На компьютере запущены две прикладные программы распределение какого ресурса компьютера
После запуска программы создается соответствующий ей процесс, которому выделяются ресурсы ЭВМ. Каждый процесс получает адресное пространство в ОЗУ, содержащее стек, регистры, счетчик команд и другие необходимые элементы. Также ресурсами являются время процессора и доступ к устройствам ввода-вывода.
В каждый момент времени процесс может находиться в одном из следующих состояний:
- создание – подготовка условий для исполнения процессором;
- выполение – непосредственное исполнение процессором;
- ожидание по причине занятости какого-либо требуемого ресурса;
- готовность – процесс не исполняется, но все необходимые для выполнения процесса, кроме времени процессора, предоставлены;
- завершение – нормальное или аварийное окончание работы процесса, после которого время процессора и другие ресурсы ему не предоставляются.
Процесс могут породить ОС, пользователь или другой процесс. ОС может выполнять несколько процессов одновременно, однако в каждый момент времени выполняется только один процесс. Таким образом, создается иллюзия многозадачности за счет мгновенного перераспределения ресурсов ЭВМ, прежде всего, времени процессора. Завершение процесса осуществляется ОС, другими процессами или пользователем, например, закрывающим программу.
Специальная программа планировщик, являющаяся частью ОС, распределяет ресурсы ЭВМ между процессами. Таким образом, процессы конкурируют за ресурсы. Каждый процесс имеет приоритет, в соответствии с которым он получает ресурсы ЭВМ. Наибольший приоритет имеют компоненты ОС, наименьший – программы пользователя. Приоритет процесса зависит также от частоты запроса процессом ресурсов. Чем более требователен процесс к ресурсам, тем он имеет более высокий приоритет.
Пример распределения времени процессора между процессами представлен на рисунке.
Процесс 1 – высокий приоритет.
Процесс 2 – средний приоритет.
Процесс 3 – низкий приоритет.
Переключение между процессами осуществляется каждые несколько миллисекунд. Поэтому у пользователя создается впечателение одновременной работы нескольких процессов. Однако в некоторых случаях доступ к устройствам ввода-вывода следующего процесса осуществляется только после того, как другой процесс освободил его. Например, распечатка документов на принтере несколькими пользователями.
Пример распределения ОЗУ между процессами представлен на рисунке.
После запуска процесса ему выделяется адресное пространство. В памяти могут располагаться несколько процессов, причем один процесс не имеет доступ к адресному пространству другого процесса. Если объема ОЗУ не хватает для выполнения всех процессов, то выделяется виртуальная память на жестком диске, где хранится часть данных процесса. Жесткий диск, на котором располагается виртуальная память, гораздо медленнее, чем ОЗУ, поэтому в виртуальной памяти хранятся процессы, остановленные в данный момент или с самым низким приоритетом.
В рамках одного процесса могут создаваться потоки. Потоки сообща используют ресурсы, выделяемые для процесса, прежде всего, объем ОЗУ. По существу, потоки выполняются в рамках одного процесса точно так же, как процессы выполняются на одном компьютере. Но в каждый отдельный момент выполняется один процесс и один поток, только переключение между ними осуществляется очень быстро.
Основной причиной появления потоков является возможность разделения функций процесса между потоками и выполнение их параллельно. Например, некоторому процессу необходимо выполнить печать документа, однако принтер занят печатью документа другого процесса. Если процесс однопоточный, то процесс остановится и будет ждать разрешения на печать. В случае многопоточного процесса во время простоя другой поток процесса может выполнять свои функции, например, сохранить файл документа на жестком диске.
Кроме этого, создание и удаление потоков осуществляется намного быстрее, чем создание и удаление процессов, что ускоряет работу процесса в целом.
После изучения дисциплины «Экономическая информатика» студент выполняет зачетную работу. Зачетная работа выполняется в форме теста. Каждый вопрос имеет один правильный вариант ответа.
1. Какое из определений информатики является, на ваш взгляд, более правильным?
а) информатика – это наука об общих принципах управления;
б) информатика – это наука о способах сбора, хранения, преобразования и передачи информации;
в) информатика – это раздел вычислительной техники, связанный с разработкой программного обеспечения для ЭВМ;
г) информатика – это раздел математики, связанный с разработкой алгоритмов вычислений с применением ЭВМ.
2. Выберите наиболее правильное определение понятия «информационные ресурсы»:
а) данные, хранящиеся в компьютерной базе данных или на локальном диске ЭВМ;
б) документы и массивы документов, хранящиеся в информационных системах (библиотеках, архивах, банках данных);
в) документы и массивы данных, которые можно найти в глобальной сети Интернет;
г) программы, документы и данные, представленные в электронном виде и хранящиеся в компьютерных банках данных.
3. Мультимедиа – это:
а) аппаратные и программные средства, отвечающие за звук;
б) аппаратные и программные средства, отвечающие за звук и цвет;
в) аппаратные и программные средства, отвечающие за звук и графику;
г) аппаратные и программные средства, отвечающие за графику.
4. Оперативная память теряет все данные при выключении компьютера:
в) может потерять, а может и нет;
г) зависит от настроек операционной системы.
5. Быстродействие компьютера наиболее существенно зависит от:
а) объема жесткого диска;
б) тактовой частоты процессора;
в) параметров монитора;
г) операционной системы, установленной на компьютере.
6. В каком виде представлена информация в компьютере, которой оперирует центральный процессор ЭВМ?
а) вид представления данных зависит от выполняемого приложения;
б) центральный процессор может оперировать данными, представленными в текстовом и числовом форматах;
в) процессор работает только с информацией, представленной в виде символов ASCII;
г) процессор оперирует только двоичными числами.
7. Последовательность символов 00000010 является:
а) записью числа 10 в десятичной системе счисления;
б) записью числа 2 в двоичной системе счисления;
в) кодом некоторой операции процессора;
г) для ответа на вопрос необходима дополнительная информация.
8. С какой целью выполняется форматирование дискет?
а) чтобы стереть ненужную информацию;
б) для устранения дефектов, возникших на магнитной поверхности носителя;
в) для создания специальной структуры служебных записей на магнитной поверхности носителя информации;
г) для удаления программ, зараженных компьютерным вирусом.
9. От объема оперативной памяти компьютера, работающего под управлением операционной системы Windows, зависит:
а) быстродействие жесткого диска;
б) быстродействие процессора;
в)быстродействие операционной системы;
г) возможность быстрого выполнения больших по объему программ.
10. Внезапное (аварийное) выключение компьютера приводит к:
а) потере информации на жестком диске;
б) частичной потере информации, которая была в памяти до включения компьютера;
в) потере информации, не сохраненной на жестком диске;
г) потере информации, не сохраненной в оперативной памяти.
11. К какому уровню программного обеспечения относится драйвер принтера?
г) к специальному.
12. Какое из перечисленных устройств можно использовать только для вывода информации из компьютера?
г) сетевая карта.
13. Может ли прикладная программа обрабатывать данные, объем которых превышает размер оперативной памяти компьютера?
в) зависит от типа операционной системы;
г) правильного ответа нет.
14. Файлы, находящиеся в одной папке, обязательно расположены рядом друг с другом на жестком диске:
в) зависит от типа операционной системы;
г) правильного ответа нет.
15. В какой-то прикладной программе вы создали документ и еще ни разу не сохраняли его на жестком диске. Будет ли в этом случае различие при применении команд Сохранить и Сохранить как…?
а) зависит от настроек операционной системы;
16. Какое из приложений операционной системы Windows не может создавать файлы пользователя?
17. Найдите в списке то, что не относится к свойствам файла:
18. Выполнение какой команды в любой прикладной программе приводит к изменению содержимого Буфера обмена Windows?
19. На компьютере запущены две прикладные программы. Распределение какого ресурса компьютера между этими программами находится в данный момент под контролем операционной системы?
а) свободное место на жестком диске;
б) место на экране для окон этих программ;
в) время доступа для вывода информации на экран;
г) правильного ответа нет.
20. Какую роль в операционной системе Windows играет имя файла?
а) служит для записи файлов на жестком диске;
б) обеспечивает доступ к файлу;
в) указывает операционной системе, в каком месте жесткого диска надо сохранять данный файл;
г) указывает операционной системе, в каком формате надо сохранять файл на жестком диске.
21. Какой параметр монитора имеет наибольшее влияние на комфортность при длительной работе на компьютере?
а) частота строчной развертки;
б) частота обновления изображения на экране;
в) число цветов, отображаемых монитором;
г) величина геометрических искажений изображения на краях экрана.
22. Можно ли выполнить любую команду в текстовом редакторе Word, если из окна программы удалены панели инструментов?
в) некоторые команды можно выполнить, а некоторые нельзя;
г) правильного ответа нет.
23. Рисунок, который надо вставить в документ Word, находится в буфере обмена. С какого действия надо начать выполнение этой операции?
а) выполнить команду Вставка – Рисунок;
б) установить курсор в то место документа, куда надо вставить рисунок;
в) выполнить команду Копировать;
г) выделить строку, после которой надо вставить рисунок.
24. Может ли документ программы Word, сохраненный в одном файле, иметь часть страниц отформатированных в «книжной» ориентации, а часть – в «альбомной»?
в) зависит от настроек программы Word;
г) зависит от размера документа.
25. Чтобы вставить строку в текстовом редакторе нужно нажать на:
б) стрелку вверх;
в) клавишу ENTER;
г) клавишу INSERT.
26. Можно ли в документ программы Word включить документ, сохраненный в другом файле?
а) зависит от настроек программ программы Word;
г) правильного ответа нет.
27. Для построения графика (диаграммы) по данным, находящимся в таблице на рабочем листе Excel, необходимо:
а) выполнить команду Вставка – Объект …;
б) выделить таблицу с исходными данными и запустить Мастер диаграмм;
в) выполнить команду Данные – Форма и запустить Мастер диаграмм;
г) выполнить команду Данные – Таблица Подстановки и запустить Мастер диаграмм.
28. Дан фрагмент рабочего листа Excel. Какой вид примет формула, содержащаяся в ячейке В2, если ее скопировать в ячейку А3?
Наука, направленная на аппаратное моделирование структур.
Какое
из определений информатики является на ваш
взгляд более правильным?
Информатика - это наука об общих принципах
Информатика - это наука о способах сбора
хранения, преобразования и передачи
информации.
Информатика - это раздел вычислительной
техники, связанный сразработкой программного
обеспечения для ЭВМ.
Информатика - это раздел математики, связанный с
разработкой алгоритмов вычислений с
В 5 килобайтах.
5120 байтов.
Какой объем текста будет передан за 5 минут модемом, скорость которого 9600 бит/с.
2880000 бит
Логическим высказыванием называется.
повествовательное предложение, истинность
или ложность которого можно оценить
любое вопросительное предложение русского языка
любое повествовательное предложение русского
любое восклицательное предложение русского
Быстродействие компьютера наиболее существенно
зависит от .
объема жесткого диска.
тактовой частоты процессора.
операционной системы, установленной на
Внешняя память используется для .
хранения часто используемых команд и
хранения программы начальной загрузки
хранения файлов
Минимальная единица информации
бит
Какое
из перечисленных устройств можно
использовать не только для ввода информации в
компьютер?
Модем.
Кто сконструировал арифмометр, выполняющий
четыре арифметических действия?
Г. Лейбниц;
От
объема оперативной памяти компьютера,
работающего под управлением операционной системы
Windows, зависит.
быстродействие жесткого диска.
быстродействие операционной системы.
возможность быстрого выполнения больших
по объему программ.
Буфер
обмена операционной системы Windows служит
для .
обмена данными между прикладными
программами.
обмена данными между процессором и
обмена данными между жестким диском и
обмена данными, отображаемыми на экране, и
данными в оперативной памяти.
Какую
роль в операционной системе Windows играет
расширение имени файла?
Служит для упорядочения файлов на жестком
Связывает файл с прикладной программой, с
помощью которой его можно прочесть
Указывает операционной системе, в каком месте
жесткого диска надо сохранять данный файл.
Указывает операционной системе, в каком формате
надо сохранять файл на жестком диске.
Выполнение какой команды в любой прикладной
программе приводит к изменению содержимого Буфера
обмена
Windows?
Копировать.
Может
ли документ программы Word, сохраненный в
одном
файле, иметь часть страниц отформатированных
в «книжной» ориентации, а часть - в «альбомной»?
Да.
Зависит от настроек программы Word.
Зависит от размера документа.
В ячейке В2 рабочего листа Excel содержится формула
=D1*$B$1 и эта формула скопирована в ячейку A3.
Какая
из показанных формул будет в ячейке A3?
=С2*$В$1.
Элементарным элементом рисунка в растровом графическом редакторе является .
2)точка.
В MS Power Point режим сортировщика слайдов предназначен для.
1) просмотра гиперссылок презентации
2) просмотра слайдов в полноэкранном режиме
3) редактирования содержания слайдов
4) корректировки последовательности слайдов
Модель есть замещение изучаемого объекта другим объектом, который отражает.
1)все стороны данного объекта
2) некоторые стороны данное объекта
3) существенные стороны данного объекта
4) несущественные стороны данного объекта
Какой этап решения задачи на компьютере отсутствует в следующей цепочке: объект —. — исследование модели на компьютере — анализ результатов и корректировка модели?
1) кодировка алгоритма на языке программирования
2) анализ полученных данных
3) разработка алгоритма
4) построение информационной модели
Средством записи алгоритма не являются.
1)языки программирования
3) трансляторы
В результате выполнения алгоритма
алг «Вывод чисел» нц для i:=2 до 6 вывод i кц
будут выведены числа.
3) 2,3,4,5,6
Гипертекст - это.
1) очень большой текст
2) структурированный текст, в котором могут
осуществляться переходы по выделенным
меткам
3) текст, набранный на компьютере
4) текст, в котором используется шрифт большого
Компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим
компьютерам при совместной работе, называется.
1)
2)
3)
сервером
4)
Какой из способов подключения к internet обеспечивает
наибольшие возможности для доступа к
информационным ресурсам?
1) удаленный доступ по коммутируемому
2) постоянное соединение по оптоволоконному каналу
3) постоянное соединение по выделенному телефонному каналу
4) терминальное соединение по коммутируемому телефонному каналу
ВАРИАНТ 2
Под обработкой информации понимают.
1)
процесс передачи информации от одного
объекта к другому
процесс организации сохранности
процесс взаимодействия носителя
информации и внешней среды
4)
процесс планомерного изменения
содержания или формы представления
информации
Выберите наиболее правильное определение
понятия «информационные ресурсы».
Данные, хранящиеся в компьютерной базе
данных, или на локальном диске ЭВМ.
2)
Документы и массивы документов,
хранящиеся в информационных системах
(библиотеках, архивах, банках данных).
Документы и массивы данных, которые можно
найти в глобальной сети Internet.
Программы, документы и данные,
представленные в электронном виде и
хранящиеся в компьютерных банках данных.
Выберите вариант, в котором объемы памяти
расположены в порядке возрастания.
10бит, 2 байта, 20 бит, 1 Кбайт, 1010 байт
10 бит, 20 бит, 2 байта, 1 Кбайт, 1010 байт
10 бит, 2 байта, 20 бит, 1010 байт, 1 Кбайт
10бит, 20 бит, 2 байта, 1010 байт, 1 Кбайт
Для кодирования 20 различных состояний
достаточно ? двоичных разрядов.
К какому уровню программного обеспечения относится драйвер принтера?
2) К системному.
4) К специальному.
Какая из перечисленных программ операционной
системы Windows предназначена для
обслуживания файловой системы?
Проводник.
Что означает выражение «сохранить файл»?
Записать файл на жестком или гибком
диске.
Защитить файл от удаления.
Сделать файл недоступным для изменений.
Установить для этого файла атрибут
Какую из операций программа Проводник не
может выполнять с файлами?
1)
2)
3)
Создать
4)
Можно ли в документ программы Word,
включить документ, сохраненный в другом
файле?
1)
Зависит от настроек программ программы
2)
Да.
3)
4)
Правильного ответа нет.
Что
надо сделать, чтобы отменить ошибочное
удаление рабочего листа из рабочей книги Excel?
1)
Это сделать невозможно.
Вернуть его из Корзины.
Вставить его из Буфера обмена.
Воспользоваться файлом автосохранения.
Для перевода чисел из одной системы счисления в другую существуют:
2)правила перевода;
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) является составной частью.
1) микропроцессора
2) системной шины
3) основной памяти компьютера
4) генератора тактовых импульсов
Оперативная память теряет все данные при выключении компьютера.
2) Может потерять, а может и нет.
3) Да.
4) Зависит от настроек операционной системы.
В каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера?
1) Формат данных зависит от расширения файла. 2) Данные хранятся в виде последовательности двоичных чисел.
3) Данные хранятся в виде последовательности кодов ASCII.
4) Данные хранятся в виде последовательности кодов ANSI.
Какое из перечисленных устройств можно использовать только для ввода информации в компьютер?
1)Модем.
2) Сканер.
4) Дисковод гибких дисков.
Общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств сформулировал:
1) Джон фон Нейман;
2) Чарльз Бэббидж;
Схема соединений узлов сети называется
4) топологией
Свойство алгоритма оставаться правильным для
разных наборов исходных данных - это.
массовость
Канал связи в вычислительной сети - это.
физическая среда передачи информации
Компьютер, подключенный к сети Интернет,
обязательно имеет.
IP-адрес
E-mail (электронную почту)
Криптографическое преобразование информации
-это…
1)
резервное копирование информации
2)
ограничение доступа к информации
3)
шифрование данных
4)
введение системы паролей
Основным элементом электронной презентации является.
1)рисунок
4) слайд
Информационной моделью является.
1)масштабная модель самолета
2) алгоритм работы системы виброзащиты
3) формула расчета сопротивления при последовательно-параллельном соединении
Модель содержит информации.
1)столько же, сколько и моделируемый объект
2) меньше, чем моделируемый объект
3) больше, чем моделируемый объект
4) не содержит информации
Системами программирования являются:
a) Adobe PhotoShop
б) Visual C++
в) Borland Delphi
г) MS DOS
д) Java
1) б,в,д
ВАРИАНТ 3
2) данными
3) истинными высказываниями
Что из указанного не относится к свойствам информации?
1) Адекватность.
3) Надежность.
Единицей измерения количества информации является
1) слово.
2) байт.
Правильной записью числа в пятеричной системе счисления является.
2) 10340
Система счисления – это:
1) представление чисел в экспоненциальной форме;
2) представление чисел с постоянным положением запятой;
3) способ представления чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения.
4) Позиционное представление чисел.
Для объединения функциональных устройств персонального компьютера в вычислительную систему используется.
1) шифратор / дешифратор
2) блок управления
3) интерфейсный блок
4) системная шина или магистраль
На компьютере запущены две прикладные программы.
Распределение какого ресурса компьютера между
этими
программами находится в данный момент под
контролем операционной системы?
Место для сохранения на жестком диске
исполняемых файлов этих программ.
Место на экране для окон этих программ.
Оперативная память, используемая этими
программами.
Время доступа для вывода информации на экран.
FAT-таблица служит для .
размещения и поиска файлов на диске
автоматического удаления неиспользованных
В главном меню Windows есть команда Найти - Файлы
и Папки; можно ли, используя это средство, найти на
жестком диске файл, о котором вы знаете только то,
что в его имени есть последовательность символов hzs?
Требуется дополнительная информация.
Да.
Зависит от настроек операционной системы.
Адекватность информации – это:
1) степень её соответствия реальному состоянию дел;
2) отсеивание данных, в которых нет необходимости для принятия решений;
3) ее способность реагировать на изменения исходных данных без нарушения необходимой точности;
4) степень соответствия информации текущему моменту времени.
Какое
из приведенных выражений является формулой
Excel?
=F5+D3.
В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на:
1) арабские и римские;
2) позиционные и непозиционные;
3) представленные в виде ряда и в виде разрядной сетки.
Выполняемая в данный момент программа обязательно должна быть расположена .
1)на жестком диске.
2) в оперативной памяти компьютера.
3) в виде файла на жестком диске и в оперативной памяти.
4) в памяти, которая хранит изображение окна программы наэкране.
С какой целью выполняется форматирование дискет?
1)Чтобы стереть ненужную информацию.
2) Для устранения дефектов, возникших на магнитной поверхности носителя.
3) Для создания специальной структуры служебных записей на магнитной поверхности носителя информации.
4) Для удаления программ, зараженных компьютерным вирусом.
Верно высказывание:
1) Принтер - устройство ввода/вывода.
2) Компакт-диск - устройство для хранения информации.
3) Клавиатура - устройство ввода/вывода.
4) Монитор - устройство ввода.
В ячейку ввели число 125 и указали формат ячейки "Процентный". Что будет в этой ячейке на экране?
3) 12500%
Операционная система это.
1) оперативная память плюс процессор.
2) система программ, управляющих ресурсами компьютера.
3) система взаимосвязей между процессором, оперативной памятью и жестким диском.
4) те программы, файлы которых имеют расширение .sys.
При разработке программного продукта описание
последовательности действий, ведущих к решению
поставленной задачи относится к этапу
разработки алгоритма
выбора метода решения задачи
анализа и формализованного описания задачи
Какое аппаратное обеспечение используют для
подключения домашнего компьютера к глобальной
сети через телефонную сеть?
1)
2)
3)
Модем.
4)
Под способностью СУБД работать в многопользовательской среде понимается
1) возможность параллельного (одновременного) доступа к элементу данных нескольких пользователей
2) возможность обработки СУБД информации, подготовленной другими пользователями
При шинной топологии
1)
Рабочие станции связаны друг с другом по кругу.
2)
Среда передачи информации представляется в
форме коммуникационного пути
3)
Вся информация между двумя периферийными
рабочими местами проходит через центральный узел
Процесс замены реального объекта (процесса, явления) моделью, отражающей его существенные признаки с точки зрения достижения конкретной цели называется.
1)микромоделированием
4) моделированием
Элементарным объектом электронной таблицы является …
3. ячейка.
1. Ошибка в формуле.
2. Недопустимый тип операнда.
3. Размер ячейки мал для размещения ее значения.
4. Неверный формат ячейки.
Укажите пример применения абсолютной ссылки
1. А1; 2. $В$4; 3. $C5
ВАРИАНТ 4
Какое из определений информатики является наиболее правильным?
1) Информатика – это наука об общих принципах управления?
2) Информатика – это наука о способах сбора, хранения, преобразования и передачи информации;
3) Информатика – это раздел вычислительной техники, связанный с разработкой программного обеспечения для ЭВМ;
4) Информатика – это раздел математики, связанный с разработкой алгоритмов вычислений с применением ЭВМ.
Информация в ЭВМ кодируется:
1) в двоичной системе счисления;
2) в десятичной системе счисления;
2) 1,5
Какое из перечисленных чисел НЕ является записью числа в восьмеричной системе счисления?
3) 816
Один бит содержит:
1) 0 или 1;
Дефрагментация диска
1) служебное приложение, предназначенное для повышения эффективности работы жесткого диска.
2) Средство проверки диска на наличие физических и логических ошибок.
3) Система поиска нужных файлов.
Стандартным кодом для обмена информации является:
3) код ASCII.
Какое
из приведенных имен файла недопустимо в
операционной системе Windows?
1)
2)
Быть или не 6ыть?.doc.
3)
4)
Какое
средство операционной системы Windows или
программу можно попытаться применить, если
необходимо с помощью одной дискеты, объемом 1,44
Мбайт, перенести на другой компьютер файл, размером
1,6 Мбайт?
1)
2)
3)
Программа архивации.
4)
Что такое гипертекстовый документ?
1)
Текстовый документ с иллюстрациями.
2)
Текстовый документ, составленный одновременно
на нескольких языках.
3)
Текстовый документ, содержащий ссылки на
другие документы.
4)
Это типографский термин.
Как трактуется в Excel выражение А1:А10 ?
1)
Ссылка на ячейки А1 и А10.
2)
Операция деления значения ячейки А1 на значение
3)
Ссылка на блок ячеек Al, A2, АЗ. А10.
4)
Верно высказывание:
1) Клавиатура - устройство ввода/вывода.
2) Монитор - устройство ввода/вывода.
3) Дисковод — устройство ввода/вывода.
4) "Мышка" - устройство ввода/вывода.
5) Принтер - устройство ввода/вывода.
В каком видепредставлена информация в компьютере, которой оперирует центральный процессор ЭВМ?
1)Вид представления данных зависит от выполняемого приложения.
2) Центральный процессор может оперировать данными, представленными в текстовом и числовом форматах.
3) Процессор работает только с информацией, представленной в виде символов ASCII.
4) Процессор оперирует только с двоичными числами.
Какие устройства входят в состав ЭВМ в соответствии с принципом фон Неймана?
1) центральный процессор, устройство управления, оперативная память, внешние устройства
2) арифметическо-логическое устройство, процессор, оперативная память, внешние устройства
3) арифметическо-логическое устройство, устройство управления, оперативная память, внешние устройства
4) арифметическо-логическое устройство, устройство управления, центральный процессор, оперативная память, постоянная память, внешние устройства
Многозадачность операционной системы Windows это
1)возможность последовательного выполнения многих прикладных программ.
2) возможность хранения на жестком диске файлов многих прикладных программ.
3) возможность последовательного выполнения множества любых команд.
4) возможность одновременного выполнения нескольких прикладных программ.
Помимо архитектуры аппаратных средств и параметров системной шины специфика любого компьютера определяется принятым стандартным распределением всех его ресурсов. Соблюдать правила, установленные этим распределением, должны и программисты (как системные, так и занимающиеся разработкой прикладных программ), и разработчики дополнительного оборудования, и даже те пользователи, которые просто хотят установить в компьютер новую плату расширения. В случае малейшего нарушения этих правил возможны как непредсказуемые сбои в работе компьютера, невозможность его начальной загрузки, так и полный выход компьютера из строя.
Под распределением ресурсов в данном случае понимается:
- распределение адресного пространства системной памяти, отведение отдельных областей памяти под особые цели;
- распределение адресного пространства устройств ввода/вывода, в том числе для системных средств компьютера;
- распределение каналов запроса прерываний, в том числе для системных устройств;
- распределение каналов запроса прямого доступа к памяти.
Понятно, что если программист захочет использовать те адреса памяти, которые отведены для системных нужд (например, для памяти дисплея или системных таблиц), то работоспособность компьютера нарушится. Если выполняемая программа попытается записать какую-либо информацию по тем адресам системной памяти, которые стандартом отведены под постоянную память (ROM), то записываемая информация будет просто потеряна, и программа работать не будет. Если писать информацию по тем адресам памяти, которые отведены под видеопамять, то будет искажаться изображение на экране видеомонитора.
Если вставляемая в компьютер плата расширения использует неправильные (занятые другими устройствами) адреса в адресном пространстве памяти, то ее работа будет невозможна, и не исключен даже выход из строя аппаратуры компьютера (так как при циклах чтения из перекрывающихся адресов памяти два устройства будут выставлять свои данные на шину одновременно, что может стать причиной выгорания буферных микросхем).
Если разработчик платы расширения с устройством ввода/вывода или пользователь, подключающий новую плату расширения, установят адрес своего устройства так, что он будет совпадать с адресом системного устройства или адресом другой платы расширения, то возможны конфликты при обращении к данному устройству. При этом в цикле записи информация будет записываться не в одно, а в два или более устройств, а в цикле чтения на шину данных будут одновременно выставлять свои данные не одно, а несколько устройств. То есть в цикле записи возможно нарушение установленных режимов работы системных устройств (например, контроллера прерываний или контроллера ПДП) или неправильная работа новой платы расширения, а в цикле чтения — даже выход из строя одного из устройств, выставляющих свои данные на магистраль одновременно.
Если при подключении к компьютеру новой платы расширения установить для нее неправильный канал запроса прерывания, это может привести к тому, что данное прерывание просто не будет обслуживаться. Может также перестать обслуживаться прерывание от системного устройства, с которым конфликтует новая плата. В худшем случае это может вызвать выход из строя новой платы расширения или же системного устройства.
Точно так же при неправильном выборе номера канала запроса прямого доступа к памяти может перестать обслуживаться запрос ПДП системного устройства, а может выйти из строя системное устройство или новая плата расширения. То есть соблюдение правил стандартного распределения ресурсов компьютера — это не чья-то прихоть, а жизненная необходимость.
Правда, в последнее время получила распространение снимающая данные проблемы технология автоматического распределения ресурсов Plug-and-Play (PnP, P&P), что можно перевести как «Вставляй и работай». При этом пользователю достаточно просто подключить свою плату к компьютеру, а все операции по распределению ресурсов компьютер выполнит самостоятельно, и любые конфликты будут автоматически устранены.
Но для этого необходимо обязательное выполнение двух условий. Во-первых, технологию PnP должен поддерживать данный компьютер и его программное обеспечение. Во-вторых, эту технологию должно поддерживать подключаемое к компьютеру устройство. Определить это довольно просто: если на плате имеются переставляемые перемычки или механические переключатели для задания параметров платы (адресов портов ввода/вывода, номера используемого прерывания, базового адреса памяти, номера канала ПДП), то можно смело утверждать, что выбор конфигурации, учет стандартного распределения ресурсов компьютера ложится на пользователя. Компьютер здесь не помощник. Конечно же, перед установкой в компьютер новых плат расширения следует внимательно прочитать инструкцию и точно следовать ей. Подробнее о работе режима PnP будет рассказано ниже.
А теперь рассмотрим принятое в персональных компьютерах стандартное распределение ресурсов.
О стандартном распределении памяти уже говорилось в предыдущей главе. Чуть подробнее распределение адресов памяти описано в табл. 8.3.
Из таблицы видно, что для памяти, входящей в состав устройств ввода/вывода, отводится зона всего лишь в 92 Кбайта (адреса С8000…DFFFF). В этом пространстве может располагаться как оперативная память, так и постоянная память устройств ввода/вывода. Иногда память устройств ввода/вывода захватывает также и зону адресов С0000…С7FFF.
Таблица 8.3. Распределение адресов памяти (адреса даны в шестнадцатеричном коде). | |
Адреса памяти | Назначение |
000000. 0003FF | Таблица векторов прерываний |
000000. 09FFFF | Память DOS и пользовательских программ |
0А0000. 0АFFFF | Память дисплея EGA или VGA |
0B0000. 0B7FFF | Память монохромного дисплея MDA |
0B8000. 0BFFFF | Память дисплея CGA |
0C0000. 0C3FFF | ПЗУ BIOS для EGA/VGA |
0C8000. 0DFFFF | Память устройств ввода/вывода |
0E0000. 0EFFFF | Резерв ПЗУ ВIOS на материнской плате |
0F0000. 0FFFFF | ПЗУ BIOS на материнской плате |
Важно помнить, что помимо этого распределения, общего для любых программных и аппаратных средств, существуют еще и распределения памяти, специфические для каждой операционной системы. Их также необходимо учитывать во избежание отказа при выполнении системных программ. Отметим, что в современных компьютерах, конечно же, не используются давно устаревшие дисплеи стандартов CGA или MDA. Однако в том случае, если требуется универсальность программного обеспечения, надо учитывать и то, что его могут попытаться запустить на компьютерах с подобными дисплеями.
Стандартное распределение адресов в адресном пространстве устройств ввода/вывода персонального компьютера приведено в табл. 8.4.
Как уже отмечалось, стандарт допускает адресацию 64К устройств ввода/вывода (то есть можно использовать 16 разрядов адреса). Однако подавляющее большинство плат расширения для упрощения аппаратуры использует только 10 младших разрядов, что соответствует всего 1К (или 1024) адресов (от 000 до 3FF в шестнадцатеричном коде). При этом 16-разрядные порты ввода/вывода имеют четные адреса, то есть их может быть всего 512.
Таблица 8.4. Распределение адресов устройств ввода/вывода. | |
Адреса | Назначение |
000. 01F | Контроллер ПДП 1 |
020. 03F | Контроллер прерываний 1 |
040. 05F | Программируемый таймер |
060. 06F | Контроллер клавиатуры |
070. 07F | Часы реального времени |
080. 09F | Регистр страницы ПДП |
0A0. 0BF | Контроллер прерываний 2 |
0С0. 0DF | Контроллер ПДП 2 |
0F0. 0FF | Математический сопроцессор |
170. 177 | Накопитель на жестком диске (второй) |
1F0. 1F7 | Накопитель на жестком диске (первый) |
200. 207 | Игровой порт (джойстик) |
278. 27F | Параллельный порт LPT2 |
2С0. 2DF | Адаптер EGA 2 |
2F8. 2FF | Последовательный порт COM2 |
300. 31F | Прототипные платы |
320. 32F | Накопитель на жестком диске XT |
360. 36F | Резервные адреса |
370. 377 | Накопитель на гибком диске (второй) |
378. 37F | Параллельный порт LPT1 |
380. 38F | Контроллер бисинхронного обмена SDLC2 |
3A0. 3AF | Контроллер бисинхронного обмена SDLC1 |
3B0. 3DF | Адаптер VGA |
3B0. 3BF | Адаптер дисплея MDA и принтера |
3C0. 3CF | Адаптер EGA 1 |
3D0. 3DF | Адаптер СGA |
3F0. 3F7 | Накопитель на гибком диске (первый) |
3F8. 3FF | Последовательный порт COM1 |
Как видно из таблицы, значительная часть возможных адресов уже занята системными устройствами, свободных адресов не так много. Резервные адреса — это те, которые зарезервированы под дальнейшее расширение системы.
В табл. 8.5 представлено стандартное распределение номеров аппаратных прерываний и соответствующих им номеров в таблице векторов прерываний (INT).
Как видно из таблицы, большинство входов IRQ заняты системными ресурсами компьютера. Свободны (зарезервированы) только четыре канала: 10, 11, 12, 15, причем они находятся на 16-разрядной части разъема магистрали ISA. Правда, иногда в компьютерах применяется только один параллельный порт или (гораздо реже) только один последовательный порт, и тогда свободными оказываются еще IRQ3 и IRQ5. Сигналы IRQ0. IRQ2, IRQ8 и IRQ13 задействованы на системной плате и недоступны платам расширения.
Таблица 8.5. Распределение каналов аппаратных прерываний. | ||
Номер прерывания IRQ | INT | Назначение |
Программируемый таймер | ||
Контроллер клавиатуры | ||
0A | Каскадирование второго контроллера | |
Часы реального времени (только АТ) | ||
Программно переадресовано на IRQ2 | ||
Резерв | ||
Резерв | ||
Резерв | ||
Математический сопроцессор | ||
Контроллер жесткого диска | ||
Резерв | ||
0B | Последовательный порт COM2 | |
0C | Последовательный порт COM1 | |
0D | Параллельный порт LPT2 | |
0E | Контроллер гибкого диска | |
0F | Параллельный порт LPT1 |
Рис. 8.6. Включение двух контроллеров прерываний.
Стандартное распределение каналов запроса прямого доступа к памяти представлено в табл. 8.6.
Таблица 8.6. Стандартное распределение каналов прямого доступа к памяти. | |
Номер канала ПДП | Назначение |
Резервный | |
Контроллер бисинхронного обмена SDLC | |
Накопитель на гибком диске | |
Резервный | |
Каскадирование первого контроллера | |
Резервный | |
Резервный | |
Резервный |
Естественно, обычному пользователю запомнить всю эту информацию о распределении ресурсов довольно сложно, к тому же при малейшей ошибке возможны неприятности. Именно из этих соображений фирмами Compaq Computer, Intel, Microsoft и Phoenix Technologies в 1993 году была предложена технология Plug-and-Play (PnP), возлагающая все заботы о конфигурации компьютера на сам компьютер. Пользователь при этом может даже ничего не знать об адресном пространстве, прерываниях и каналах прямого доступа, он просто подключает плату, и она сразу же начинает работать правильно. Правда, при этом все компоненты компьютера (базовая система ввода/вывода BIOS, операционная система, прикладное программное обеспечение, подключаемые устройства) должны поддерживать режим PnP. В конце концов, технология PnP должна работать на всех используемых интерфейсах компьютера: ISA, PCI, VLB, IDE, RS-232C и т.д. Наиболее же приспособлена для этого системная шина PCI, имеющая специально предусмотренные средства, что еще более увеличивает ее шансы стать единственным стандартом системной шины.
При включении компьютера с PnP его программа начального запуска BIOS определяет устройства, которые необходимы в процессе загрузки. Затем BIOS запрашивает у каждого из этих устройств его уникальный номер (идентификатор), хранящийся в памяти PnP-устройства. После этого BIOS разрешает все конфликты между устройствами. При этом устройства, которые не нужны для загрузки компьютера, не обслуживаются.
После загрузки операционной системы вступает в действие специальный программный драйвер — менеджер конфигурации (configuration manager), который с помощью драйверов-нумераторов шин (bus enumerators) пропределяет устройства, требующие системных ресурсов. Если подключенное устройство не поддерживает PnP и не может выдать информацию о себе, то такая информация должна быть заложена в формируемую вручную базу данных. Вся собранная информация о текущей конфигурации сохраняется в оперативной памяти, в области hardware tree. Эту информацию в дальнейшем использует программа-арбитр ресурсов (resource arbitrator) при распределении системных ресурсов между устройствами. После этого менеджер конфигурации через нумераторы шин сообщает PnP-устройствам о том, какие ресурсы компьютера им присвоены, и данная информация в дальнейшем хранится в программно доступных регистрах (или flash-EPROM) этих устройств. На этом работа PnP по распределению ресурсов заканчивается, и далее компьютер функционирует как обычно, обращаясь ко всем устройствам стандартным образом.
Отметим также, что в некоторых компьютерах предусмотрена возможность так называемого «горячего подключения» внешних устройств (то есть без выключения питания компьютера). Режим PnP должен поддерживать и эту возможность, распределяя ресурсы не только при начальной загрузке, но и по мере подключения новых устройств.
Операционная система (ОС) - это совокупность программных средств, обеспечивающая
управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их
взаимодействие между собой и пользователем.
При включении компьютера ОС автоматически загружается с жесткого диска в оперативную память и занимает там определенное место. Этот процесс называется загрузкой операционной системы.
Действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из
нескольких тысяч элементарных операций. ОС скрывает от пользователя эти сложные
подробности.
Назначение операционной системы - получить экономический выигрыш при использовании системы, путем увеличения производительности труда программистов и эффективности работы оборудования.
В функции операционной системы входит:
· выполнение процедуры начальной загрузки;
· осуществление диалога с пользователем;
· управление файловой системой;
· ввод-вывод и управление данными;
· планирование и организация процесса обработки программ;
· запуск программ на выполнение;
· распределение ресурсов (оперативной памяти и кэша, процессора, внешних устройств) между одновременно работающими прикладными программами;
· всевозможные вспомогательные операции обслуживания, например, поиск файла (папки) по его имени или другим признакам;
· передача информации между различными внутренними устройствами;
· программная поддержка работы периферийных устройств (дисплея, клавиатуры, дисковых накопителей, принтера и др.).
Большинство операционных систем состоит из ядра и оболочки. Внутренняя часть таких ОС, называемая ядром, включает компоненты программного обеспечения, выполняющие основные функции в процессе приведения компьютера в рабочее состояние. К основным компонентам относятся:
· менеджер файлов, который координирует использование памяти компьютера, т.е. хранит информацию о том, где располагаются файлы, каким пользователям они доступны, какая часть памяти может быть занята новыми файлами;
· драйверы устройств - программы, предназначенные для управления периферийными устройствами;
· менеджер памяти - программа, которая координирует распределение памяти компьютера.
Оболочка - часть ОС, отвечающая за интерфейс между ОС и пользователем. Современные операционные системы реализуют эту задачу с помощью графического пользовательского интерфейса, в котором каждый объект (диск, папка, файл) представлен пиктограммой (значком) на экране монитора. Основным компонентом оболочки является менеджер окон, который сопоставляет любому открытому объекту фрагмент экрана, называемый окном. Классификация ОС. Операционные системы можно разделить на группы (классифицировать) по следующим признакам:
· по количеству пользователей: однопользовательская ОС (обслуживает только одногопользователя); многопользовательская (работает со многими пользователями);
· по числу процессов: однозадачные (обрабатывают только одну задачу — уже не используются); многозадачные (располагает в оперативной памяти одновременно несколько задач, которые попеременно обрабатывает процессор);
· по типу средств вычислительной техники: однопроцессорные, многопроцессорные (задачи могут выполняться на разных процессорах; серверы, как правило, многопроцессорные), сетевые (обеспечивают совместное использование ресурсов всеми выполняемыми в сети задачами).
· по типу интерфейса (способа взаимодействия с пользователем) операционные системы делятся на 2 класса: ОС с интерфейсом командной строки и ОС с графическим интерфейсом. Развитие графических возможностей дисплеев привело к коренному изменению принципов взаимодействия человека и компьютера. Командная строка была безвозвратно вытеснена графическим интерфейсом.
В распоряжение ОС предоставляются как пассивные, так и активные ресурсы. Пассивные ресурсы являются управляемыми, а активные - управляющими. К пассивным ресурсам относятся: процессоры, память, устройства ввода/вывода, данные. В число активных ресурсов входят: операторы ЭВМ, программисты, административный персонал, программы пользователя. От эффективности алгоритмов управления пассивными ресурсами компьютера во многом зависит эффективность всей ОС в целом.
Ресурсы распределяются между процессами. Процесс (задача) представляет собой базовое понятие большинства современных ОС и часто кратко определяется как программа в стадии выполнения. Программа — это 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. Для ОС процесс - заявка на потребление системных ресурсов.
Чтобы процесс мог быть выполнен, ОС должна назначить ему область оперативной памяти, в которой будут размещены коды и данные процесса, а также предоставить ему необходимое количество процессорного времени. Кроме того, процессу может понадобиться доступ к таким ресурсам, как файлы и устройства ввода-вывода.
Всякий новый процесс, появляющийся в системе, попадает в состояние готовность. Операционная система, пользуясь каким-либо алгоритмом планирования, выбирает один из готовых процессов и переводит его в состояние исполнение. В этом состоянии происходит непосредственное выполнение программного кода процесса. Покинуть это состояние процесс может по трем причинам:
· либо он заканчивает свою деятельность;
· либо он не может продолжать свою работу, пока не произойдет некоторое событие, и операционная система переводит его в состояние ожидание;
· либо в результате возникновения прерывания в вычислительной системе (например, прерывания от таймера по истечении дозволенного времени выполнения) его возвращают в состояние готовность.
Каждый раз, когда процесс завершается, подсистема управления процессами закрывает все файлы, с которыми работал процесс, освобождает области оперативной памяти, отведенные под коды, данные и системные информационные структуры процесса. Выполняется коррекция всевозможных очередей ОС и список ресурсов, в которых имелись ссылки на завершающий процесс.
Мультипрограммирование- это способ организации вычислительного процесса, при котором в памяти компьютера находится несколько программ, попеременно выполняющихся на одном процессоре.
Мультипрограммная операционная система организует одновременное выполнение сразу нескольких процессов на одном компьютере, поочередно переключая процессор с одного процесса на другой, исключая простои процессора, вызываемые обращениями процессов к вводу-выводу. ОС 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.
В мультипрограммной системе образуются очереди заявок от одновременно выполняемых программ к разделяемым ресурсам компьютера: процессору, странице 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.
Управление ресурсамивключает решение следующих общих, не зависящих 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 поддержание
оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;
· разрешение конфликтов между процессами.
Чтобы процессы не могли вмешиваться в распределение ресурсов, а также повредить коды и данные друг друга, ОС решает важнейшую задачу: изолирует один процесс от другого. Для этого операционная система обеспечивает каждый процесс отдельным адресным пространством, так что ни один процесс не может получить прямого доступа к командам и данным другого процесса.
Планирование процессов. Существует достаточно большой набор разнообразных алгоритмов планирования, которые предназначены для достижения различных целей и эффективны для разных классов задач.
1. Пусть процессы, находящиеся в состоянии готовность, организованы в очередь. Выбор нового процесса для исполнения осуществляется из начала очереди с удалением оттуда обслуженного процесса. Очередь подобного типа имеет в программировании специальное название: первым вошел, первым вышел, а алгоритм выбора процесса называется невытесняющим планированием.
2. Планировщик выбирает для очередного исполнения процесс, расположенный в начале очереди, и устанавливает таймер для генерации прерывания по истечении определенного кванта времени.
При выполнении процесса возможны два варианта:
1. Время непрерывного использования процессора, требующееся процессу, меньше или равно продолжительности кванта времени. Тогда процесс по своей воле освобождает процессор до истечения кванта времени, на исполнение выбирается новый процесс из начала очереди и таймер начинает отсчет кванта заново.
2. Продолжительность остатка выполнения текущего процесса больше, чем квант времени. Тогда по истечении этого кванта процесс прерывается таймером и помещается в конец очереди процессов, готовых к исполнению, а процессор выделяется для использования процессу, находящемуся в ее начале.
Выполнение этого алгоритма подобно вертящейся карусели и называется вытесняющим планированием.
3. Выбирается процесс не из начала очереди, а процесс с минимальной длительностью. Такой алгоритм называется краткосрочным планированием, и он может быть как вытесняющим, так и невытесняющим.
4. При приоритетном планировании каждому процессу присваивается определенное числовое значение — приоритет, в соответствии с которым ему выделяется процессор. Процессы с одинаковыми приоритетами планируются в порядке общей очереди. Планирование с использованием приоритетов может быть как вытесняющим, так и невытесняющим. При вытесняющем планировании процесс с более высоким приоритетом, появившийся в очереди готовых процессов, вытесняет исполняющийся процесс с более низким приоритетом. В случае невытесняющего планирования он просто становится в начало очереди готовых процессов.
5. Для систем, в которых процессы могут быть легко рассортированы на разные группы, был разработан многоуровневый алгоритм планирования. Для каждой группы процессов создается своя очередь процессов, находящихся в состоянии готовность. Этим группам очередей приписываются фиксированные приоритеты. За каждой группой стоит конкретный пользователь, например, студент или преподаватель. Само собой, у преподавателя приоритет выше, чем у студента.
Для полного описания этого алгоритма планирования необходимо указать:
· Количество очередей для процессов, находящихся в состоянии готовность.
· Алгоритм планирования, действующий между очередями.
· Алгоритмы планирования, действующие внутри очередей.
· Правила помещения родившегося процесса в одну из очередей.
· Правила перевода процессов из одной очереди в другую.
Изменяя какой-либо из перечисленных пунктов, можно существенно менять поведение вычислительной системы.
Рассмотрим случай, когда несколько процессов конкурируют за обладание конечным числом ресурсов. Если запрашиваемый процессом ресурс недоступен, процесс переходит в состояние ожидания. Но если требуемый ресурс удерживается другим ожидающим процессом (а он ждет выделения дополнительных ресурсов, которые при этом удерживаются другими процессами), то первый процесс не сможет сменить свое состояние. Такая ситуация называется тупиком. Говорят, что в мультипрограммной системе процесс находится в состоянии тупика, дедлока (deadlock) или клинча, если он ожидает события, которое никогда не произойдет.
Системная тупиковая ситуация или зависание системы является следствием того, что один или более процессов находятся в состоянии тупика. Событие, которого ждет процесс в тупиковой ситуации, - освобождение ресурса. Если ресурса нет в наличии, когда он требуется, то процесс вынужден ждать. В некоторых ОС процесс автоматически блокируется, когда получает отказ на запрос к ресурсу и "просыпается", когда ресурс оказывается в наличии.
Проблема тупиков включает в себя решение следующих задач: предотвращение тупиков, распознавание тупиков, восстановление системы после тупиков. Существует несколько способов борьбы с тупиками.
1. Тупики могут быть предотвращены на стадии написания программ.
2. Существуют формальные, программно реализованные методы распознавания тупиков, основанные на ведении таблиц распределения ресурсов и таблиц запросов к занятым ресурсам. Анализ таких таблиц позволяет обнаружить взаимные блокировки.
3. Если тупиковая ситуация возникла, то необязательно снимать с выполнения все заблокированные процессы. Можно снять только часть из них, при этом освобождаются ресурсы, ожидаемые другими процессами. После их выполнения можно вернуть к готовности снятые процессы.
4. Можно совершить откат некоторых процессов до так называемой контрольной точки, в которой запоминается вся информация, необходимая для восстановления выполнения программы с данного места. Контрольные точки расставляются в программе в тех местах, после которых возможно возникновение тупика.
Читайте также: