодействия удаленных процессов – передача взаимодействия удаленных процессов – передача сообщенийсообщений

Информация между удаленными процессами зачастую Информация между удаленными процессами зачастую передается через процессы-посредники, обитающие на передается через процессы-посредники, обитающие на компьютерах, отличных от компьютеров получателя и компьютерах, отличных от компьютеров получателя и отправителяотправителя

Удаленное взаимодействие должно строиться исходя Удаленное взаимодействие должно строиться исходя из первоначального предположения о ненадежности из первоначального предположения о ненадежности связисвязи

Адреса взаимодействующих процессов должны быть Адреса взаимодействующих процессов должны быть уникальны в рамках всей сетиуникальны в рамках всей сети

Необходимо обеспечить взаимоисключения процессов Необходимо обеспечить взаимоисключения процессов при обращении к линии связи между компьютерамипри обращении к линии связи между компьютерами

1111

Основные вопросы логической Основные вопросы логической организации связи между организации связи между удаленными процессамиудаленными процессами

Как прокладывать физические линии связи?Как прокладывать физические линии связи? Как исключить возникновение Как исключить возникновение race condition race condition при при

их использовании?их использовании? Какие виды интерфейсов могут быть Какие виды интерфейсов могут быть

предоставлены пользователю?предоставлены пользователю? Как организована адресация удаленных Как организована адресация удаленных

процессов?процессов? Как информация передается от отправителя к Как информация передается от отправителя к

получателю через узлы посредники?получателю через узлы посредники?

1212

Понятие протоколаПонятие протокола

Виде почтовых сообщенийВиде почтовых сообщений Содержании служебной информацииСодержании служебной информации Формате представления служебной информацииФормате представления служебной информации

Для обмена почтовыми сообщениями Для обмена почтовыми сообщениями между людьми соответствующие службы между людьми соответствующие службы

связи должны договориться о:связи должны договориться о:

Для взаимодействия удаленных процессов Для взаимодействия удаленных процессов сетевые части операционных систем также сетевые части операционных систем также

должны руководствоваться должны руководствоваться определенными соглашениями определенными соглашениями

(поддерживать определенные протоколы)(поддерживать определенные протоколы)

1313

Многоуровневая модельМногоуровневая модельпостроенияпостроения

сетевых вычислительных систем сетевых вычислительных систем

Интерфейс пользователяИнтерфейс пользователя

HardwareHardware

NN

00

1414



руководительруководитель

секретарьсекретарь

канцелярияканцелярия

почтапочта

доставкадоставка

руководительруководитель

секретарьсекретарь

канцелярияканцелярия

почтапочта

доставкадоставка

ТекстТекст

Копия,Копия,адресадрес

Рег. номер,Рег. номер,упаковкаупаковка

Служебные Служебные пометкипометки

1515



Формальный перечень правил, определяющих Формальный перечень правил, определяющих последовательность и формат сообщений, которыми последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты вычислительных обмениваются сетевые компоненты вычислительных

систем, лежащие на одном уровне называется систем, лежащие на одном уровне называется сетевым сетевым протоколомпротоколом

Вся совокупность вертикальных и горизонтальных Вся совокупность вертикальных и горизонтальных протоколов (интерфейсов и сетевых протоколов) протоколов (интерфейсов и сетевых протоколов)

называется называется семейством протоколовсемейством протоколов или или стеком стеком протоколовпротоколов

1616

Модель Модель OSI/ISOOSI/ISO

сеансовыйсеансовый

транспортныйтранспортный

сетевойсетевой

канальныйканальный

физическийфизический

сеансовыйсеансовый

транспортныйтранспортный

сетевойсетевой

канальныйканальный

физическийфизический

приложенийприложений

представленияпредставления

приложенийприложений

представленияпредставления

11

22

33

44

55

66

77

11

22

33

44

55

66

77

Компьютер 1Компьютер 1 Компьютер 2Компьютер 2

1717

Одноуровневая адресацияОдноуровневая адресация

Процесс запрашивает свою ОС о возможности Процесс запрашивает свою ОС о возможности использовать адресиспользовать адрес

ОС опрашивает все другие ОС о возможности ОС опрашивает все другие ОС о возможности присвоения адресаприсвоения адреса

После сбора всех ответов ОС принимает После сбора всех ответов ОС принимает решениерешение

ОС извещает процесс о принятом решенииОС извещает процесс о принятом решении

1818

Двухуровневая адресация:Двухуровневая адресация:удаленные адресаудаленные адреса

Проблема уникальности адресовПроблема уникальности адресов Проблема разрешения адресовПроблема разрешения адресов

Централизованный подход Централизованный подход

Информация о всех символьных и числовых адресах Информация о всех символьных и числовых адресах хранится в специальном файле хранится в специальном файле

Изменения вносятся в файл только администратором Изменения вносятся в файл только администратором сети на специальном компьютересети на специальном компьютере

Файл с изменениями рассылается на все компьютеры Файл с изменениями рассылается на все компьютеры сетисети

1919



Распределенный подход (на примере Распределенный подход (на примере DNS)DNS)

Ранг 0Ранг 0


Ранг 1Ранг 1Ранг 1Ранг 1


2020

servserv



Распределенный подход (на примере Распределенный подход (на примере DNS)DNS)

creccrec

miptmiptruru

serv.crec.mipt.ruserv.crec.mipt.ru

Сервер Сервер DNSDNS



sspssp

brownbrown

eduedu

ssp.brown.edussp.brown.edu



2121

Двухуровневая адресация:Двухуровневая адресация:локальные и полные адресалокальные и полные адреса

PID PID не подходит в качестве локального адресане подходит в качестве локального адреса Для локальной адресации создается специальное Для локальной адресации создается специальное

адресное пространство – пространство адресное пространство – пространство сетевых сетевых портовпортов

Для разных средств связи – разные пространства Для разных средств связи – разные пространства портовпортов

Локальные адресаЛокальные адреса

Полные адресаПолные адреса

Полный адрес – Полный адрес – <<числовой удаленный адрес, портчисловой удаленный адрес, порт>> Полный адрес получил название Полный адрес получил название socket (socket (сокетсокет))

2222

Проблемы маршрутизации в сетиПроблемы маршрутизации в сети Маршрутизация от источника передачи данныхМаршрутизация от источника передачи данных Одношаговая маршрутизацияОдношаговая маршрутизация

Адресат назначенияАдресат назначения Адрес очередного Адрес очередного компонента сетикомпонента сети

Адрес исходящей Адрес исходящей линии связилинии связи

55 2020 2121

1-41-4 2828 2222

defaultdefault 2244 2233

2323

Проблемы маршрутизации в сетиПроблемы маршрутизации в сети

Маршрутизация от источника передачи Маршрутизация от источника передачи данныхданных

Одношаговая маршрутизацияОдношаговая маршрутизация– Алгоритмы фиксированной маршрутизацииАлгоритмы фиксированной маршрутизации– Алгоритмы простой маршрутизацииАлгоритмы простой маршрутизации

СлучайнаяСлучайная ЛавиннаяЛавинная Маршрутизация по прецедентамМаршрутизация по прецедентам

– Алгоритмы динамической маршрутизацииАлгоритмы динамической маршрутизации Дистанционно-векторные алгоритмыДистанционно-векторные алгоритмы Алгоритмы состояния связейАлгоритмы состояния связей

2424

Интерфейсы сетевых средств связиИнтерфейсы сетевых средств связи

Протоколы без установления логического соединения Протоколы без установления логического соединения или протоколы обмена датаграммами (или протоколы обмена датаграммами (datagramm)datagramm) - - connectionlessconnectionless

Протоколы, требующие установления логического Протоколы, требующие установления логического соединениясоединения – connection-oriented – connection-oriented

Учебный курс Основы операционных систем Лекция 1 3

Documents