Размещено на http://allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Кафедра информатики

РЕФЕРАТ

на тему «Свойства и специфика операционных систем»

по дисциплине «Операционные системы»

Выполнила

Группа

Проверил

Оглавление

Введение

1. Управление ресурсами

2. Особенности алгоритмов управления ресурсами

2.1 Поддержка многозадачности

2.2 Поддержка многопользовательского режима

2.3 Вытесняющая и не вытесняющая многозадачность

2.4 Поддержка многонитевости

2.5 Многопроцессорная обработка

3. Распределение ресурсов согласно алгоритму банкира

3.1 Недостатки алгоритма банкира

Источники

Введение

Операционная система не только предоставляет пользователям и программистам удобный интерфейс к аппаратным средствам компьютера, но и является механизмом, распределяющим ресурсы компьютера.

К числу основных ресурсов современных вычислительных систем могут быть отнесены такие ресурсы, как процессоры, основная память, таймеры, наборы данных, принтеры, диски, накопителя на магнитных лентах, сетевые устройства и некоторые другие. Ресурсы распределяются между процессами.

Процесс (задача) представляет собой базовое понятие большинства современных операционных систем и часто кратко определяется как программа в стадии выполнения.

Программа - статический объект, представляющий собой файл с кодами и данными. Процесс - это динамический объект, который возникает в операционной системе после того, как пользователь или сама операционная система решает «запустить программу на выполнение», то есть создать новую единицу вычислительной работы. Например, операционную систему может создать процесс в ответ на команду пользователя run prg1.exe, где prg1.exe - это имя файла, в котором хранится код программы.

Управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффективного их использования является назначением операционной системы.

Например, мультипрограммная операционная система организует одновременное выполнение сразу нескольких процессов на одном компьютере, поочередно переключая процессор с одного процесса на другой, исключая простои, вызываемые обращениями процессов к вводу-выводу. Операционная система также отслеживает и разрешает конфликты, возникающие при обращении нескольких процессов к одному и тому же устройству ввода-вывода или к одним и тем же данным. Мультипроцессирование приводит к усложнению всех алгоритмов управления ресурсами. В наши дни становится общепринятым введение в операционную систему функций поддержки многопроцессорной обработки данных. Такие функции имеются в операционных системах Solaris 2.x фирмы Sun, Open Server 3.x компании Santa Crus Operations, OS/2 фирмы IBM, Windows NT фирмы Microsoft и NetWare 4.1 фирмы Novell.

Критерий эффективности, в соответствии с которым ОС организует управление ресурсами компьютера, может быть различным. Например, в одних системах важен такой критерий, как пропускная способность вычислительной системы, в других - время её реакции. Соответственно выбранному критерию эффективности Операционные Системы по-разному организуют вычислительный процесс.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные операционные системы используют различные алгоритмы, что в конечном счете и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс.

1. Управление ресурсами

Ресурсом называется всякий объект, который может распределяться внутри системы. Ресурсы могут быть разделяемыми, когда несколько процессов используют их одно­временно (в один и тот же момент времени) или параллельно (попеременно в течение некоторого интервала времени), а могут быть и неделимыми.

операционный мультипрограммный алгоритм компьютер

Управление ресурсами включает решение следующих общих, независящих от типа ресурса задач:

· планирование ресурса - то есть определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс;

· удовлетворение запросов на ресурсы;

· отслеживание состояния и учет использования ресурса - то есть поддержания оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;

· разрешение конфликтов между процессорами;

Для решения этих общих задач управление ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых, в конечном счете, и определяют облик операционной системы в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс. Например, применяемый алгоритм управления процессом значительной степени определяет, может ли операционная система использоваться как система разделения времени, система пакетной обработки или система реального времени.

В первых вычислительных системах любая программа могла выполняться только после полного завершения предыдущей. Поскольку эти первые вычислительные системы были построены в соответствии с принципами, изложенными в известной работе Яноша Джона фон Неймана, все подсистемы и устройства компьютера управлялись исключительно центральным процессором. Центральный процессор осуществлял и выполнение вычислений, и управление операциями ввода-вывода данных. Соответственно, пока осуществлялся обмен данными между оперативной памятью и внешними устройствами, процессор не мог выполнять вычисления.

Введение в состав вычислительной машины специальных контроллеров позволило совместить во времени (распараллелить) операции вывода полученных данных и последующие вычисления на центральном процессоре. Однако все равно процессор продолжал часто и долго простаивать, дожидаясь завершения очередной операции ввода-вывода. Поэтому было предложено организовать так называемый мультипрограммный, или мультизадачный, режим работы вычислительной системы.

Задача организации эффективного совместного использования ресурсов несколькими процессами является весьма сложной и сложность это порождается в основном случайным характером возникновения запросов на потребление ресурсов. В мультипрограммной системе образуются очереди заявок от одновременно выполняемых программ к разделяемым ресурсам компьютера: процессору, страницы памяти, к принтеру, к диску.

Операционная система организует обслуживание этих очередей по разным алгоритмам: в порядке поступления, на основе приоритетов, кругового обслуживания и т.д. Анализ и определение оптимальных дисциплин ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАЯВОК является предметом специальной области прикладной математики - теории массового обслуживания. Эта теория иногда используется для оценки эффективности тех или иных алгоритмов управления очередями в операционных системах. Очень часто в операционных системах реализуются и эмпирические алгоритмы обслуживания очередей, прошедшие проверку практикой.

Таки образом, управление ресурсами составляет важную функцию любой операционной системы, в особенности мультипрограммной. В отличии от функции расширенной машины большинство функций управления ресурсами выполняются операционной системой автоматически и прикладному программисту не доступны.

2. Особенности алгоритмов управления ресурсами

От эффективности алгоритмов управления локальными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей сетевой операционную систему в целом. Поэтому, характеризуя сетевую операционную систему, часто приводят важнейшие особенности реализации функций операционную систему по управлению процессорами, памятью, внешними устройствами автономного компьютера.

Так, например, в зависимости от особенностей использованного алгоритма управления процессором, операционные системы делят на многозадачные и однозадачные, многопользовательские и однопользовательские, на системы, поддерживающие многонитевую обработку и не поддерживающие ее, на многопроцессорные и однопроцессорные системы.

2.1 Поддержка многозадачности