Е. А. Верещагина

Операционные системы

Учебно-методический комплекс

ebooks@prospekt.org

Информация о книге

УДК 004.45

ББК 32.47

В31

Верещагина Е. А.

Учебно-методический комплекс дисциплины «Операционные системы» предназначен для студентов, обучающихся по специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». В состав комплекса входят: рабочая учебная программа, 2 комплекта тестов (по теории и по лабораторным занятиям), методические указания к лабораторным работам и электронная презентация к лекциям.

Рабочая учебная программа составлена в соответствии с учебным планом специальности и Государственным образовательным стандартом по специальности 230101. Методические указания по лабораторным работам ориентированы в основном на работу с реестром и другими стандартными компонентами операционной системы Windows XP и могут быть полезны для студентов других специальностей, изучающих данный программный продукт.

УДК 004.45

ББК 32.47

© ДВФУ, 2015

© ООО «Проспект», электронная версия книги, 2015

Рабочая учебная программа

При разработке рабочей учебной программы использованы: Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования образовательной программы, рабочий учебный план учебный план; выдержка требований к дисциплине из государственного образовательного стандарта.

Дисциплина «Операционные системы». Назначение и функции операционных систем; мультипрограммирование; режим разделения времени; многопользовательский режим работы; режим работы и ОС реального времени; универсальные операционные системы и ОС специального назначения; классификация операционных систем; модульная структура построения ОС и их переносимость; управление процессором; понятие процесса и ядра; сегментация виртуального адресного пространства процесса; структура контекста процесса; идентификатор и дескриптор процесса; иерархия процессов; диспетчеризация и синхронизация процессов; понятия приоритета и очереди процессов; средства обработки сигналов; понятие событийного программирования; средства коммуникации процессов; способы реализации мультипрограммирования; понятие прерывания; многопроцессорный режим работы; управление памятью; совместное использование памяти; защита памяти; механизм реализации виртуальной памяти; стратегия подкачки страниц; принципы построения и защита от сбоев и несанкционированного доступа.

1. Цели и задачи дисциплины

1.1. Цели дисциплины

Изучение назначения и функций ОС и концепций их функционирования. Курс «Операционные системы» является общепрофессиональной дисциплиной и относится к базовым курсам специальности, т. к. дает основные знания и навыки работы с персональным компьютером. В процессе изучения курса студенты должны получить знания по основополагающим принципам построения операционных систем. В качестве примера современных операционных систем изучаются системы Windows XP/2000. Курс построен на сравнении этих двух систем, но более подробно изучается ОС Windows 2000. При изучении ОС особое внимание уделяется принципам их построения и функционирования, основным чертам пользовательского интерфейса, чтобы облегчить в будущем освоение новых версий этих систем.

1.2. Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление о направлениях развития операционных систем; знать основные типы операционных систем, возможности современных операционных систем, принципы построения современных операционных систем; уметь использовать современные операционные системы, обслуживающие сервисные программы; владеть навыками работы в различных операционных средах; иметь опыт программирования в современных операционных средах, иметь навыки программного управления элементами ОС (файловая система, процесс и пр.).

2. Начальные требования к освоению дисциплины (перечень предшествующих дисциплин, их разделов)

Изложение разделов курса ведется в предположении освоения студентами основных разделов курсов «Информатика», «Организация ЭВМ и систем».

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать

– об основных направлениях развития современных операционных систем;

– об основных понятиях, используемых в теории операционных систем: процесса, потока, ядра, виртуальной памяти и т. д.;

– об основных принципах организации и управления памяти,

– об основных дисциплинах диспетчирования процессов и потоков в системах;

– об основных моделях, закладываемых при создании операционных систем;

– о структуре и архитектуре изучаемых операционных систем, их достоинства и недостатки.

уметь

– работать с интерфейсом операционных систем, ставить и решать задачи администрирования и конфигурирования систем, автоматизации решения прикладных задач под управлением операционных систем.

– иметь представление о работе компьютера в сети под управлением некоторой ОС.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

4.1. Очная (очно-заочная) форма обучения

Вид учебной работы | Всего часов | Распределение по семестрам 5
Общая трудоемкость дисциплины | 144 | 144
Лекции | 36 | 36
Лабораторные занятия | 18 | 18
Практические занятия |  |
Всего самостоятельная работа | 90 | 90
В том числе: курсовое проектирование |  |
Другие виды (РГЗ, рефераты и др.) | 90 | 90
Вид итогового контроля (экзамен, зачет) | экзамен | экзамен

5. Содержание дисциплины

5.1. Распределение учебного материала по видам занятий

№ пп | Наименование раздела дисциплины | Распределение по видам (час)
Лек | ЛЗ | ПЗ | СРС
1 | Определение и классификация ОС. Многозадачность и многопоточность | 2 |  |  |
2 | Процессы и потоки. Алгоритмы планирования процессов в операционных системах | 4 |  |  | 6
3 | Синхронизация процессов и потоков. Взаимодействие процессов и механизмы синхронизации. Объекты в операционных системах. Семафоры и мониторы. Тупики и зависания | 4 |  |  | 6
4 | Организация памяти компьютера. Простейшие схемы управления памятью. Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти. Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью | 4 |  |  | 6
5 | Реализация файловой системы | 4 |  |  | 10
6 | Аппаратная поддержка операционной системы | 2 |  |  | 6
7 | Система управления вводом-выводом. Драйвера | 4 | 2 |  | 6
8 | Архитектура операционных систем семейства Windows. Структура ядра | 2 | 4 |  | 12
9 | Процессы и потоки в Windows. Механизмы синхронизации | 2 | 4 |  | 12
10 | Управление памятью в Windows | 2 |  |  | 12
11 | Реестр Windows и оптимизация системы | 4 | 8 |  | 4
12 | Основные отличия Windows и Unix-подобных систем | 2 |  |  | 10
| Итого: | 36 | 18 |  | 90

5.2. Содержание лекционного курса (наименование раздела, темы, краткое содержание)

№ п/п | № раздела | Форма контроля | Наименование темы лекции | Объем АРС в часах | Объем СРС в часах

1
1

Введение. Определение и классификация ОС. История развития ОС. Сведения о системах пакетной обработки, разделения времени, реального времени. Понятия многозадачности, многопользовательского режима, многопроцессорности. Методы построения ОС, понятия ядра и модульной структуры ОС. Обзор ОС по назначению: одноранговые сетевые ОС и ОС с выделенными серверами, ОС для рабочих групп и ОС для сетей масштаба предприятия
2

2 | 2 |  | Управление процессами. Состояния процессов. Контекст и дескриптор процесса | 2 | 2
3 | 2 |  | Алгоритмы планирования процессов | 2 | 4
4 | 3 |  | Синхронизация процессов и потоков. Взаимодействие процессов и механизмы синхронизации. Объекты в операционных системах. Семафоры и мониторы | 4 | 4
5 | 3 |  | Тупики и зависания Средства синхронизации и взаимодействия процессов. Понятие потока (Thread) |  | 2
6 | 4 |  | Управление памятью. Типы адресов. Методы распределения памяти: структура страниц, сегментов, механизмы преобразования адресов, совместного использования, защиты памяти | 4 | 2
7 | 4 | Выдача реферата | Виртуальная память. Подкачка страниц (свопинг). Иерархия запоминающих устройств. Принцип кэширования данных |  | 4
8 | 5 |  | Файловая система. Имена, типы файлов, логическая и физическая организация файлов. Современные архитектуры файловых систем | 4 | 4
9 | 5 |  | Распределенные файловые системы. Интерфейсы файлового сервиса и сервиса каталога. Семантика разделения файлов. Кэширование. Репликация |  | 6
10 | 6 |  | Средства аппаратной поддержки управления памятью и многозадачной среды в микропроцессорах Intel 80386, 80486 и Pentium. Средства поддержки сегментации памяти, сегментно-страничного механизма. Средства вызова подпрограмм и задач | 2 | 6
11 | 7 |  | Управление вводом-выводом. Физическая организация устройств ввода-вывода. Организация программного обеспечения ввода-вывода. Обработка прерываний | 2 | 2
12 | 7 | тестирование | Драйверы устройств. Независимый от устройств слой операционной системы. Пользовательский слой программного обеспечения | 2 | 4
13 | 8 | Выдача реферата | Архитектура операционных систем семейства Windows. Структура ядра | 2 | 12
14 | 9 |  | Процессы и потоки в Windows. Механизмы синхронизации | 2 | 12
15 | 10 |  | Управление памятью в Windows | 2 | 12
16 | 11 |  | Реестр Windows и оптимизация системы | 4 | 4
17 | 12 | тестирование | Семейство ОС UNIX, Linux. Обзор сетевых ОС других производителей: Mach, OS/2, NetWare | 2 | 10
|  |  | Итого: | 36 | 90

5.3. Содержание практических и лабораторных занятий

№ п/п | Наименование темы лабораторного занятия | Объем в часах
1 | Изучение процессов и потоков в Windows с помощью встроенных в систему средств | 4
2 | Реестр. Управление настройками пользователя | 4
3 | Управление аппаратными настройками, в том числе дисками и памятью с помощью реестра | 4
4 | Реестр. Оптимизация системы в целом | 6
| Итого: | 18

6. Курсовое проектирование (цель, типовая тематика)

Не предусмотрено учебным планом.

7. График изучения дисциплины

Вид учебных занятий | № недели
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18
Лекции | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2
ЛЗ |  |  |  | 4 |  |  |  | 4 |  |  |  | 4 |  |  |  | 4 |  | 2
ПЗ |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
КПР |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
РГЗ, реф-т |  |  |  |  |  |  | р |  |  |  |  |  | р |  |  |  |  |
Аттестация (промежуточная) |  |  |  |  |  |  |  | а |  |  |  |  |  | а |  |  |  |
Тестирование |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | т |  |  |  |  |  | т

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

8.1. Основная литература

1. Сетевые операционные системы/ В.Г.Олифер, И.А.Олифер. – СПб.: Питер, 2003. – 544 с.

2. Соломон Д., Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2000. Мастер-класс / пер. с англ. – СПб.: Питер, 2002. – 752 с.

3. Максвелл С. Ядро Linux в комментариях / пер. с англ. – К.: Диасофт, 2000.

4. Соломон Д., Руссинович М. Внутреннее устройство Microsoft Windows 2003. Мастер-класс / пер. с англ. – СПб.: Питер, 2007. – 852 с.

5. Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 1040 с.

6. www.Intuit.ru. Коньков.В.А. Карпов В.Е. Основы операционных систем: курс для дистанционного образования.

8.2. Дополнительная литература

1. Журнал «Компьютер-Пресс».

2. Журнал «Открытые системы».

3. Журнал «COMPUTERWORLD».

4. Журнал «PCWEEK/RE».

5. Сервер информационных технологий: www.citforum.ru.

8.3. Программное обеспечение (перечень типовых пакетов прикладных, расчетных и контролирующих программ) Windows 2000, VMWare 5.2.

9. Контрольные задания и методические рекомендации по изучению дисциплины

(Для студентов заочной формы обучения обязательно).

Заочная форма обучения не предусмотрена.

10. Технические и электронные средства обучения, иллюстрационные материалы, в т.ч. специализированное и лабораторное оборудование

Специализированная аудитория 404, 10 установленных компьютеров Celeron и сервер.

11. Текущий и итоговый контроль по дисциплине

11.1. Формы и методы для текущего контроля.

Аудиторные контрольные работы, тесты по проверке теоретического материала.

11.2. Контрольные тесты для определения минимального уровня освоения программы дисциплины (см. Приложение)

11.3. Перечень типовых экзаменационных и зачетных вопросов (экзаменационные билеты).

1. Понятие операционной системы

2. Эволюция развития операционных систем

3. Функции операционных систем

4. Подходы к построению операционных систем

5. Понятие процесса

6. Состояния процесса

7. Операции над процессами и связанные с ними понятия

8. Уровни планирования. Критерии планирования и требования к алгоритмам

9. Параметры планирования. Вытесняющее и невытесняющее планирование

10. Алгоритмы планирования. First Come, First Served, Round Robin

11. Алгоритмы планирования. Shortest-Job-First

12. Алгоритмы планирования. Гарантированное планирование

13. Алгоритмы планирования. Приоритетное планирование

14. Алгоритмы планирования. Многоуровневые очереди

15. Логическая организация механизма передачи информации

16. Нити исполнения

17. Чередование, состязания и взаимное исключение

18. Критическая секция

19. Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов. Требования, предъявляемые к алгоритмам

20. Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов. Запрет прерываний, переменная-замок, строгое чередование, флаги готовности

21. Программные алгоритмы организации взаимодействия процессов. Алгоритм Петерсона, алгоритм булочной

22. Механизмы синхронизации. Семафоры. Мониторы. Сообщения

23. Эквивалентность семафоров, мониторов и сообщений

24. Условия возникновения тупиков. Основные направления борьбы с тупиками. Алгоритм страуса

25. Обнаружение тупиков. Восстановление после тупиков

26. Способы предотвращения тупиков путем тщательного распределения ресурсов

27. Предотвращение тупиков за счет нарушения условий возникновения тупиков

28. Управление памятью. Схема с фиксированными разделами. Оверлейная структура

29. Управление памятью. Свопинг

30. Управление памятью. Мультипрограммирование с переменными разделами

31. Понятие виртуальной памяти

32. Средства поддержки виртуальной памяти. Страничная память

33. Средства поддержки виртуальной памяти. Сегментная и сегментно-страничная виртуальная память

34. Средства поддержки виртуальной памяти. Таблица страниц

35. Исключительные ситуации при работе с памятью. Стратегии управления страничной памятью

36. Алгоритмы замещения страниц. Алгоритм FIFO. Аномалия Биледи. Оптимальный алгоритм Биледи

37. Алгоритмы замещения страниц. LRU, NFU, Second-Chance, NRU

38. Thrashing, локальность

39. Аппаратно-независимая модель памяти процесса

40. Аспекты функционирования менеджера памяти. Фиксация страниц в памяти.

41. Организация файлов и доступ к ним. Операции над файлами

42. Каталоги. Логическая структура файлового архива

43. Файловая система NTFS

44. Общая структура файловой системы

45. Управление внешней памятью

46. Монтирование файловых систем

47. Связывание файлов

48. Средства повышения надежности файловой системы

49. Средства повышения производительности файловой системы

50. Аппаратные средства поддержки процессов

51. Аппаратные средства поддержки виртуальной памяти

52. Структура Windows 2000

53. Структура ядра Windows 2000

54. Управление памятью Windows 2000

55. Механизмы синхронизации Windows 2000

56. Структура и назначение реестра

57. Драйвера Windows 2000

58. Система ввода-вывода Windows 2000

12. Рейтинговая оценка по дисциплине

Усвоение учебной дисциплины максимально оценивается в 100 рейтинговых баллов, которые распределяются по видам занятий в зависимости от их значимости и трудоемкости. По результатам текущей работы по дисциплине в течение семестра студент может набрать не более 70 баллов. На итоговый контроль отводится 30 баллов. Посещаемость занятий учитывается поправочным коэффициентом, равным отношением количества часов посещенных занятий к плановым.

№ п/п | Наименование работ | Распределение баллов |
I | Теоретический материал | Один тест при 100% вып. 5. 2×5 тестов = 10 баллов | 10
2 | Лабораторные работы | 1 защищенная лаб. работа 5. 5×4= 20 балл | 20
3 | Практические занятия | Не предусмотрено учебным планом |
4 | Курсовое проектирование | Не предусмотрено учебным планом |
5 | Индивидуальные домашние задания (ИДЗ), рефераты | Расчетные задания 30 баллов 2×15 | 30
6 | Контрольные работы | Одна к/р 5 балла; 10×2 = 10 баллов | 10
7 | Посещаемость | Не предусмотрено |
8 | Экзамен / Зачет | 30 | 30
| Итого | 100 |

Перевод баллов в пятибальную шкалу

Отлично | 85–100
Хорошо | 71–84
Удовлетворительно | 60–70
Неудовлетворительно | менее 60

Примечание. При набранной общей сумме баллов менее 40 по результатам третьей аттестации студент не допускается к итоговой аттестации по дисциплине.

Приложение

Тесты по теории

1. Планирование заданий стало возможным:

a) с появлением систем пакетной обработки;

b) с появлением предварительной записи пакета заданий на магнитную ленту;

c) с появлением предварительной записи пакета заданий на магнитный диск.

2. При доступе к файлу в сетевой ОС пользователь должен знать:

a) только имя файла;

b) точное физическое расположение файла на диске;

c) имя файла, компьютер, на котором находится файл, и сетевой способ доступа к информации в файле.

3. Что такое мультипрограммная вычислительная система?

a) Система, в которой реализован спулинг (spooling).

b) Система, в памяти которой одновременно находится несколько программ. Когда одна из программ ожидает завершения операции ввода-вывода, другая программа может исполняться.

c) Система, в памяти которой находится несколько программ, чье исполнение чередуется по прошествии определенного промежутка времени.

4. К чему относится термин спулинг (spooling)?

a) К сбору заданий с одинаковым набором ресурсов в пакеты заданий.

b) К организации реального ввода пакета заданий и вывода результатов на отдельных специализированных ЭВМ.

c) К организации реального ввода пакета заданий и вывода результатов на том же компьютере, который производит вычисления.

5. Какие из перечисленных ниже компонентов входят в пользовательский контекст процесса?

a) Состояние, в котором находится процесс.

b) Программный счетчик процесса.

c) Информация об устройствах ввода-вывода, связанных с процессом.

d) Содержимое регистров процессора.

e) Код и данные, находящиеся в адресном пространстве процесса.

6. Какие из перечисленных ниже компонентов входят в системный контекст процесса?

a) Состояние, в котором находится процесс.

b) Программный счетчик процесса.

c) Информация об устройствах ввода-вывода, связанных с процессом.

d) Содержимое регистров процессора.

e) Код и данные, находящиеся в адресном пространстве процесса.

7. При модернизации некоторой операционной системы, поддерживающей только три состояния процессов: готовность, исполнение, ожидание, принято решение ввести два новых системных вызова. Один из этих вызовов позволяет любому процессу приостановить жизнедеятельность любого другого процесса (кроме самого себя), до тех пор, пока какой-либо процесс не выполнит второй системный вызов. Сколько новых состояний процессов появится в системе?

a) 1.

b) 2.

c) 3.

8. Когда процесс, находящийся в состоянии «закончил исполнение», может окончательно покинуть систему?

a) По прошествии определенного интервала времени.

b) Только при перезагрузке операционной системы.

c) После завершения процесса-родителя.

9. Из какого состояния процесс может перейти в состояние «ожидание»?

a) Из состояния «рождение».

b) Из состояния «готовность».

c) Из состояния «исполнение».

10. Из какого состояния процесс может перейти в состояние «исполнение»?

a) Из состояния «ожидание».

b) Из состояния «готовность».

c) Из состояния «рождение».

11. Какие из перечисленных алгоритмов допускают неограниченно долгое откладывание выборки одного из готовых процессов на исполнение?

a) FCFS.

b) SJF.

c) RR.

d) Многоуровневые очереди.

12. Какие из перечисленных алгоритмов представляют собой частные случаи планирования с использованием приоритетов?

a) FCFS.

b) RR.

c) SJF.

d) Гарантированное планирование.

13. К какому из перечисленных алгоритмов теоретически стремится поведение алгоритма RR по мере уменьшения кванта времени?

a) SJF.

b) FCFS.

c) Гарантированное планирование при одном процессе на каждого пользователя.

14. К какому из перечисленных алгоритмов стремится поведение алгоритма RR по мере увеличения кванта времени?

a) SJF.

b) FCFS.

c) Гарантированное планирование при одном процессе на каждого пользователя.

15. Какой из вариантов адресации может использоваться для организации передачи информации через pipe?

a) Симметричная прямая адресация.

b) Асимметричная прямая адресация.

c) Непрямая адресация.

16. Какие процессы могут обмениваться информацией через pipe?

a) Только процесс, создавший pipe, и его непосредственный процесс-ребенок.

b) Только процессы, имеющие общего родителя, создавшего pipe.

c) Произвольные процессы в системе.

17. Какие процессы могут обмениваться информацией через FIFO?

a) Только процесс, создавший FIFO, и его процесс-ребенок.

b) Только процессы, имеющие общего родителя, создавшего FIFO.

c) Произвольные процессы в системе.

18. В операционных системах, поддерживающих нити исполнения (threads) внутри одного процесса на уровне ядра системы, процесс находится в состоянии готовность, если:

a) хотя бы одна нить процесса находится в состоянии «готовность»;

b) хотя бы одна нить исполнения находится в состоянии «готовность», и нет ни одной нити в состоянии «ожидание»;

c) хотя бы одна нить процесса находится в состоянии «готовность», и нет ни одной нити в состоянии «исполнение».

19. В операционных системах, поддерживающих нити исполнения (threads) внутри одного процесса на уровне ядра системы, наряду с блоками управления процессами (PCB) существуют структуры данных для управления нитями – TCB (Thread Control Block). Укажите, какие данные из перечисленных ниже хранятся, по вашему мнению, в TCB.

a) Содержимое регистров процессора.

b) Данные, описывающие расположение адресного пространства процессора.

c) Приоритет нити исполнения.

20. Прием взаимоисключения применяется:

a) для того, чтобы у процесса не было критического участка;

b) для устранения условия гонки;

c) для того, чтобы процессы не использовали одни и те же ресурсы.

21. Термин «критическая секция» относится:

a) к участку процесса с наибольшим объемом вычислительной работы;

b) к участку процесса, в котором процесс совместно с другими процессами использует разделяемые переменные;

c) к участку процесса, выполнение которого совместно с другими процессами может привести к неоднозначным результатам.

22. Термин race condition (условие гонки) относится:

a) к набору процессов, совместно использующих какойлибо ресурс;

b) к набору процессов, демонстрирующих недетерминированное поведение;

c) к набору процессов, для каждого из которых важно завершиться как можно быстрее.

23. Какие из условий для организации корректного взаимодействия двух процессов с помощью программного алгоритма выполнены для алгоритма «строгое чередование»?

a) Условие взаимоисключения.

b) Условие прогресса.

c) Условие ограниченного ожидания.

24. Какие из условий для организации корректного взаимодействия двух процессов с помощью программного алгоритма выполнены для алгоритма «флаги готовности»?

a) Условие взаимоисключения.

b) Условие прогресса.

c) Условие ограниченного ожидания.

25. Какие из условий для организации корректного взаимодействия двух процессов с помощью программного алгоритма выполнены для алгоритма «переменная–замок»?

a) Условие взаимоисключения.

b) Условие прогресса.

c) Условие ограниченного ожидания.

26. Условные переменные в мониторах Хора обычно используются:

a) для обеспечения взаимоисключения в критических участках кооперативных процессов;

b) для обеспечения взаимосинхронизации кооперативных процессов;

c) для передачи данных между кооперативными процессами.

27. В функциях-методах мониторов Хора обычно реализовываются:

a) только прологи и эпилоги критических участков;

b) критические участки взаимодействующих процессов;

c) только различные операции над внутренними переменными монитора (как операции над внутренними переменными класса в ООП).

28. Для чего нужен синхронизирующий процесс при реализации семафоров через очереди сообщений?

a) Для удобства реализации.

b) Для обеспечения взаимосинхронизации кооперативных процессов.

c) Для обеспечения атомарности операций P и V.

29. Рассмотрим механизм синхронизации, называемый бинарными семафорами. Бинарный семафор – это семафор, который может принимать всего два значения: 0 и 1. Операция P для этого семафора выглядит так же, как и для семафора Дейкстры, а операция V заключается в простом присваивании семафору значения 1. Бинарные семафоры:

a) обладают меньшими возможностями, чем семафоры Дейкстры;

b) обладают большими возможностями, чем семафоры Дейкстры;

c) эквивалентны семафорам Дейкстры.

30. Отладка программ, содержащих очень большое количество семафоров, затруднена, так как:

a) требует специального программного обеспечения;

b) ошибочные ситуации трудновоспроизводимы;

c) для хорошего программиста никаких затруднений не возникает.

31. Что нужно сделать, чтобы обнаружить тупик?

a) Нарушить 4-е условие возникновения тупиков.

b) Проверить наличие в системе первых трех условий возникновения тупиков и проверить выполнение четвертого условия.

c) Проверить выполнение в системе всех четырех условий возникновения тупиков и нарушить условие 4.

32. Как можно вывести систему из тупиковой ситуации?

a) Завершить выполнение одного из процессов.

b) Нарушить одно из условий возникновения тупика.

c) Организовать в системе средства отката и перезапуска с контрольной точки.

33. Что такое выделенный ресурс?

a) Устройство, монопольно используемое процессом.

b) Устройство или данные, к которым процесс имеет эксклюзивный доступ.

c) Данные, заблокированные процессом для исключительного доступа.

34. Один из способов борьбы с тупиками – составить список всех ресурсов и удовлетворять запросы процессов в порядке возрастания номеров ресурсов. Какое из условий возникновения тупиков можно нарушить таким образом?

a) Условие кругового ожидания.

b) Условие неперераспределяемости ресурсов.

c) Условие взаимоисключения.

35. Множество процессов находится в тупиковой ситуации, если:

a) каждый процесс из множества ожидает события, которые только другой процесс данного множества может вызвать;

b) каждый процесс из множества ожидает события, вероятность которого менее 10⁻³;

c) каждый процесс из множества находится в состоянии ожидания.

36. Какая из операционных систем больше подвержена тупикам?

a) Система пакетной обработки.

b) Система жесткого реального времени.

c) Система с разделением времени.

37. Как правильно бороться с тупиком, который может возникнуть при использовании принтера?

a) Игнорировать проблему.

b) Организовать спулинг.

c) Оградить принтер семафором.

38. Какая из схем управления памятью подвержена внутренней фрагментации?

a) Схема с динамическими разделами.

b) Сегментная организация.

c) Страничная организация.

39. Таблица страниц процесса – это:

a) структура, используемая для отображения логического адресного пространства в физическое при страничной организации памяти;

b) структура, организованная для учета свободных и занятых страничных блоков;

c) структура, организованная для контроля доступа к страницам процесса.

40. Чем обычно определяется максимальный размер сегмента?

a) Разрядностью архитектуры компьютера.

b) Размером оперативной памяти.

c) Размером свободной оперативной памяти.

41. Сегменты – это области памяти, предназначенные для:

a) удобства отображения логического адресного пространства в физическое;

b) хранения однотипной информации и организации контроля доступа к ней;

c) хранения отдельных процедур программы.

42. На каком уровне иерархии памяти находится программа в процессе выполнения?

a) На магнитном диске.

b) В оперативной памяти.

c) Разные компоненты программы могут находиться на различных уровнях.

43. Чем обусловлена эффективность иерархической схемы памяти?

a) Скоростью обмена с оперативной памятью.

b) Принципом локализации обращений.

c) Количеством уровней в иерархии.

44. Что понимается под термином «внешняя фрагментация»?

a) Потеря части памяти, не выделенной ни одному процессу.

b) Потеря части памяти в схеме с переменными разделами.

c) Наличие фрагментов памяти, внешних по отношению к процессу.

45. Сколько таблиц страниц поддерживает ОС Windows 2000 для каждого процесса?

a) Одну для всего процесса.

b) По одной для каждого сегмента процесса.

c) Одну таблицу для сегментов фиксированного размера и по одной для сегментов, размер которых динамически меняется.

46. Какая из схем управления памятью пригодна для организации виртуальной памяти?

a) Страничная.

b) Сегментная.

c) Как сегментная, так и страничная схемы.

47. Чем запись в таблице страниц в схеме виртуальной памяти отличается от соответствующей записи в случае простой страничной организации?

a) Наличием номера страничного кадра.

b) Наличием бита присутствия.

c) Наличием атрибутов защиты страницы.

48. Инвертированная таблица страниц дает возможность:

a) получить номер страничного кадра по номеру виртуальной страницы;

b) ускорить процесс трансляции адреса;

c) уменьшить объем памяти, расходуемой на отображение виртуального адресного пространства в физическое.

49. Сколько записей в таблице страниц в системе с 32-разрядной архитектурой и размером страницы 4К?

a) 2³².

b) 2²⁰.

c) 2¹².

50. Какую стратегию управления памятью может реализовать алгоритм выталкивания страниц LRU?

a) Стратегию размещения страницы в памяти при наличии списка свободных кадров.

b) Стратегию упреждающей выборки, когда кроме страницы, вызвавшей исключительную ситуацию, в память также загружается несколько страниц, окружающих ее.

c) Стратегию замещения.

51. Какой результат может иметь анализ бита модификации, входящего в состав атрибутов страницы?

a) Уменьшение времени обработки page fault`а в виду того, что копия страницы уже имеется на диске.

b) Необходимость коррекции записи о странице в таблице страниц, поскольку содержимое страницы изменено.

c) Блокировку страницы в памяти для того, чтобы сохранить изменения содержимого страницы в неприкосновенности.

52. Применение модели рабочего множества позволяет:

a) избежать замещения страниц;

b) оптимизировать количество страничных кадров, выделенных процессу;

c) снизить частоту page faults в результате использования глобального алгоритма замещения страниц.

53. Для оповещения операционной системы об отсутствии нужной страницы в памяти используется:

a) механизм системных вызовов;

b) механизм аппаратных прерываний;

c) механизм исключительных ситуаций.

54. Для некоторого процесса, запущенного в вычислительной системе со страничной организацией памяти с использованием LRU алгоритма замещения страниц, выделение процессу 4 кадров памяти приводит к 11 page faults, а выделение 6 кадров памяти – к 9 page faults (вначале все кадры свободны). Какой (какие) вариант(ы) количества page faults для того же процесса и того же количества кадров может быть получен при использовании OPT алгоритма замещения страниц?

a) 12 и 8.

b) 8 и 7.

c) 7 и 8.

d) 9 и 6.

55. Файловая система включается в состав ОС для того, чтобы:

a) более эффективно использовать дисковое пространство;

b) обеспечить пользователя удобным интерфейсом для работы с внешней памятью;

c) повысить производительность системы ввода-вывода.

56. Известно, что в большинстве ОС файл представляет собой неструктурированную последовательность байтов и хранится на диске. Какой способ доступа обычно применяется к таким файлам?

a) Последовательный.

b) Прямой.

c) Индексно-последовательный.

57. Многие ОС поддерживают имена файлов, состоящие из двух частей (имя+расширение). Это делается для того, чтобы:

a) операционная система могла связать это имя с прикладной программой, которая должна обрабатывать данный файл;

b) упростить запоминание имени файла;

c) упростить сортировку имен файлов при выводе списка файлов в каталоге.

58. При помощи списка прав доступа операционная система обеспечивает:

a) доступ к файлу только определенного числа процессов;

b) защиту файлов от несанкционированного доступа;

c) каждый процесс списком файлов, к которым он может иметь доступ.

59. Входит ли имя каталога, в котором находится файл, в полное имя файла на диске?

a) Не входит.

b) Входит.

c) Это зависит от того, является ли данный каталог рабочим.

60. Главная задача файловой системы:

a) связывание имени файла с выделенным ему пространством внешней памяти;

b) обеспечение защиты от несанкционированного доступа;

c) обеспечение совместного доступа к файлам.

61. Для чего по окончании работы с файлом принято выполнять операцию закрытия (close) файла?

a) Чтобы освободить место во внутренних таблицах файловой системы.

b) Чтобы перевести указатель текущей позиции в начало файла.

c) Чтобы разрешить доступ к файлу другим процессам.

62. Большинство файловых систем, поддерживаемых ОС Unix для выделения дискового пространства, использует схему:

a) с индексными узлами;

b) связного списка блоков;

c) выделения непрерывной последовательности блоков.

63. Схема выделения дискового пространства связным списком блоков не нашла широкого применения, так как:

a) неэффективно использует дисковое пространство;

b) требует большого количества обращений к диску при работе с файлами;

c) страдает от внутренней фрагментации.

64. Для чего применяется журнализация в файловых системах?

a) Для протоколирования действий пользователей.

b) Для повышения отказоустойчивости системы.

c) Для того, чтобы иметь возможность отменять ошибочные изменения данных в файлах пользователей.

65. Предположим, что один из файлов в ОС Unix жестко связан с двумя различными каталогами, принадлежащими различным пользователям. Что произойдет, если один из пользователей удалит файл?

a) Файл автоматически удалится из каталога второго пользователя.

b) Содержание каталога второго пользователя не изменится.

c) Система отменит операцию удаления файла.

66. Могут ли два процесса в ОС Unix одновременно держать открытым один и тот же файл?

a) Не могут.

b) Могут, если один из процессов заблокировал файл при помощи системного вызова fcntl.

c) Могут.

67. Основным преимуществом использования таблицы отображения файлов (FAT) по сравнению с классической схемой выделения связным списком является:

a) сокращение количества обращений к диску;

b) повышенная надежность;

c) более экономичное использование дискового пространства.

68. Схема выделения дискового пространства непрерывной последовательностью блоков применяется для стационарных файловых систем, например для файловых систем компакт-дисков, поскольку:

a) ее легко реализовать;

b) она обеспечивает хорошую производительность, но неприменима для изменяемых файловых систем;

c) не страдает от фрагментации.

69. Использование блока диска размером 8К по сравнению с блоком размером 4К более выгодно, поскольку:

a) в этом блоке помещается больше страниц памяти;

b) обмен с диском осуществляется быстрее;

c) в этом блоке можно разместить больше файлов.

70. Если учет свободного дискового пространства диска размером 1 Гб с блоком размером 2 К осуществлять при помощи битового вектора, то для хранения этого вектора потребуется:

a) 64 К;

b) 128 К;

c) 32 К.

71. Какие из перечисленных ситуаций возникают синхронно с работой процессора?

a) Прерывания.

b) Исключительные ситуации.

c) Программные прерывания.

72. Какие из вариантов реализации системного вызова read могут прочитать меньше байт, чем запросил процесс?

a) Асинхронный.

b) Блокирующийся.

c) Неблокирующийся.

73. Какие из перечисленных ситуаций обнаруживаются процессором между выполнением команд?

a) Прерывания.

b) Исключительные ситуации.

c) Программные прерывания.

74. Какие из параметров запроса к жесткому диску обычно учитываются при планировании последовательности запросов?

a) Вид операции.

b) Номер сектора.

c) Номер цилиндра.

d) Номер дорожки.

75. Какие из перечисленных ситуаций возникают предсказуемо?

a) Прерывания.

b) Исключительные ситуации.

c) Программные прерывания.

76. Какие из перечисленных функций базовой подсистемы ввода-вывода могут быть делегированы драйверам?

a) Поддержка блокирующихся, неблокирующихся и асинхронных системных вызовов.

b) Обработка ошибок и прерываний, возникающих при операциях ввода-вывода.

c) Буферизация и кэширование входных и выходных данных.

d) Планирование последовательности запросов на выполнение операций ввода-вывода.

77. Аутентификация пользователя осуществляется для:

a) предотвращения некорректных действий легальных пользователей;

b) контроля доступа в систему;

c) разграничения доступа к объектам ОС.

78. Какой метод используется для хранения элементов матрицы доступа в ОС Unix?

a) Списки прав доступа.

b) Перечни возможностей.

c) Комбинация списков прав доступа и перечней возможностей.

79. В число событий, имеющих отношение к безопасности компьютерной системы, которые регистрирует система аудита, обычно не входит:

a) операция создания процесса;

b) операция открытия файла;

c) смена привилегий пользователя.

80. Какие действия производит система, хранящая пароли пользователей на диске в зашифрованном виде, после того, как пользователь ввел свой пароль?

a) Шифрует пароль пользователя и сравнивает с тем, который хранится на диске.

b) Расшифровывает пароль, хранящийся на диске, и сравнивает с паролем, который ввел пользователь.

c) Посылает пользователю запрос для инициирования протокола опознавания CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol).

81. Для проверки системы на наличие в ней уязвимых с точки зрения безопасности мест обычно осуществляют ее сканирование. Какие аспекты системы такое сканирование обычно не затрагивает?

a) Долго выполняющиеся программы.

b) Короткие пароли.

c) Изменения в файлах пользователей, обнаруженные с помощью контрольных сумм.

82. Средства авторизации:

a) контролируют процесс доступа в систему;

b) контролируют доступ легальных пользователей к ресурсам системы;

c) обеспечивают защиту системы от вирусов.

83. Матрица доступа используется для:

a) аутентификации пользователей;

b) авторизации пользователей;

c) организации аудита системы.

Тесты по практике

1. Какие из перечисленных элементов конфигурации PC не удовлетворяют минимальным требованиям сетевой установки, при которой исходные файлы копируются в раздел FAT компьютера? [Пометьте все неверные элементы]

a) 95 Мбайт дискового пространства в разделе FAT.

b) 128 Мбайт памяти.

c) Процессор P4.

d) Видеокарта Paradise VGA.

e) Дисковод CD-ROM.

2. Какие из следующих утверждений истинны? При обновлении Windows 2000 до Windows 2003 вы можете:

a) Перенести модификации реестра из старой версии в новую.

b) Назначить компьютер контроллером домена.

c) Сохранить пользовательские программные группы.

d) Сохранить макет рабочего стола, расположение значков и расстояние между ними, а также цветовую схему.

e) Сохранить локальные группы и учетные записи.

3. На новом компьютере с Windows 2003 устанавливается RAID-массив с SCSI-контроллером. Какие из перечисленных ниже операций необходимы для того, чтобы эти устройства стали доступными в вашей системе?

a) Установить драйвер SCSI-контроллера.

b) Установить драйвер RAID-массива.

c) Воспользоваться приложением Services в панели управления для запуска контроллера SCSI и массива RAID.

d) Перезапустить компьютер.

4. В вашей сети имеется 25 компьютеров с Windows 98. Вы хотите обновить их до Windows 2000 с минимальными усилиями. Установочные файлы находятся в общем каталоге \\Server5\Wks4. Как лучше всего выполнить установку по сети?

a) Подключиться к общему каталогу и запустить WINNT. EXE по сети. О В. Подключиться к общему каталогу и запустить SETUP.EXE по сети.

b) Установить клиента Windows 2000 с помощью Network Clie2000Administrator.

c) Воспользоваться Network Clie2000Administrator для создания загрузочного диска установки для DOS, подключиться к общему каталогу и запустить SETUP.EXE no сети.

5. Чтобы организовать обмен файлами в вашей сети, объединяющей PC с Windows 98 и Windows 2000 а также Macintosh and Unix-компьютеры, вы решаете создать раздел объемом 50 Мбайт на компьютере с Windows 2000. Ограничивая объем раздела, вы оставляете решение всех вопросов использования дискового пространства полностью на усмотрение пользователей. Этот том следует отформатировать с применением:

a) FAT.

b) NTFS.

c) HPFS.

d) VFAT.

6. При установке Windows 2000 на новом компьютере вы решаете создать два раздела по 50 Гбайт. На одной разделе будут находиться Windows 2000и другие серверные программы, а на другом – личные файлы пользователей, часть которых содержит конфиденциальную информацию. Вам следует:

a) Создать оба раздела с применением VFAT.

b) Создать оба раздела с применением NTFS.

c) Создать системный раздел с применением NTFS, а пользовательский раздел – с применением FAT.

d) Создать системный раздел с применением FAT, а пользовательский раздел – с применением NTFS.

7. При конфигурировании 8-гигабайтного диска для Windows 2000 ваш начальник потребовал создать большой раздел FAT для передачи очень больших оригинал-макетов и графических файлов в бюро печати. Он просит выделить для этой цели весь диск, поскольку ежемесячные бюллетени и реклама обычно занимают до б Гбайт в несжатом виде. Чтобы удовлетворить его просьбу, лучше всего будет:

a) Создать один 8-гигабайтный раздел VFAT.

b) Создать два 4-гигабайтных раздела VFAT.

c) Создать четыре 2-гигабайтных раздела VFAT.

d) Создать шестнадцать 500-мегабайтных разделов VFAT.

8. Пользователь Васильев является членом групп Accounting, Managers и PrintOperators. Для общего каталога SalesFeb эти группы обладают следующими правами:

a) Accounting: право изменения (CHANGE).

b) Managers: право чтения (READ).

c) PrintOperators: полный доступ (FULL CONTROL).

Кроме того, для каталога SalesFeb пользователь Васильев имеет в NTFS право чтения. Васильев может выполнять следующие операции с файлами общего каталога SalesF