Содержание разделов дисциплины

1. Определение понятия операционная система и типы ОС. Понятие операционной системы (ОС). ОС в узком и широком смысле. Мультипрограммные пакетные ОС. Диалоговые многопользовательские ОС. ОС реального времени.
2. Понятие мультипрограммирования. Разделение времени центрального процессора в мультипрограммных системах. Уровень мультипрограммирования. Смесь задач. Структура и организация управляющей программы ОС.
3. Управление основной памятью в ОС. Управление памятью, распределенной статическими разделами. Управление памятью, распределенной динамическими разделами. Алгоритмы "Первый подходящий", "Самый подходящий", "Наименее подходящий". Фрагментация памяти при динамическом управлении памяти. Средства борьбы с фрагментацией: перемещаемые разделы, страничная память. Виртуальная память, организованная страницами. Страничное прерывание. Алгоритмы замещения страниц: FIFO и LRU. Траектория страниц. Модель анализа алгоритмов замещения страниц. Аномалия страниц. Явление пробуксовки в страничных системах и стратегия рабочего множества. Сегментная организация виртуальной памяти. Сегментное прерывание. Управление сегментами в основной памяти. Основные достоинства и недостатки сегментной организации виртуальной памяти. Сегментно-страничная организация виртуальной памяти. Таблица сегментов и таблицы страниц. Сегментное и страничное прерывание.
4. Управление процессами и ресурсами в ОС. Понятие процесса. Представление процессов в ОС. Понятие ресурса. Виды ресурсов. Модель ОС в виде взаимодействующих процессов и ресурсов. Алгоритмы диспетчеризации процессов: FIFO, равномерное циклическое квантование. Алгоритмы диспетчеризации с обратной связью. Алгоритмы диспетчеризации, применяемые в ОС реального времени. Взаимодействие и синхронизация процессов. Проблемы "критической секции", "поставщик-потребитель", "читатели-писатели". Механизмы синхронизации: активное ожидание, семафоры, POST / WAIT, ENQ/DEQ, Sleep/Wakeup, синхронизация посредством обмена сообщениями. Тупики в ОС. Модель Холта обнаружения тупиков. Безопасные ОС.
5. Управление устройствами. Прямой и косвенный ввод/ вывод. Функции системы управления устройствами. Монопольно используемые, разделяемые и виртуальные устройства.
6. Организация ввода и вывода в ОС. Функции системы управления вводом/выводом. Физическая система ввода-вывода. Супервизор ввода/вывода. Драйверы устройств. Логическая система ввода-вывода. Ввод/вывод с упреждением и по требованию. Методы доступа. Буферизация. Буферный пул. Простая и обменная буферизация.
7. Управление данными в ОС. Функции системы управления данными. Размещение информации. Планирование запроса к информационному ресурсу. Разграничение полномочий доступа к информации в многопользовательских системах. Учет свободного и занятого пространства дисковой памяти. Организация доступа к информационному ресурсу.
8. Компьютерные сети. Моделью взаимодействия открытых систем OSI. Физическая организация сети. МАС-адрес. Протоколы Ethernet, Token Ring. Организация сети на канальном уровне: мосты и коммутаторы. Локальные и глобальные сети. Организация на сетевом уровне. Маршрутизация пакетов. Интерсеть. Протоколы передачи данных и обмена маршрутной информацией. Стек протоколов TCP/IP. IP адреса. Разрешение адресов. Интернет. Служба DNS.