- •Лекция 1 Глава 1. Введение в операционные системы. Определение
- •Назначение
- •Функции
- •Требования
- •Поколения
- •Нулевое поколение (40-е годы)
- •Первое поколение (50-е годы)
- •Второе поколение (60-е годы)
- •Третье поколение (70-е годы)
- •Четвертое поколение (80-е годы)
- •Лекция 2 Глава 2. Аппаратные средства и программное обеспечение Аппаратные средства
- •Центральный процессор и его режимы работы
- •Мультипроцессорная обработка (multiprocessing)
- •Расслоение памяти
- •Регистр перемещения
- •Прерывания и опрос состояний
- •Буферизация
- •Защита памяти
- •Периферийные устройства и их режимы
- •Каналы ввода-вывода
- •Захват цикла памяти
- •Относительная адресация
- •Виртуальная память
- •Прямой доступ к памяти (пдп)
- •Конвейеризация
- •Иерархия памяти ( storage hierarchy)
- •Программное обеспечение
Центральный процессор и его режимы работы
Следует обратить внимание на два основных режима:режим задачи(problem state) ирежим супервизора (supervisor state).Операционной системе обычно присваивается статус самого полномочного пользователя и работает она в режиме супервизора, имея доступ ко всем командам, предусмотренным в машине. Программы пользователя имеют доступ лишь к ограниченному числу команд и, в обычном случае, работают в режиме задачи. Команды, которые не могут выполняться в режиме задачи, носят названиепривилегированных команд.
Мультипроцессорная обработка (multiprocessing)
Вмультипроцессорныхсистемах несколько процессоров работают с общей основной памятью и одной ОС. Здесь возникает необходимость обеспечения координированногоупорядоченного доступа для исключения конфликтных ситуаций, например, когда два процессора не могли бы одновременно изменять содержимое общей ячейки памяти и т.п. ситуации. Следует отметить, что упорядочение доступа необходимо также и для однопроцессорных машин.
Расслоение памяти
Метод расслоения памяти(storage interleaving) применяется для увеличения скорости доступа к оперативной памяти. В обычном случае во время обращения к какой-либо области памяти никакие другие обращения к памяти производиться не могут. При расслоении памяти соседние по адресам ячейки размещаются в различных модулях памяти, так что появляется возможность производить несколько обращений одновременно. Например,
при расслоении на два направления ячейки с нечетными адресами оказываются в одном модуле памяти, а с четными - в другом. Таким образом, расслоение памяти позволяет обращаться сразу к нескольким ячейкам, поскольку они относятся к различным модулям.
Регистр перемещения
Регистр перемещения (relocation register)обеспечивает возможность динамического перемещения программ в памяти. В регистр перемещения заносится базовый адрес программы, хранящейся в основной памяти. Содержимое регистра перемещения прибавляется к каждому указанному в выполняемой программе адресу. Благодаря этому пользователь может писать программу так, как если бы она начиналась с нулевой ячейки памяти, но реально в памяти программа может размещаться совсем не в тех местах, которые она должна была бы занимать согласно адресам, указанным при трансляции.
Прерывания и опрос состояний
См. прошлый семестр.
Буферизация
Буфер (buffer)- это область оперативной памяти, предназначенная для промежуточного хранения данных при выполнении операций ввода-вывода.
Существует несколько способов буферизации. При простой буферизации процесс обработки данных процессором и процесс занесения новых данных в буфер разделены во времени, т.е. в момент занесения новых данных процесс обработки производиться не может, и наоборот. Методдвойной буферизации позволяет совмещать эти процессы, т.е. когда канал заносит данные в один буфер, процессор может обрабатывать данные другого буфера. Такое поочередное использование буферов называютбуферизацией с переключениемили триггерной буфферизацией(flip-flop buffering). Ввод-вывод с буферизацией носит названиеспулинг(spooling).
Защита памяти
Защита памяти (storage protection) - важное условие работы для систем коллективного пользования. Защита памяти ограничивает диапазон адресов, которые доступны программе. Защиту памяти для программы, занимающей непрерывный блок ячеек памяти, можно реализовать с помощьюграничных регистров, где указываются старший и младший адреса этого блока памяти.
Защита памяти также может быть реализована с помощью ключей защитыпамяти (storage protect keys),относящихся к определенным областям основной памяти - программе разрешается обращение только к тем областям памяти, ключи которых совпадают с ключом данной программы.