Операционные среды, системы и оболочки. Учебное пособие

сов важным критерием является полное время выполнения, то есть интервал от момента появления процесса во входной оче­реди до момента его завершения. Это время названо временем оборота. Оно включает время ожидания во входной очереди, время ожидания в очереди готовых процессов, время ожидания в очередях к оборудованию, время выполнения в процессоре и время ввода/вывода;

ключение процессора. Они определяются не только переключе­ниями контекстов задач, но и затратами времени на перемеще­ние страниц виртуальной памяти при переключении на процес­сы другого приложения, а также необходимостью обновления данных в кэше (коды и данные одной задачи, находящиеся в кэше, не нужны другой задаче и должны быть заменены);

кущий процесс выполняет критическую секцию, а другие про­цессы активно ожидают входа в свою критическую секцию. В этом случае потери будут особенно велики (хотя вероятность прерывания выполнения коротких критических секций мала).

связаны с управлением задачами.

Опишите их.

няющей и невытесняющей многозадачностью?

Фон-неймановская архитектура – это не единственный ва­риант построения ЭВМ, есть и другие, которые не соответству­ют указанным принципам (например, потоковые машины). Одна­ко подавляющее большинство современных компьютеров осно­ваны именно на указанных принципах, включая и сложные мно­гопроцессорные комплексы, которые можно рассматривать как объединение фон-неймановских машин.

двоичные (binary) числа – каждая цифра означает значение одного бита (0 или 1), старший бит всегда пишется слева, после числа ставится буква «b». Для удобства восприятия тетрады мо­гут быть разделены пробелами. Например, 1010 0101b;

Каждый байт (ячейка памяти, порт) имеет собственный уникальный физический адрес [12], устанавливаемый на сис­темной шине процессором при инициировании обращения к дан­ной ячейке или порту. В семействе х86 и PC-совместимых ком­пьютерах пространства адресов ячееек памяти и портов ввода­вывода разделены. Это предусмотрено с обеих сторон: процес­соры позволяют, а компьютеры используют данное разделение. Нынешние процессоры имеют разрядность физического адреса памяти 32 и даже 36 бит, что позволяет адресовать до 4 и 64 Гбайт соответственно. Пространство ввода-вывода использует только младшие 16 бит адреса, что позволяет адресовать до 65384 однобайтных регистров. Адреса «исторических» системных уст­ройств PC не изменились с самого рождения – это дань совмес­тимости, которая без разделения пространств вряд ли просуще­ствовала бы столько лет. Пространства памяти и портов ввода­вывода неравнозначны не только по объему, но и по способам обращения. Способов адресации к ячейке памяти в х86 великое множество, в то время как для адресации ввода-вывода их толь­ко два. К памяти возможна (и широко используется) виртуальная адресация, при которой для программиста, программы и даже пользователя создается иллюзия гигантского размера опе­ративной памяти. К портам ввода-вывода обращаются только по реальным адресам, правда, и здесь возможна виртуализация, но уже чисто программными средствами операционной системы. И, наконец, самое существенное различие пространств памяти и портов ввода-вывода: процессор может считывать инструкции для исполнения только из пространства памяти; через порт вво­да можно считать фрагмент программного кода, что и происхо­дит, например, при считывании данных с диска, но для того чтобы этот код исполнить, его необходимо записать в память.

Input Output System) 00400h представляют как 0000:0400, так и 0040:0000 (шестнадцатеричное представление подразумевается).

Возможны и другие варианты, но их не используют.

Обозначение и порядок бит и байт шин адреса и данных, принятое в аппаратуре PC, пришло от процессоров Intel 8086/88 (и даже от 8080). Самый младший бит LSB (Least Significant Bit) имеет номер 0, старший бит MSB (Most Significant Bit) байта – 7, слова – 15, двойного слова – 31. На рисунках принято старший бит изображать слева, а младший – справа.

процессорного «шкафа» (или плотно к нему примыкающая). Сю­да входила и электронная, и магнитная память (на магнитных сердечниках). Внешняя память представляла собой отдельные устройства с подвижными носителями – накопителями на маг­нитных дисках (а ранее, барабанах) и ленте. Со временем все устройства компьютера удалось «поселить» в один небольшой корпус, и прежнюю классификацию памяти применительно к PC можно переформулировать следующим образом [12]:

внутренняя память – электронная (полупроводниковая) память, устанавливаемая на системной плате или на платах рас­ширения;