Билет 20 2. Функции ОС по управлению памятью в мультипрограммной системе

1. Синхронизация процессов и потоков. Проблемы взаимодействия и синхронизации

2. Функции ОС по управлению памятью в мультипрограммной системе

Методы взаимоисключений

1. Запрещение прерываний при входе в критическую область и разрешение прерываний после выхода из критической области. Достоинства: простота реализации. Недостатки: монополизация процессора, возможный крах ОС при сбое процесса, невозможность использования в многопроцессорных системах.

2. Блокирующие переменные (программный подход)

3. Использование системных функций входа в критическую секцию

4. Семафоры Дийкстры

Системные функции для работы с критическими секциями

Достоинство: исключается потеря времени процессора на циклическую проверку освобождения занятого ресурса. Недостаток: растут накладные расходы ОС на по реализации функции входа в критическую секцию и выхода из нее.

Блокирующие переменные

Недостатки: необходимость постоянного опроса другими потоками, требующими тот же ресурс, блокирующей переменной, дополнительные затраты процессорного времени.

Функциями ОС по управлению памятью в мультипрограммной системе явля­ются:

1. отслеживание свободной и занятой памяти;

2.выделение памяти процессам и освобождение памяти по завершении процессов;

3. вытеснение кодов и данных процессов из оперативной памяти на диск (пол­ное или частичное), когда размеры основной памяти не достаточны для раз­мещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, ко­гда в ней освобождается место;

4. настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

Помимо первоначального выделения памяти процессам при их создании ОС должна также заниматься динамическим распределением памяти, то есть выпол­нять запросы приложений на выделение им дополнительной памяти во время выполнения. После того как приложение перестает нуждаться в дополнительной памяти, оно может возвратить ее системе. Выделение памяти случайной длины в случайные моменты времени из общего пула памяти приводит к фрагментации и, вследствие этого, к неэффективному ее использованию. Дефрагментация па­мяти тоже является функцией операционной системы.

Защита памяти — это еще одна важная задача операционной системы, которая состоит в том, чтобы не позволить выполняемому процессу записывать или чи­тать данные из памяти, назначенной другому процессу. Эта функция, как прави­ло, реализуется программными модулями ОС в тесном взаимодействии с аппа­ратными средствами.