Если спросят : В чем разница между потоком и процессом?

Мультипроцессорная обработка – способ организации вычислительного процесса в системах с несколькими процессорами, при котором несколько задач могут одновременно выполняться на разных процессорах системы.

В настоящее время стало обычным явлением включение нескольких процессоров в архитектуру персонального компьютера.

Мультипроцессорные системы характеризуют как симметричные или как несимметричные, в зависимости от того, к какому аспекту вычислительной системы это относится:

· к архитектуре;

· к способу организации вычислительного процесса.

Симметричная архитектура предполагает однородность всех процессов и единообразие включения процессоров в схему мультипроцессорной системы. Традиционные симметричные мультипроцессорные конфигурации разделяют одну большую память между всеми процессорами.

Масштабируемость или возможность наращивания числа процессоров в симметричных системах ограничена вследствие того, что все они пользуются одной и той же оперативной памятью и располагаются в одном корпусе. Это масштабирование по вертикали.

В симметричных архитектурах все процессы пользуются одной и той же схемой отображения памяти. Они могут быстро обмениваться данными. Обеспечивается высокая производительность для задач, которые активно между собой взаимодействуют (например, при работе с базами данных).

В ассиметричной архитектуре процессоры могут отличаться как своими характеристиками, так и функциональной ролью, которая поручается им в системе.

Масштабирование в асимметричной архитектуре реализуется иначе, чем в симметричной. Система может состоять из нескольких устройств, каждое из которых содержит один или несколько процессоров. Это масштабирование по горизонтали. Каждое такое устройство называется кластером, а вся система обычно называется кластерной. Способ организации вычислительного процесса в мультипроцессорной системе определяется ОС.

12. Синхронизация потоков.
Потоком в Windows называется объект ядра, которому операционная система выделяет процессорное время для выполнения приложения. Механизм, позволяющий потокам согласовывать свою работу с общими ресурсами название механизма синхронизации потоков. Это набор объектов операционной системы, которые создаются и управляются программно, являются общими для всех потоков в системе (некоторые - для потоков, принадлежащих одному процессу) и используются для координирования доступа к ресурсам. В качестве ресурсов может выступать все, что может быть общим для двух и более потоков - файл на диске, порт, запись в базе данных, объект GDI, и даже глобальная переменная программы (которая может быть доступна из потоков, принадлежащих одному процессу). Тип объектов синхронизации в отдельности: Взаимоисключения (Объекты-взаимоисключения позволяют координировать взаимное исключение доступа к разделяемому ресурсу.) События ( Объекты-события используются для уведомления ожидающих потоков о наступлении какого-либо события. Различают два вида событий - с ручным и автоматическим сбросом.) Семафоры (Объект-семафор - это фактически объект-взаимоисключение со счетчиком. Данный объект позволяет "захватить" себя определенному количеству потоков.) Критические секции ( Объект-критическая секция помогает программисту выделить участок кода, где поток получает доступ к разделяемому ресурсу, и предотвратить одновременное использование ресурса.)

13. Управление памятью.
Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой. Обычно ОС располагается в самых младших адресах, однако может занимать и самые старшие адреса. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти, выделение памяти процессам и освобождение памяти при завершении процессов, вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место, а также настройка адресов программы на конкретную область физической памяти

14. Сегментация памяти Реализация сегментации

Программы обычно разделяются на отдельные области-сегменты. Каждый сегмент представляет собой отдельную логическую единицу информации, содержащую совокупность данных или программ и расположенную в адресном пространстве пользователя. Сегменты создаются пользователями, которые могут обращаться к ним по символическому имени. В каждом сегменте устанавливается своя собственная нумерация слов, начиная с нуля. Можно выделить два основных типа сегментов: программные сегменты и сегменты данных (сегменты стека являются частным случаем сегментов данных). Для реализации сегментации в системах с сегментацией памяти каждое слово в адресном пространстве пользователя определяется виртуальным адресом, состоящим из двух частей: старшие разряды адреса, рассматриваются как номер сегмента, а младшие - как номер слова внутри сегмента. началом ее выполнения. Этот регистр содержит дескриптор таблицы сегментов (базу и границу), причем база содержит адрес начала таблицы сегментов выполняющейся программы, а граница - длину этой таблицы сегментов. Разряды номера сегмента виртуального адреса используются в качестве индекса для поиска в таблице сегментов.
15. Устройства ввода–вывода, реализации доступа к управляющим регистрам и буферам.
Устройство ввода-вы́вода — компонент типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями.Устройства ввода — это, в основном, датчики преобразования неэлектрических величин (расположение в пространстве, давление, вязкость, скорость, ускорение, освещённость, температура, влажность, перемещение, количественные величины и т. п.) и электрических величин в электрические сигналы воспринимаемые процессором для дальнейшей их обработки в основном в цифровом виде.Устройства вывода — это преобразователи электрической цифровой информации в вид необходимый для получения требуемого результата, могущего быть как неэлектрической природы (механические, тепловые, оптические, звуковые), так и электрической природы (трансформаторы, нагреватели, электродвигатели,реле).
Устройства ввода-вывода обычно состоят из двух частей: механическая (не надо понимать дословно) - диск, принтер, монитор; электронная - контроллер или адаптер

Если интерфейс между контроллером и устройством стандартизован, то независимые производители могут выпускать совместимые как контроллеры, так и устройства.

Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральным процессором. При помощи этих регистров ОС управляет (считывает, пишет, включает и т.д.) и определяет состояние (готовность) устройства.У многих устройств есть буфер данных

Реализации доступа к управляющим регистрам и буферам:

• номер порта ввода-вывода - назначается каждому управляющему регистру 8- или 16-рзрядное целое число. Адресные пространства ОЗУ и устройства ввода-вывода в этой схеме не пересекаются.
  Недостатки
  - для чтения и записи применяются специальные команды, например: IN и OUT
  - необходим специальный механизм защиты от процессов
  - необходимо сначала считать регистр устройства в регистр процессора
• отображаемый на адресное пространство памяти ввод-вывод - регистры отображаются на адресное пространство памяти.
  Недостатки
  - при кэшировании памяти, могут кэшироваться и регистры устройств
  - все устройства должны проверять все обращения к памяти, чтобы определить, на какие им реагировать. На одной общей шине это реализуется легко, но на нескольких будут проблемы.
• смешанная реализация - используется в х86 и Pentium,
  от 0 до 64К отводится портам,
  от 640 до 1М зарезервировано под буферы данных.

16. Управление вводом-выводом в ОС Windows.
Управление вводом/выводом – одна из основных функций любой операционной системы. Организация ввода/вывода в различных ОС имеет много общего, а реализация сильно отличается от системы к системе. Главный принцип ввода/вывода – любые операции по управлению вводом/выводом объявляются привилегированными и могут выполняться только самой ОС. Для мультипрограммных ОС одним из основных видов ресурсов являются устройства ввода/вывода и обслуживающие их программы. ОС должны управлять разделяемыми и неразделяемыми устройствами и позволять параллельно выполняющимися задачам использовать различные устройства ввода/вывода. Примером разделяемого устройства может служить устройство для чтения компакт-дисков. Это устройство с прямым доступом. Пример неразделяемых устройств – принтер. Это устройство с последовательным доступом.Имеются два основных режима ввода/вывода:

· режим обмена с опросом готовности;

· режим обмена с прерываниями.

17. Аппаратная часть таймеров. Программируемый таймер.
Таймеры очень важны для работ любой многозадачной системы по ряду причин: Следят за временем суток и не позволяет процессам надолго занять ЦПУ.
Аппаратная часть таймеров.
2 типа таймеров: частота переменного питания(прерывания при каждом цикле 50-60 Гц), на кварцевом генераторе(с регистром хранения и счётчиком).
Режим одновибратора: при запуске таймера содержимое регистра хранения копируется в счетчик, потом уменьшение на 1 за каждый импульс кристалла, когда счетчик 0 он вызывает прерывание и останавливается, пока не будет перезапущен. Режим генератора прямоугольных импульсов: при достижении 0, прерывание, содержимое регистра копируется в счетчик. "Мягкий" таймер: у большинства компьютеров есть второй, программируемый таймер, который в нужной для ПО частоте. Обычно используется 2 способа ввода-вывода: прерывания и опрос. Прерывание обладает низкими временными задержками, но нагружают ЦПУ. На мягкий таймер устанавливают скорость срабатывания с которой выполняется вход в ядро по причине: системные вызовы, отсутствие страницы памяти, прерывание ввода-вывода, временное отсутствие работы для ЦП

18. Основные понятия безопасности. Классификация угроз.
Информационная безопасность государств — состояние сохранности информационных ресурсов государства и защищённости, законных прав личности и общества в информационной сфере. В современном социуме информационная сфера имеет две составляющие: информационно-техническую и информационно-психологическую. Соответственно, в общем случае информационную безопасность обществаможно представить двумя составными частями: информационно-технической безопасностью и информационно-психологической (психофизической) безопасностью. Угрозы информационной безопасности могут быть классифицированы по различным признакам:По аспекту информационной безопасности, на который направлены угрозы: Угрозы конфиденциальности (неправомерный доступ к информации). Угрозы целостности (неправомерное изменение данных). Угрозы доступности (осуществление действий, делающих невозможным или затрудняющих доступ к ресурсам информационной системы). По расположению источника угроз: Внутренние (источники угроз располагаются внутри системы); Внешние (источники угроз находятся вне системы). По размерам наносимого ущерба: Общие (нанесение ущерба объекту безопасности в целом, причинение значительного ущерба); Локальные (причинение вреда отдельным частям объекта безопасности); Частные (причинение вреда отдельным свойствам элементов объекта безопасности).По степени воздействия на информационную систему: Пассивные (структура и содержание системы не изменяются); Активные (структура и содержание системы подвергается изменениям).По природе возникновения: Естественные (объективные) — вызванные воздействием на информационную среду объективных физических процессов или стихийных природных явлений, не зависящих от воли человека; Искусственные (субъективные) — вызванные воздействием на информационную сферу человека. Среди искусственных угроз в свою очередь выделяют: Непреднамеренные (случайные) угрозы — ошибки программного обеспечения, персонала, сбои в работе систем, отказы вычислительной и коммуникационной техники; Преднамеренные (умышленные) угрозы — неправомерный доступ к информации, разработка специального программного обеспечения, используемого для осуществления неправомерного доступа, разработка и распространение вирусных программ и т.д. Преднамеренные угрозы обусловлены действиями людей.

19. Базовые технологии безопасности. Аутентификация, авторизация, аудит.
В разных программных и аппаратных продуктах, предназначенных для защиты данных, часто используются одинаковые подходы, приемы и технические решения.К базовым технологиям безопасности относятся аутентификация, авторизация, аудит.

Аутентификация предотвращает доступ к сети нежелательных лиц и разрешает вход для легальных пользователей. Доказательством аутентичности может служить знание аутентифицируемым некоего общего для обеих сторон слова (пароля) или факта, владение некоторым уникальным предметом или демонстрация уникальных биохарактеристик. Чаще всего для доказательства идентичности используются пароли. Существует достаточно физиологических признаков, однозначно указывающих на конкретного человека. К ним относятся: отпечатки рук и ног, зубы, ферменты, динамика дыхания, черты лица и т.д. Для аутентификации терминальных пользователей автоматизированных систем наиболее приемлемыми считаются отпечатки пальцев, геометрия рук, голос, личная подпись.

Средства авторизации контролируют доступ легальных пользователей к ресурсам системы, предоставляя каждому из них именно те права, которые ему были определены администратором.

Аудит – это фиксация в системном журнале событий, связанных с доступом к защищаемым системным ресурсам.

20. Планирование и установка операционной системы. Поддержка аппаратных средств.
Основная задача, которую необходимо решить перед тем, как приступать к установке Windows, заключается в том, чтобы определить, будет ли оборудование компьютера, на который вы собираетесь произвести установку, работать с данной операционной системой. Принять это принципиальное решение помогают два документа: Требования к минимальной аппаратной конфигурации, Список совместимых аппаратных средств.

Установку Windows можно запланировать через специальное ПО. Причём можно отредактировать установочный INI файл и тем самым пропустить надоедливые пункты установки. Тем самым ОС установиться сама. Систему можно устанавливать из MS-DOS, Windows поколением ниже или другим способом. Как правило ОС устанавливают с загрузочного диска или с HDD.
Windows. Загрузка операционной системы.
Процессы, происходящие при успешном запуске компьютера под управлением Windows
Самотестирование при включении (Power-OnSelf-Test, POST)
Инициализация при запуске (Initialstartupprocess)
Работа загрузчика (Bootloaderprocess)
Выбор операционной системы (при наличии нескольких систем)
Опознавание аппаратных средств
Выбор конфигурации
Загрузка ядра
Инициализация ядра
Регистрация пользователя
Windows. Поддержка оборудования.

21. Средства управления оснасткой. Консоль управления Microsoft (MMC).
MMC является общей расширяемой средой для управляющих приложений, удовлетворяющей вышеперечисленным условиям. Реализована она в виде обычного MDI-приложения (многооконного), широко использующего интернет-технологии. Сама по себе MMC не представляет управляющих функций — это лишь среда для оснасток (snap-in). Оснастка — управляющий компонент, интегрирующийся в MMC. Одна оснастка представляет единицу управления, а их набор — управляющий инструмент. Оснастка может как посылать команды приложению, так и принимать их, а также выступать в качестве элементов интеграции различных приложений. Одновременно в системе можно использовать и MMC, и управляющие приложения других фирм, задействовав их отдельно либо создав ярлыки на них в MMC. Вырисовывается такая схема (см. рис. 1)

Архитектура MMC
Диспетчер оснасток (Snap-inmanager) — основа консоли управления — позволяет добавлять, удалять и модифицировать оснастки, а также разрешает указать, как будет работать данная оснастка: автономно или с дополнительными расширениями. Значения параметров хранятся в файлах с расширением. msc. Из нескольких загруженных оснасток администратор может создать инструмент управления. Этот инструмент сохраняется в MSC-файле для повторного использования и называется документом. Монитор маршрутизации и Журнал событий на рисунке являются подгруженными оснастками, с которыми взаимодействует пользователь. Объединяясь, оснастки создают пространство имен — упорядоченный набор узлов в виде древовидной структуры. Если дерево большое, можно воспользоваться страницей Избранное (интерфейс MMC в целом напоминает Проводник). Для каждого узла можно открывать дочерние окна.

Оснастки

Оснастка (snap-in) — это минимальная единица управления, реализованная в виде OLE Inproc-сервера, исполняемого в контексте MMC. Как уже говорилось, набор оснасток представляет собой инструмент управления. Оснастка способна вызывать другие поддерживаемые в системе элементы управления и DLL. Такая гибкость позволяет создавать инструменты по желанию администратора, заточенные под конкретные задачи. Оснастки бывают самостоятельными и оснастками-расширениями. Самостоятельные оснастки полностью самодостаточны, а оснастки-расширения обеспечивают нужной функциональностью оснастку-родителя. Многие оснастки обладают двойной функциональностью, являясь одновременно самостоятельными и расширяющими, как, например, оснастка Ведение журнала, расширяющая оснастку Управление компьютером. Оснасткам доступны следующие механизмы расширения консоли управления:

• Перечисление имен.
• Расширение контекстного меню.
• Расширение меню Новый (New).
• Расширение меню Задачи (Tasks).
• Расширение панели инструментов и кнопок на ней.
• Расширение страницы свойств.
• Расширение меню Вид (View).
• Организация последовательностей в программах-мастерах.
• Расширение справочной системы. Думаю, с этим все ясно.

Консоль работает в двух основных режимах: авторском (author) и пользовательском (user). Пользовательский режим делится на 3 подрежима:

• полного доступа;
• ограниченного доступа с несколькими окнами;
• ограниченного доступа с одним окном.

Полное управление над инструментом и консолью в целом вы получаете только в режиме автора, в любом пользовательском вы можете лишь использовать его, причем с ограничениями. Для перехода в авторский режим следует загрузить консоль командой mmc, а затем добавить нужный инструмент. Также можно выделить нужный mmc-файл и в контекстном меню по правому щелчку мыши выбрать команду Автор (Author) либо запустить данный файл с ключом /a.

Добавить или удалить оснастку можно в авторском режиме из меню Консоль, добавить или удалить оснастку (Console, Add/removeSnap-in). Кстати, на закладке Расширения (Extensions) можно отключить ненужные в данный момент оснастки-расширения для добавляемой оснастки. Для изменения свойств созданного вами инструмента, сохраненного в файле. msc, служит пункт Параметры (Options) меню Консоль (Console), где можно указать необходимый режим доступа.

У MMC есть одно замечательное свойство — панели заданий (taskpads). Это окно с одной или несколькими вкладками, на которых может располагаться список параметров и произвольные задания в виде значка. Заданием может быть команда из меню текущей оснастки, ссылка на web-страницу или любая команда, вызывающая приложение или сценарий. Для создания такой панели необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на нужной вам ветке консоли и выбрать команду Новый вид панели задач (NewTaskpadView). Запустится программа-мастер, которая сначала настроит вид этой панели, а потом запустит другой мастер, добавляющий задания на созданную панель. Надо признать, это очень удобная вещь.

22. Восстановление системы и данных.
В операционной системе Windows, существует восстановление данных. Система автоматически делает бэкапы изменяемых частей, с возможностью восставить их. Не на всех компьютерах возможно откатить систему, а лишь на тех, у которых операционная система автоматически делает резервные копии. Для хранения этих копий требуется дополнительные несколько Гигабайт свободного места на диске. Также откат системы возможен не до любого времени ранее, а приблизительно в течении 2 последних недель сохраняются точки восстановления операционной системы. Восстановление данных — процедура извлечения информации с запоминающего устройства в случае, когда она не может быть прочитана обычным способом.

Восстановление может осуществляться с любого компьютерного носителя, включая CD, DVD, жёсткие диски, флеш-память и т. д. Как правило, восстановлению подлежат данные, представляющие определённую ценность.