Операционные системы Часть 2 (Ю.Б. Гриценко, 2009 г., 230 с.)

Контрольная работа № 2
Вариант 1

Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Исследовать мультипрограммный вычислительный процесс на примере выполнения самостоятельно разработанных трех задач (например, заданий по курсу программирования).
2. Для одной из задач определить PID, загрузку ЦП, время ЦП, базовый приоритет процесса, использование памяти. Изменить приоритет процесса и установить, влияет ли это на время выполнения приложения.
3. Монопольно выполнить каждую из трех задач, определить время их выполнения.
4. Запустить одновременно (друг за другом) три задачи, определить время выполнения пакета.
Письменно ответьте на вопросы:
1. В каком случае суммарное время выполнения задач больше? При последовательном выполнении или одновременном выполнении?
2. Как изменилось время выполнения каждой отдельной задачи?
3. Как изменится время выполнения отдельной задачи при изменении ее приоритета?
4. Окажет ли влияние изменение приоритета одной задачи на время выполнения другой задачи? Объяснить результаты.

Вариант 2
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Запустить некоторое количество программ. Используя возможности оснастки «Производительность», получить диаграммы, характеризующие использование процессора при его нагрузке различным количеством потоков, меняя их активность и уровни приоритета.
2. Исследовать свои задачи (например, задания по курсу программирования). Определить характеристики процессов: % загрузки процессора (в пользовательском и привилегированном режиме), % времени прерываний, количество прерываний, базовый приоритет, обращения к диску, время выполнения процесса.
3. Исследовать свои приложения с записью результатов в Журнал счетчиков, выбрав следующие счетчики: % загруженности, работы процессора в привилегированном и пользовательском режимах, % времени прерываний, % использования выделенной памяти, частота обращений к диску, скорость обмена с диском.
4. Выполнить следующие действия:
– Запустить журнал (частота съема данных 10 сек, файл типа CVS).
– Запустить исследуемую программу.
– Через 2—3 мин остановить журнал.
– Просмотреть результаты, открыв файл журнала в Ехсеl.
Объяснить полученные результаты.
– Исследовать программу еще раз, указав тип журнала — двоичный (чтобы потом можно было просмотреть диаграммы).
5. Создать журнал трассировки для исследования своего приложения. Создать оповещения по выбранным счетчикам для своего приложения. Просмотреть журнал событий. Объяснить полученные результаты.

Вариант 3
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Используя программу Msconfig (входящую в комплект поставки Windows XP), проведите анализ, чем различаются составы загружаемых программ в различных режимах загрузки.
Результаты представьте в виде таблицы сравнения.
2. Самостоятельно исследуйте интерфейс прикладного программирования операционных систем Windows и Unix. В области управления процессами (создание, завершение, приостановка, изменение приоритета и т.п.). Приведите названия функций, управляющих процессами в ОС Windows и Unix.

Письменно ответьте на вопросы:
1. Чем отличается от всех этих режимов режим с включенным протоколированием загрузки?
2. Какой из режимов содержит больше всего загружаемых программ в процессе загрузки?
3. Какой из режимов содержит меньше всего загружаемых программ в процессе загрузки?

Вариант 4
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Познакомьтесь с работой одной из программ, позволяющих просмотреть содержимое ОЗУ в виде шестнадцатеричного дампа, — например DEBUG (см. пункт 2.4.1) или PEEK.COM (во время работы доступен HELP — F1, карта памяти — F8 и информация о блоке памяти — F6).
2. Найдите в памяти таблицу таблиц (для получения ее адреса — запустите программу lol.com), познакомьтесь с ее содержимым и посмотрите указатель на 1 MCB (управляющий блок памяти). Структура таблицы таблиц и MCB приведена в пункте 2.3.2.
3. Проследите в памяти всю цепочку блоков, определяя их принадлежность и сравнивая с информацией из карты памяти (F8).
4. Напишите отчет о найденной цепочке блоков памяти с их адресами и размерами.
Письменно ответьте на вопросы:
1. Что содержится в последнем блоке памяти?
2. Чему равен размер основной памяти?
3. Как вычисляется физический адрес в реальном режиме работы процессора intel x86?

Вариант 5
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Познакомьтесь с работой программы DEBUG (см. пункт 2.4.1).
2. Напишите в ней программу представленную на рисунке 2.11.
3. Выполните программу с использованием трассировки (команда T) и проанализируйте выполнение каждой очередной команды.
4. Узнайте дату «прошивки» ROM BIOS, для этого поверьте дамп памяти по адресу ffff5h.
5. Время, измеряемое компьютером, формируется на основе отсчетов счетчика часов реального времени. Четыре байта этого счетчика располагаются в оперативной памяти, начиная с адреса 0046Ch. Значения счетчика времени корректируется по каждому сигналу от таймера с частотой 18,2 импульса в секунду. Определите значение счетчика. Запишите два показания счетчика примерно через одну минуту. Определите разницу между этими числами с учетом шестнадцатеричных значений. Переведите результат в десятичный вид, разделите полученное значение на величину 60*18,2 и убедитесь, что темп изменения отсчетов действительно соответствует темпу изменения реального времени.
Письменно ответьте на вопросы:
1. Как и почему меняется содержимое регистров после выполнения очередной команды?
2. Как вычисляются адреса команд?
3. Как числовая информация размещается в памяти?

Вариант 6
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Определите объем установленной физической памяти, виртуальной памяти, величину файла подкачки и его размещение на компьютере.
2. Определите, какие области физической памяти использует системная плата.
3. Проведите анализ памяти с использованием утилиты TaskList.
4. Проведите дефрагментацию жесткого диска, на который предполагается поместить файл подкачки, установите его желаемое значение и перезагрузите компьютер.
5. Оцените полученный эффект в результате оптимизации файла подкачки. Для этого используйте оснастку «Производительность», в ней добавьте счетчики «Файл подкачки \ % использования», «Файл подкачки \ % использования (пик)» и другие.
Письменно ответьте на вопросы:
1. Почему процесс настройки файла подкачки является важным для организации быстродействия персонального компьютера?
2. Значение каких параметров памяти можно получить с использованием утилиты TaskList?
3. Какие механизмы работы с памятью существуют в ОС на платформе Microsoft Windows NT?

Вариант 7
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. С помощью «Диспетчера устройств» определить, какие системные ресурсы используются портами СОМ (последовательный порт) и LPT (параллельный порт).
2. Просматривая параметры порта LPT, обратите внимание на включенную кнопку «Не использовать прерывание в любом случае». Просмотрите все вкладки. Выполните аналогичные действия для последовательного порта.
3. Выполните аналогичные действия для стандартного контроллера гибких дисков или других устройств хранения информации и объясните полученные данные.
Письменно ответьте на вопросы:
1. Объясните, почему для порта принтера используется канал DMA и не используется прерывание, а для последовательного порта используется прерывание и есть возможность установки скорости работы порта?
2. Объясните, почему несколько устройств используют один и тот же номер IRQ. Как операционная система их различает? Как меняется уровень приоритета по шинам IRQ? Какие устройства используют DMA? В какие области памяти производится ввод-вывод? Почему?

Вариант 8
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Изучите работу утилиты mountvol.exe и оснастку «Управление дисками».
2. Создайте две пустые папки на диске С. Выполните подключение к одной из них устройства CD-ROM c помощью утилиты mountvol.exe, а к другой диска D с помощью оснастки «Управление дисками».
3. Удалите точки соединения — первую с помощью оснастки, вторую с помощью утилиты.
4. Опишите процесс установки дисковых квот.
Письменно ответьте на вопросы:
1. К чему приводит фрагментация жестких дисков? Какими средствами можно выполнить дефрагментацию дисков.
2. Какие атрибуты могут быть у файла в файловой системе NTFS 5.0? Найти и изучить самостоятельно по любой операционной системе старше Windows 2000.

Вариант 9
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Познакомиться с основным меню DE.EXE (Norton Utilites).
2. Исследовать и описать средства работы с гибким магнитным диском при использовании FAT (кластер, логический сектор, BOOT, FAT, ROOT DIR).
3. Исследовать и описать структуру загрузочного сектора системной и обычной дискеты.
4. Исследовать и описать структуру таблицы распределения файлов и структуру корневого каталога.
5. Исследовать и описать изменения в системной области диска при создании и удалении файла и способы восстановления удалённых файлов.
6. Сформулировать принцип восстановления удаленных файлов на дискете при использовании FAT, условия восстановления и рекомендации пользователю по работе в системе, увеличивающие шансы успешного восстановления.
ВНИМАНИЕ. Речь идет не об использовании стандартной утилиты — например UNDELETE, а об АЛГОРИТМЕ восстановления.
Письменно ответьте на вопросы:
1. Назовите преимущества и недостатки NTFS и FAT. Ответ оформите в виде таблицы сравнений по характеристикам.
2. Назовите преимущества и недостатки HPFS и FAT. Ответ оформите в виде таблицы сравнений по характеристикам.

Вариант 10
Выполните практическую часть. Опишите процесс выполнения, сопровождая экранными формами.
1. Изучить процесс шифрования данных с использованием шифрующей файловой системы EFS.
2. Создать нескольких пользователей на вашем компьютере (условно пользователи А, Б и т.д.).
3. Выполнить следующие действия пользователем А: создать папку Folder1 на диске D: и в ней с помощью программы
Блокнот создать три файла: File1.txt, File2.txt, File3.txt.
4. Выполнить аналогичные действия пользователем Б (предварительно перезагрузив компьютер): создать папку Folder2 на диске D: и в ней с помощью программы Блокнот создать три файла: File1.txt, File2.txt, File3.txt.
5. Установить пользователем А (предварительно перезагрузив компьютер) следующие разрешения для пользователя Б:
− полный доступ к папке Folder1, кроме чтения дополнительных атрибутов;
− чтение и выполнение для файла File1.txt;
− разрешить чтение и выполнение, но запретить запись для файла File2.txt;
− разрешить запись атрибутов, чтение разрешений, запретить запись данных и выполнение файлов для файла Filе3.tхt.
− передать права владения файлом File1.txt пользователю Б.
6. Установить пользователем Б (предварительно перезагрузив компьютер) следующие разрешения для пользователя А:
− чтение и запись для Folder2;
− полный доступ для файла File1.txt;
− разрешить только выполнение для файла Filе3.tхt;
− разрешить запись атрибутов, чтение разрешений, запретить запись данных и выполнение файлов для файла Filе3.tхt.
− передать права владения файлом Filе3.tхt пользователю А.
7. Проверить возможности доступа к созданным папкам и файлам для каждого пользователя.
8. Загрузить компьютер пользователем А, зашифровать File2.txt в папке Folder1. Сменить пользователя А на пользователя Б, попробовать прочитать File2.txt. Объяснить результат.
Письменно ответьте на вопросы:
1. Сформулируйте основные причины появления файловых систем?
2. Какими единицами операционная система выделяет файлам пространство на диске?
3. Могут ли на одном диске быть разные файловые системы?
4. Как определить величину максимального и минимального кластеров FAT-системы?