Задачи и упражнения

1. Существует ли защищенный режим в большинстве современных процессоров или это специфический режим процессоров Pentium?

2. Значения каких системных регистров процессора должен использовать программный модуль ОС, чтобы произвести обращение к индивидуальной части памяти текущего процесса?

3. Представьте, что для задач всех уровней привилегий используется один общий стек. К каким последствиям это может привести?

4. Почему в сегменте состояния задачи TSS хранятся значения селекторов стека для уровней привилегий 0, 1 и 2, но нет значения для селектора уровня 3?

5. В какой памяти — физической или виртуальной — базовый адрес, хранимый в дескрипторе сегмента, определяет положение сегмента при выключенном страничном механизме?

6. Зачем нужны шлюзы вызовов Процедур и задач, если существует возможность непосредственного вызова?

7. Заполните следующую таблицу, в которой укажите возможность или невозможность непосредственного вызова процедуры со сменой кодового сегмента для различных сочетаний уровней привилегий вызывающего и вызываемого сегментов и типов сегментов.

   Соотношение уровней	Тип сегмента	Возможность доступа
   CPL > DPL	С = 1
   CPL < DPL	С = 1
   CPL = DPL	С = 1
   CPL > DPL	С = 0
   CPL < DPL	С = 0
   CPL = DPL	С = 0

8. Можно ли на базе процессора Pentium реализовать систему управления памятью с фиксированными разделами?

9. Можно ли выгружать страницы, которые хранят разделы таблицы страниц? 10. По каким соображениям в процессорах Pentium запрещено вызывать менее привилегированные процедуры, но разрешено вызывать менее привилегированные задачи?

10. В чем принципиальное отличие использования шлюза прерываний от использования шлюза задачи?

11. Поддерживает ли процессор Pentium приоритезацию запросов прерывания между несколькими внешними устройствами?

Глава 7. Ввод-вывод и файловая система

Одной из главных задач ОС является обеспечение обмена данными между приложениями и периферийными устройствами компьютера. Собственно, ради выполнения этой задачи и были разработаны первые системные программы, послужившие прототипами операционных систем. В современной ОС функции обмена данными с периферийными устройствами выполняет подсистема ввода-вывода. Клиентами этой подсистемы являются не только пользователи и приложения, но и некоторые компоненты самой ОС, которым требуется по­лучение системных данных или их вывод, например, подсистеме управления процессами при смене активного процесса необходимо записать на диск контекст приостанавливаемого процесса и считать с диска контекст активизируемого процесса.

Основными компонентами подсистемы ввода-вывода являются драйверы, управляющие внешними устройствами, и файловая система. К подсистеме ввода-вывода можно также с некоторой долей условности отнести рассмотренный ранее диспетчер прерываний. Условность заключается в том, что диспетчер прерываний обслуживает не только модули подсистемы ввода-вывода, но и другие модули ОС, в частности такой важный модуль, как планировщик/диспетчер потоков. Но из-за того, что планирование работ подсистемы ввода-вывода составляет основную долю нагрузки диспетчера прерываний, его вполне логично рассматривать как ее составную часть (к тому же первопричи­ной появления в компьютерах системы прерываний были в свое время именно операции с устройствами ввода-вывода).

Файловая система ввиду ее сложности, специфичности и важности как основного хранилища всей информации вычислительной системы заслуживает изучения в отдельной главе. Тем не менее в этой книге файловая система рассматривается совместно с другими компонентами подсистемы ввода-вывода по двум причинам. Во-первых, файловая система активно задействует остальные компоненты подсистемы ввода-вывода, во-вторых, модель файла лежит в основе большинства механизмов доступа к устройствам, используемых в современной подсистеме ввода-вывода.