Контрольные вопросы и задачи Вопросы для проверки

1 Как в реальном режиме работы микропроцессоров i80x86 осуществляется преобразование виртуального адреса в физический?

2 Какие механизмы виртуальной памяти используются в защищённом режиме работы микропроцессоров i80x86?

3 Для чего в микропроцессоры i80x86 введен регистр-указатель задачи TR? Ка­кой он разрядности?

4 Как в микропроцессорах i80x86 реализована поддержка сегментного способа организации виртуальной памяти?

5 Что понимается под термином «линейный адрес»? Как осуществляется пре­образование линейного адреса в физический? А может ли линейный адрес быть равным физическому?

6 Что дало введение двухшаговой страничной трансляции в механизме стра­ничного способа реализации виртуальной памяти? Как разработчики микро­процессора i80386 решили проблему замедления доступа к памяти, которое при двухшаговом преобразовании адресов очень существенно?

7 Что дало введение виртуального режима? Как в этом режиме осуществляется вычисление физического адреса?

8 Что имеется в микропроцессорах i80x86 для обеспечения защиты адресного пространства задач?

9 Что такое «уровень привилегий»? Сколько уровней привилегий имеется в микропроцессорах i80x86? Для каких целей введено такое количество уров­ней привилегий?

10 Что такое текущий уровень привилегий? Что такое эффективный уровень привилегий?

11 Объясните правила работы с уровнями привилегий для различных типов сег­ментов.

12 Поясните механизм шлюзования: для чего он предназначен, как осуществля­ется передача управления на сегменты кода с другими уровнями привилегий.

13 Расскажите о работе системы прерываний микропроцессоров i80x86 в реаль­ном режиме.

14 В чём заключаются основные принципиальные отличия работы системы пре­рываний микропроцессоров i80x86 в защищённом режиме по сравнению с ре­альным режимом?

15 Как осуществляется переход на программу обработки прерываний, если деск­риптор прерываний является коммутатором прерываний?

16 Как осуществляется переход на программу обработки прерываний, если деск­риптор прерываний является коммутатором перехвата?

17 Как осуществляется переход на программу обработки прерываний, если деск­риптор прерываний является коммутатором задачи?

Глава 4 Управление вводом/выводом и файловые системы

Необходимость обеспечить программам возможность осуществлять обмен дан­ными с внешними устройствами и при этом не включать в каждую двоичную программу соответствующий двоичный код, осуществляющий собственно управление устройствами ввода/вывода, привела разработчиков к созданию системно­го программного обеспечения и, в частности, самих операционных систем. Программирование задач управления вводом/выводом является наиболее сложным и трудоёмким, требующим очень высокой квалификации. Поэтому код, позво­ляющий осуществлять операции ввода/вывода, стали оформлять в виде систем­ных библиотечных процедур; потом его стали включать не в системы програм­мирования, а в операционную систему с тем, чтобы в каждую отдельно взятую программу его не вставлять, а только позволить обращаться к такому коду. Сис­темы программирования стали генерировать обращения к этому системному коду ввода/вывода и осуществлять только подготовку к собственно операциям вво­да/вывода, то есть автоматизировать преобразование данных к соответствую­щему формату, понятному устройствам, избавляя прикладных программистов от этой сложной и трудоёмкой работы. Другими словами, системы программиро­вания вставляют в машинный код необходимые библиотечные подпрограммы ввода/вывода и обращения к тем системным программным модулям, которые, собственно, и управляют операциями обмена между оперативной памятью и внеш­ними устройствами. Таким образом, управление вводом/выводом – это одна из основных функций любой ОС.

С одной стороны, в организации ввода/вывода в различных ОС много общего. С другой стороны, реализация ввода/вывода в ОС так сильно отличается от системы к системе, что очень нелегко выделить и описать именно основные принци­пы реализации этих функций. Проблема усугубляется ещё тем, что в большинст­ве ныне используемых систем эти моменты вообще, как правило, подробно не описаны, и исключение по этому вопросу касается только системы Linux, для которойимеются комментированные исходные тексты. Детально описываются функцииAPI, реализующие ввод/вывод. Поэтому в этом разделе, самом неболь­шом по объёму, мы рассмотрим только основные идеи и концепции.

Поскольку внешняя память, как правило, реализуется на таких устройствах вво­да/вывода, как накопители на магнитных дисках, мы также рассмотрим логиче­скую структуру диска.

Закончим настоящую главу рассмотрением наиболее распространенных файло­вых систем.